/
Автор: Поспелов Д.Р.
Теги: машиностроение термодинамика теплотехника двигатели внутреннего сгорания
Год: 1961
Текст
в KHllre изложены вопросы теплопередачи о дuиrателях
с воздушиым ОХJ1аждением. рассмотрены особенности
конструкции этих ДВllrате. ей. приведены краТКllе сведения
из 1'есрии вентнляторов. Кроме TQrO, дана методика
приближенноrо расчета элементов системы ВОЗДУUlноrо
охлаждеШIЯ дuиrателя.
I(ниrа предназначена для ннженерно техиичеСI(lfХ рабar
ИИ ков, спеlшализнрующихся о области дuиrателестроеllИЯ.
Рецензент kP техн. иау" r. r Калиш
Редактор д p техн. наук В. П. Калабин
Редшщил лшпературы. 110 mpaICtnOpHo.I!Y и се.льскохозяйственно.UУ
маШU1iостроенutо
Зав. редаКl{lIей lIНЖ. Е. И. НЕЛЮБОВА
ПРЕДИСЛОВИЕ
Содержащиеся в рЯДе литературных источников разрозненные
и нередко противоречивые сведения о преимущестnах и недостат-
ках двиrателей BHYTpeHHero сrорания с воздушным охлаждением
не позво..1ЯЮТ состаВIIТЬ полное и правильное представление об этих
двиrателях.
За последние roды появились специальные работы по aBTOMO
бильным двиrателям с воздушным охлаждением, большинство кото-
рых относится к карбюраторным двиrателям. В то же время в сель-
ском хозяйстве и в друrих областях народноrо хозяйства широкое
распространение получили дизели с воздушным охлаждением, oco
бенности конструкций I<OTOpbIX пока еще недостаточно освещены
в печати.
В опубликованных работах отсутствует метод расчета системы
воздушноrо охлаждения. в том числе и расчета OCHoBHoro ее 9ле
мента вентилятора.
Автор, используя данные зарубежных литературныХ источников,
а также отечественный опыт по созданию двиrателей с воздушным
охлаждением, сделал попытку обобщить имеющийся фактический
материал, дать анализ существующих конструкций и наметиТь мето-
дику приближенноrо расчета системы охлаждения.
В книrе рассматриваJ(\ТСЯ двиrатели с охлаждением от венти
ЛЯтора.
Книrа состоит из четырех разделов.
Первый раздеJI посвящен изложению основ воздушноrо охлажде-
ния двиrателей BHYTpeHHel'o сrорания. Рассматривается связь между
реальными физическими процсссами состояния rазов, происходя-
щими в цилиндрах двиrателя, и сопутствующими этим процессам
явлениями теплообмена при установивше\IСЯ режиме ero ра-
боты.
Приводится методика приближешюrо расчета системы охлажде-
ния и рассматриваются способы ее реrулирования.
1* 3
Во втором разделе даны исследования ПОI<азателей работы
и подробныЙ ШlаJIИЗ конструкциЙ Двиrателей с воздушным охлажде-
нием и их важнейших элементов.
В третьем ра::!деле приведено описание существующих KOHCTPYK
ций двиrателей С воздушным охлаждением, причем, кроме моделей,
выпускаемых в настоящее время, рассмотрены также и неко-
торые образцы, IIредстаВЛЯlOщие интерес в отношении их I<OH
струкции.
В четвертом разделе даются краТI<ие свеДенИЯ по ОСНО13ам теории
веНТИJlятора и методика ero приближешюrо расчета как OClloBHoro
рабочеl'О opraHa системы rЮЗ;I.ушноrо ОХJlюкдеllИЯ.
РАЗДЕЛ 1
ОСНОВЫ воздУшноrо ОХЛАЖДЕНИЯ
двиrАТЕЛЕЙ 8HYTPEHHErO сrОРАНИЯ
rЛАВ/1 /
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА В двиrАТЕЛЯХ с ВОЗДУШНЫМ
ОХЛАЖДЕНИЕМ
1. ТЕПЛОПЕРЕДАЧА ОТ РАБОЧИХ rA30B в СТЕНI(И
ДЛЯ уменьшеНJ-\Я тепловых потерь в стенки внутрнцилиндровоrо
пространства 1 разность между средней температурой рабочих rазов
за ЦИКЛ и стенками j].О.lжна быть как можно меньше. Предельно допу
стимые значения температуры стенок цилиндра в современных дви
rателях BHYTpeHHero сrорания оrраничнваются в первую очередь
необходимостью обеспечения над.'1ежащей С I8ЗКИ трущихся поверх
ностеЙ и HeBblcoKoro расхода масла в условиях ЭI<сплуатации. Чрез
мерно высО\ше Тбшературы стенок неЖе.lаП'.lЬНЫ также и ПОТО 1У,
ЧТО при ЭТОI\I ухудшается наПОJlнение ЦИ.'1индров дви raTCJI я , возрастают
Iютери на тпение поршневой I"РУflПЬ1, IlOнышается CKJIOHHOCTb карбlсра
TopHoro ДI}Ш юе.FJЯ J{ детонации, а мехаНllческан прочность материа.l
стенок (например, аЛЮ!\fиниевоrо сплава поршня и I'ОЛОВКИ цилин-
дров) Станuвится недостаточно;i. Вследствие 9Toro веJIИЧИНЫ допу
стимых те:\lПератур стеlЮI< рабочеrо пространства ЦIIШIНДРОI3 прини
маются НООUЛЬШИllШ по сравнению со средними значениями темпсра-
тур rазов за цикл (700 1000T Большая разница между ЭТИМИ
температурами обусловливает значительную отдачу теllЛОВОЙ 911срrии
от рабочих rазов в ОХJIЮI<дающую среду. Эти потери заШiСЯТ от тelIJIO
воЙ наrрУЗIНI двиrателя и структуры ero теплонorо баланса.
Тепловая HarpY3Ka Двиrателя
Тепловая наrрузка деталей ДВИl'ателя является функцией тепло-
вой ero наrрузки в целом. Последняя в опредеJlенной мере характе"
ризуется удельными эффективными показателями работы двиrателя
и, в частности, ero литровой мощностью, характеризующеЙ величину
эффективной мощности двиrателя, которая приходится на единицу
рабочеrо объема ero ЦИ.ТlИН;I.ров. Литровая мощность имеет размер
ность л. с./л или пропорциональную сй Кi!J1flcек..л или ккад/сек...м 3 .
Че:\1 бо.lьше nС.lичина этой мощности (ИJIИ соответствующей ей тепло
воЙ энерrии), тем выше теl1JlOl3ая наrрузка рабо 1 1еrо пространства
1 Пnд пнутrнщплиндровым простраllСТВО 1 поtJимается рабочий объем uилиид-
рз r:moc объем камеры сrорания.
5
цилиндра двиrателЯ. Однако выражаемая отношением эффеl<ТИВНОЙ
мощности двиrателя к рабочему объе:\IУ ero цилиндров литровая
мощность, как показатель тепловой наrрузки двиrателя, имеет тот
недостаток, что не учитывает разницы в потерях на трение в различ-
ных двю'ателях, а также и друrих тепловых потерь. Поэтому для
характеристики тепловой наrрузки двиrателя или, точнее, рабочеrо
пространства цилиндров двиrате.'1Я автор считает более прав ильным
принять количество тепловой энерrии Q, выде.ТlЯемое при сжиrании
топлива и воспринятое еди.ницей рабочеrо объема цилиндров V"
за единицу времени, т. е.
Q GTh и /
Чд' == V == кка.л л. час
" .1
или
, 1000G T h и / :i..
Чд, == V А кка.л .м час,
rде ОТ часовой расход топлива двнrателем в К2/Час;
h и теплотворность топлива в ккаЛ/К2;
V A рабочий объем всех цилиндров в .л.
Сравнение величин тепловой наrрузки дизелей Д 30 и Дейтц
(табл. 1) показывает, что, несмотря на более высокую литровую
мощность, дизель Дейтц имеет приблизитеJIЬНО одинаковую с Дизе-
лем Д 30 тепловую наrрузку вследствие меньшеrо удельноrо расхода
топлива и меньших потерь на треНие.
Таблича 1
Значения TellJlOBOA наrрузкн двиrателей с: воздушным охлаждением
(1 )
... .. ...
% ; ..; ..
'" ;:
..; :о: ..
:о '" .... .. ... :с
ФИРма ипи завод "'арка '- ... ':- '" '" .; 1--'"
'8 '" --... с:> ...
.. .. ... .. .. ..
. "'1 ..... .. .. . '"
'" .. .. .. '"
..:: .. <:." ",'"
<: <: ;:,. ... '" ;,:, .....
КарбlOраtnОРНblI!
Штейр. . . . 8В 3400 3,52 25,0 6,61 19,8 225 5,62
Фольксваrеll \I\V 30 3400 1,132 26,5. 7,00 6,8 227 6,00
Татра . Т 603 85 4500 2,545 33,4 6,68 19,5 230 7,67
» Т 600 52 4000 1,950 26,6 6,0 15,6 300 8,00
» Т 603 100 4800 2,545 39,3 7,36 25,0 250 9.82
Ситроен 2 С\' 12 3500 0,425 28.2 7,27 2,В8 240 6,78
Дизели
ВТ3 . I Д зо I 35 1600 3,40 110.3 5.80 I 6,82 195 2.01 .
Татра . I Т 924 80 2000 5,87 13,7 6,13 13,9 174 2,37
Дейтц . F4L514 60 1650 5,32 11,3 6,15 108 IRO 2,03
SLM. . 80 2200 5,32 15,0 6,15 13,6 170 2,56
J\\ \\'М . AKD 12\' 48 2000 3.60 13,3 6.00 8.9 185 2,48
Порше . . 4PL44 44 2000 3,288 13,4 6,01 В.О 182 2,44
BapXaJlOВCKII D 41 36 зооо 2,04 17,65 5,29 6.1\5 190 3,36
Петтер РС4 20 3000 1,400 14,3 4,29 4,65 232 3,32
Штиль 1 БОА 30 1850 1,520 19,7 4,80 5.55 185 :i.65
6
Тепловой баланс двнrателя
Под тепловым балансом двиrателя понимается равенство между
количеством тепловой энерrии. выделяемой при сжиrании топлива.
и количеством тепловоЙ энерrии, выражаемой отдельными COCTaB
ляющими тепловоrо баланса, которые характеризуют конечное
распределение этоii энерrии как результат осуществления рабочеrо
процесса двиrателя. Если указанное равенство состоит из трех
членов. выражающих количество тепловой энерrИИ, эквивалентное
индикаторной работе двиrателя. КОJIИЧество энерrии. унесенной
отработавшими rазами, и количество теПJIOВОЙ энерrии, отведенной
в систему охлаждеНЮl, то такое равенство называется индикаторным
или внутренним тепловым балансом двиrателя.
Если равенство дает такое распределение теПJЮВОЙ энерrии,
при котором в Биде отдельноrо члена выражается количество этой
энерrии, превращеннои в полезную (эффективную) работу двиrателя,
то такое равенство называется эффективным или внешним теП.'10ВЫМ
балансом.
НаиБОJlьшее практическое значение имеет эффективный тепловой
баланс, так как ero составляющие опре;tе.'lЯЮТСЯ экспериментально.
Теп.'10ВОЙ баланс как форма выражения распределения количества
тепловоЙ энерrии израсходованноrо топлива одинаков для карбю
раторных двиrателей и для Дllзелей. Различным является лишь
количественное соотношение отдельных составляющих этоrо ба
ланса.
Тепловой баланс можно составлять для любоrо режима работы
дви rател я , но чаще Bcero ero составляют Д.:JЯ реЖИ lа ;\l8ксимальной
мощности и обычно выражают в долях или в процентах от общеrо
количества теплОВОЙ энерrии топлива, израсходованноrо за 1 час
работы двиrателя.
На фиr. 1 дано rрафичеСl<ое изображение тепловоro баланса.
Буквой Q обозначено общее I<оличество тепловой энерrии израсхо
ДОВанноrо двиrателем топлива, определяеi\юе по ero теплотворности,
которую измеряют с помощью калориметра. Если тепловой баланс
составляется на основе данных за I час работы двиrателя, то
Q == G /1" ккал/час.
Однаl<О извеСТIIО, что не все топливо, поступившее в цилиндры
двиrателя. cropaeT в них полностью. Теоретически предполаrастся.
что полное сrорание топлива обеспечивается при коэффициенте
избытка воздуха (1::;Р 1. Практически почти полное сrорание для
карбюраторных двиrате.пеЙ наблюдается лишь при (1 == 1,10 -+ J, 12,
для дизелей приблизительно при (}. == 1,30. Следует, однако.
оrовориться, что прйведенные значения коэффициента избытка воз
духа. при I{OТOPbIX предполаrается полное или почти полное cropa
нне топлива в ДDиrателях обоих ТИПОD, ЯDЛЯЮТСЯ в значительной
мере условными, так как в каждом отдельцоr,J случае зависят от Вl1ИЯ.
tнfЯ бо,JIьuюrо чJiсл факторов.
7
Количество тепловой энерrии топлива, поступившеrо в цилиндр
двиrателя, но не сrоревшеrо, должно войти в выражение тепловоrо
баланса в ВИДе отдельной составляющей QH.r' равной сумме:
QH. r ==- Q:. е + Q:. с ккаЛ/1LQС,
r- о
;/ % .
\
<;
I
0".2
*
t
а
пет
1
1
c:!i
..
:%"
о:" j, . Jl.
.
о" 4 о'"
' t:2.
"""'"'т"
..
..
<:!:
i
7J.
"
J!cт
t
.......
%
Е;
O
f E' '
'6'. Ъ
.
,<5
с;
Фиr. 1. Схема тепловоrо баланса двиrателя
Q располаrае:v.ая тепловая энерrня топлива; Qa располаrае>,ая активная ТеПЛОвая
зиерrllЯ; Q' тепповая ЭllерrllЯ. соответствующая теоретичеСl<о1I иеполиоте сrоРаНlIЯ;
Н, С
Q" тепловая Зиерl"ИЯ. соответствующая праКПlческоlI иеполиоте Сl"ораИlIЯ; Q теппо.
Н.С е
вая энерl"ИЯ. ЗКВllвалеНТllая эффективиой работе; Qi тепловая энерrия. Эl<вивалеllтная
индикаторноА раооте; Qn." тепловая Энерl"ИЯ остаточ"ых ,'азов, ндущая "а ПОДOl'рев све.
Ж"I"О заряда; Qa тепловая э""рrиЯ, у"ссеrr"ая ОТ(JаGотаВШНМII ,'азами за пределы ЦИ.rlrrндра;
Q' . теП"осодержа"не отработавшнх l"аЗ0В дО IIX BЫxoДll н3 L\rrлнндра; Q" часть теПЛО
" "
воА эиерrllll отраGотаВШIIХ I"азов. переДlllIная cTellKaM 8ЫПУСI<НЫХ l<аналов; Q; тепловая
зиерl"ИЯ отраGотаВШIIХ I"а308. рассеяиная в окружающую среду; Qохл Тепловая Эllерl"НЯ.
отведенная в систему охлаждения; Qcт тепловая Эllерl"ИЯ. передаваемая от тзов стенкам;
Q' тепловая Знерl"НЯ. переда.III8Я в масло через поршень И ЦIIЛIIНДР; Q" тепловая
ст Clп
ЗНСрI"ИЯ. рассеяниая 11 окружающуЮ среду внешними не оGдуваемы>ш повеРХНЩ:'С>lМИ I"ОЛUВКН
цнлиидра и дефлекторов; Qn. еm тепловая знеРI"ИSl стеИОI(. расходуемая на подоrрев CBe
Жеl"О заряД!l; Q.., теп. овая ЭИСРl"ия. отведеlШВЯ в масло; Qm теП.'овая эне(JI"ИЯ. экви-
валентная мехаIlIfЧСС'{I(»t потеря»,; Q. часть теПЛОВОЙ Эllерrllll. эквнпалентнОЙ работе
т
треиия 11 перешедшеll в систему охлаждеНIIЯ; Q; ЧаСТЬ тепловоii энеРI"lШ. ЭI{вивалентноlI
работе ТJ:еIIlfЯ и пеJ:ешедшеll в масло; Qост остаточиыli члеи теплоооro С>алаиса; Qp-;- теп.llО-
вая эиеРI"ИЯ, рассеяиная в окружающую среду виешнеli IlOверхностью ДВИl"ателя; Qр тепло
вая зиеРI"ИЯ. передаваемая в окружающую среду остальиоll частью поверхиости ДВИl"ателя
(1<poMe уиазаииых ПРи определеlШЯ вел11ЧИ11 Q;m и Q;"); O. "асть теllловоlI эиеРI"ИII. BOC
принятоll маслом и рассеяииоЙ в окружающую среду поверхностью картеРа ДВНl"атели.
8
rAe Q . с - тепловая энерrия, не ВЫДеленная топливом, вследствие
теоретическоЙ неПОJIНОТЫ Сl'орания при а < 1 (карбю
раторные двиrатели);
Q:.c== G-сAl1 14600'С т (1 a) ккаЛ/1laС;
Q: С тепловая энерrия ТОП ЛI-IВ а , не сrореl3шеrо вне зависи
мости от количества участвующеrо воздуха.
ВеJlичина Q:. С не может быть наЙдена опытным путем и должна
войти в остаточный Ч.'Iен теПJIOвоrо ба.rJаиса QOlт, Тоrда количество
располаrаемой активноЙ тепловой энерrии сжиiаемоrо топлива
(фиr. 1)
Qa ==-= Q Q:. с К/(ал/час.
Располаrаемая aJпивная тепловая энерrия топлива Qa в результате
осуществлсния рабочеrо процесса двиrателя распадается на сле-
дующие основные составляющие: тепловую энерrию Qc. превращен-
ную в полезную (эффективную) работу; тепловую энерrию Qохл,
отведенную в систе!\-IУ охлаждения; теП.rJОВУЮ энерrию Q , YHeceH
ную отработаиши"ш rазами за преде.'IЫ цилиндра, и тепловую энер-
rию Qocm' характеризуемую остаточным членом теПЛОВОl'О баланса.
т оrда
Qa == Qe + Qохл + Q + Qocт ккаЛ/'taс.
(2)
Величина тепловой энерrии, превращенноЙ в полезную работу,
определяется из выражения
Qe == б32N е "кал/час.
Величина Qox.. находится как алrебраичеСI{ая сумма следующих
составляlOЩИХ:
QOX.I == Qcт Q;т + Q: + Q;" К1сал/час, (3)
rДе Qrт , тепловая энерrия, передавае:'lая от rазов стенкам;
Q;m тепловая энерrия, отведенная в масло, охлаждающее
поршни и цилиндры двиrателя;
Q: часть тепловой энерrии отработавших rазов, переданная
стенкаы ВЫПУСIШЫХ канадов: Q; === Q: Q
Q; ккаЛ/llас (rде Q: теп.тIOСО]tержание отработав
ших l'a30B ДО их выхода И3 цилиндра; Q; часть
тепловой энерrии отработавших rазов, рассеянная в OKPy
жающуlO среду); .
Q;" часть тепловой энерrии, ЭI<вивалентная работе трения
поршня и Iшлеu и переходящая в систему охлаждения.
Величина Q;" определяется следующим выражением:
Q;n == Qm Q: ккпд/час,
9
rAe Qm тепловая энерrия, ЭI{вивалентная общим механичесКим
потерям, т. е. работе трения;
Q;n часть тепловой энерrии, эквивалентной работе трения
и перешедшей в масло.
Энерrия, выраженная в формуле (2) остаточным членом Qюп
тепловоrо баланса, может БЫТ1> найдена лишь при наличии всех
остальных составляющих формулы (2):
Qocт== Qa (Qe+ Qox..+ Q,) ККQЛ/ЧllС.
Член Qocт включает в себя следующие тепловые потери:
Qoe". == Q" + QH + Q;. + Q:. с ККQл/'tас.
ТеПJlOвая энерrия, передаваемая в Оl<ружающую среду от внеш-
ней поверхности двиrателя. определяется следующим равенством:
Qp == Q;/II + Q + Q ккал/час,
rде Q;т' тепловая энерПIЯ, передаваемая в окружающую среду
внешними не- обдуваемыми поверхностями rоловки ци
линдра и дефлекторов;
Q 'If часть тепловой энерrИll, воспринятой MaC.iIOM и рассеян
ной в окружающую среду поверхностью картера дви
rатеJIЯ;
Q теrтовая энерrИSl, передаваемая в окружающую среДУ
остальной чаСТhЮ поверхности ДDиrателя (кроме ука-
занных при определении велИ4ИI:I Q;т и Q );
Q" неучтенные потери;
Q член, выражающий долю тепловой энерrии, не учтен
ной вследствие нет04НОСТИ измеррний.
ВеJ1ИЧИНbl QOX/I' Q н QM MorYT быть определены эксперимен
тально: Q(JJ(o' Kal< произведение расхода охлаждающеrо воздуха,
теплоемкости воздуха при постоянном давлении и разности
температур воздуха на выходе ero из межреберных каналов
и на входе в ннх; Q, калориметрическим способом или подсчиты
вается по теплосодержанию отработавших rазов; Q... тем же !deTO
дом, 41'0 и величина Qox.., т. е. по расход)' и повышению температуры
масла в специальном масляном теплообменнике. Остальная часть
энерrни выражается остаточным членом.
Из членов баланса, определяемых экспериментально, для Проек
тирования системы охлаждения используются велнчины Qox.. И Q",.
Величина Q", является алrебраической СУ I ОЙ СJlедующих состав-
ляющих:
QM == Q: + Q;т Q: ккал/час.
Не06ходимо отметить, что соотношение отдельных членов тепло-
Boro баланса в значительной мере зависит от способа их определе-
ния. поэтому сравннаать теплопые балансы различных д нrате ц
10
МОЖНО только при условии полной аналоrии в методе определения
их составляющих.
Соотношение отдельных членов тепловоrо баланса изменяется
с изменением наrрузки, CKOpocTHoro режима и друrих условий работы
двиrателя. При работе двиrателя с полной наrрузкой и при макси-
мальном числе оборотов тепловой баланс cOBpeMeHHoro двиrателя
имеет следующее численное выражение, среДНее для двиrателей
рассматриваемых типов (табл. 2).
Таблица 2
Структура тепловоrо баланса
Располаrаемая тепловая !IIнерrия топлив/! I КарбюраТОРllые I Дllзели
двнrатели
Bcero в % 100 100
В том ЧИС.'lе:
тепловая энерrия. эквивалентная эффек-
тивной работе . . . . . , . . . . . . . . . 2&------24 3B 32
тепловаЯ знерrия, унесенная отработавшими 34 36
rазами . 27 30
тепловая энерrия, отведенная в систему
охлаЖдения 30 32 25 28
тепловая энерrия, соответствующая оста-
точному члену ба.lJанса (излучение н др.). . 8 10
в отношении теплопередачи наибоJlhШИЙ интерес представляет
член баланса. выражающий потери тепловой энерrии в систему
охлаждения.
Общее количество тепловой энерrии, отданной в систему охла
ждения, поступает (при полной наrрузке) 13 %:
от rазов непосредственно в стенки UII.IJИIIДРОВ . , .
от порwия и ero колеu вследствие на.1JI'IИЯ трения _
от rазов в стенки выпускных каналов _ . . . .
. 65 70
. 3------8
_ 25 ЗО
Как видно, непосредственные потери тепловой эиерrии 13 стенки
внутрицилиндровоrо пространства составляют приблизительно
не более 23% от располаrасмой энерrии топлива в карбюраторных
двиrатслях и не боJlсе 20% в дизелях.
В ДВИl'ателях с воздушным охлаждением температура стенок
несколько выше, чем в двиrателях с воДяным охлаждением, поэтому
и теПJlOотдача в стенки внутрицилиндровоrо пространства COOTBeт
ctbeHI-Iо меньше. Это приводит к более интенсивной передаче маслу
тепловой энерrии от стенок цилиндров и поршня. К сожалению.
не представляется возможным отделить долю тепловой энерrии, сооб-
щенной маслу стеН 8МИ цилиндров и поршня, от сс доли, COOTBeт
ствующей работе треНIIЯ в подшипниках, а также от КОJlичества
тепловой ЭI-lерrии, передаваемой маслу rазами, I1рорвавшимися через
неПJIОТНОСТIi порщнеВblХ колец ДQиrаТeJlЯ. Суммарная теплоотдача
11
в масло при отсутствии специальноrо охлаждения поршня COCTaB
ляст обычно около 10% от общей теплоотдачи в систеl\lУ охлаждения
на полноЙ НaI'рузке, а при наличии спеuиальноrо охлаждения
знаЧИТeJlЫIO выше.
Ввиду менее интенсивноrо охлаждения rазов в ци.lиндре двиrа
теля с ВОЗДУШНЫ1\1 охлаждением КО.'lичество тепловой энерrии, yxo
дящеЙ с отработавшими rазами, должно быть несколько Быте, чем
в двиrателях с водяным охлаждением. Потеря n стенки цилиндров
теплuuоii энерrии, получающейся в результате трения 110рШПЯ и 110рШ
невых KOJleu, ПРI! воздушном охлаждении обычно меньше, чем при
водяном. ПРН'Iпноil этоrо является падение ВSlЗКОСТlI смазывшощеrо
Масла при более ВЫСОI<ИХ температурах Стенок ци.'IИндров. В даль-
неЙшем исследуем влияние режима н друrих условий раБоты Двиrа
тели на изменение 1<О.IIИчественноrо соотношения отде.IJЬНЫХ состав-
ляющих ero Ten.IJOBOrO баланса. При этом особое внимаиие обратим
I{а нзменение топ) члена баланса, который оп peAe.rlяет потерю тепло
вой энерrии через стеНl<И внутриuишшдровоrо пространства дви
rателя.
Изменение наrрузки
Под паrрузкоЙ двиrате.11Я понюшется величина развиваемоrо
Двиrателем крутящеrо момента ИJlИ среднею эффеКПlВllоrо давления,
соответствующих определеННо:\lУ числу оборотов.
В карбюраторном двиrателе изменение наrрузки осуществляется
путем изменения ПО.lюжения ;J.рОССЕ'.'Iьной заслонки карбюратора.
При уменьшении степени ОТl<рытня дроссельной заслонки количество
поступающеrо в ЦИJIИНДР свежеrо заряда, состоящеrо из смеси воз
духа и паров топлива, также умеНl>шается. Вследствие этоrо сни-
жается плотность заРЯДа, а также и давление rазов в цилиндре при
осуществлении рабочеrо ЦИКJIа. Если состав смеси при дросселиро-
иаllИИ не IIЗ lеIlЯетсЯ, то СР('Дняя теl\шература рабочих rазов за ЦIШЛ
остается почти постоянноЙ, а составляющие тепловоrо баланса
(фиr. 2, а) будут изменяться СJlедуlOЩИМ образом.
Теплоотдача от rазов степкам цилиндров по абсолютной величине
будет снижаться, но сраВНll1'еJIblЮ в меНhLпеи степени, чем расход
ТОПJНlВа; ОТНОСПТЕ'.'Iьная теПJIоотдача соrласно балансу тепловой
энерrни возрастает. При у :еJlьшении наrрузю от полной до нуля
относительная теПJlOотдача в стенки пшрастаЕ'Т прнблизительно
на 30%. Если на холостом ходу аБСОJII-отная Тf'плоотдача стенкам
минимаЛЬна, то относитеJIЬНЮI ее величина оказывается максимаЛI,НОЙ.
При дросселировании аБСО.:1l0тная величина потерь тепловой
энерrии с отработавшими rаза1\1И заметно уменьшается ввиду сни-
жения расхода топлива, но относительная их величина уменьшается
лишь незначительно.
Увеличение наrрузки в дизеле производится путем изменения
положения рейки топливноrо насоса (непосредственно В.lJИSlющеrо
на количество топ.ттИВа, подапаемоrо в цилиндры) при почти неиз-
менной величине заряда поступающеrо в цилиндры воздуха. КOJIи
12
чество раСХОДуемоrо топлива изменяеiСЯ от МИНИМ8.льноro, cooiBeT-
СТВУlOщеrо холостому режиму работы Двиrателя при данном числе
оборотов, до максимальноrо, соотвеТСТВУlOщеrо номинальной ero
наrРУЗI<е.
При одинаковой наrрузке общие отIIоситeJIы-lеe потери теПJЮвой
энерrии в дизеле инже, чем в карбюраторном Двиrате.llе, вследствие
наличия у первоrо uo.f\ee I\ЫСОКИХ Значений термическоrо к. п. д.,
оБУСJlOвлеНllоrо повышеННОI! степенью сжатия. Уменьшение наrрузки
в дизелях Достнrается путем сокращеНlIЯ цикловоЙ подачи ТОП.llива
при почти неизменном J<оличестве поступающеrо воздуха (если
0%
О'
N e 'уо
lп
Фиr. 2. Изменение величины состав.Т1ЯЮЩИХ тепловоrо
баланса в завистllОСТИ от иаrрузки при ttаксималЬНО]\1
числе оборотов:
а для I<зрGюРаторноrо двиrатели; б ДЛИ ;tиэеля.
не учитывать изменения наполнения ЦИJIИIIДРОВ вследствие сниже
ния температуры стенок 11 В"lИЯНИЯ фаз rазораспределения). Вслед-
ствие этоrо возрастает величина коэффициента избытка воздуха
и УJlучшается процесс СI'орания впрыclнутоrоo топлива. Уменьшение
цикловоЙ подачи топлива в дизеле снижает абсолютное ко.тшчество
тепловоЙ энерrии, отводн;\юй от rазов через стенки цилиндров,
а также, ввиду большоrо значения коэффициента нзбытка воздуха
и улучшеНl-Iоrо процесса сrорания, приводит ПРllБШlзительно к про
порциональному снижению средней Te НJepaTYpы I'азов за время
осуществления цикла и, Kal< СJJедствие этоrо, к уменьшению OTHO
сительной теплоотдачи в охлаждающую среду. Однако при этом
сравнитеJ1ЬНО небольшом снижении теплоотдачи возрастает относи
тельна I потеря теПJIOВОИ Эllерrип вследствие трения поршня и ero
I<ОJlец, мало ИЗJ\lеняющеrося с наI'рузкоi'l вследствие ПОСТОЯнства
Давления rазов в конце процесса сжатия. В рЕ' УЛЫате этоrо OTHO
сительНЫе потери тепловой энерrии в стенки ЦИJШНДРОВ у дизеля
при ИЗJ\Iенении ero наrрузки остаются приб.'JИ3IпеJlЫЮ постоян
ными (фиr. 2, б).
13
В противоположность карбюраторному Двиrателю в дизеле YBe
личение количества топлива, поступающеrо в цилиндры сверх коли
честnа, необходимоrо по условиям полноrо и быстроrо сrорания, при-
водит к значительному повышению теплоотдачи в стенки. Избыточное
топливо подается в цилиндр дизеля в конце процесса сrорания, коrДа
почти весь воздух уже использован для окисления основной дозы топ
ЛИВа, ввиду чеrо конечная ero порция доrорает мед.пенно, причем этот
процесс распространяется на значительную часть рабочеrо хода
поршня и сопровождается усиленной теПJlOотдачей в стенки. Это
явление усиливается еще и тем, что во время процесса расширения
поверхность соприкосновения rазов со стенками цилиндра все вре;.,\я
возрастает. В этом случае знаЧl\теJ1ЬНО уве;шчивается теплоотдача
и при выпуске, так как теМIIература отработавших rазов при удли
ненном процессе доrорания топлив rораздо выше, чем при ero HOp
MaJlbHOM сrорании. Таким образом, в дизеле снижение наrрузки
приводит к небольшому уменьшению или сохранению в тех же пре
деJlах относительной теплоотдачи в стенки, а увеличение нш'рузки
выше Toro значения, при котором не обеспечивается полное и быстрое
сrорание топлива, характеризуется резким возрастанием велиЧИНЫ
относительной теплоотдачи от rазов в охлаждающую стенки ЦИJlИндра
среду.
И"з м е н е н и е ч и с л а о б о Р о т о в
Изменение числа оборотов двиrателя при постоянной наrрузке
также сопровождается изменением.величин членов тепловоrо баланса
(фиr. 3).
С новышением числа оборотов при постоянной наrрузке двиrа
теля доля тепловоЙ энерrии, отводимой в стенки, уменьшается. Это
объясняется тем, что при более высоком числе оборотов сокращается
продолжительность цикла, а следовательно, и время соприкоснове
ния rорячих rазов со стенками цилиндра В результате этоrо rазы
охлаждаются в меньшей степени. чем при работе двиrателя С пони
женным чИслом оборотов. Меньшая степень охлаждения rазов,
наблюдаемая в каждом цикле, приводит 1{ тому, что из общеrо коли-
чества тепловой энерrии израсходованнсrо топлива меньшая ее доля
перейдет в стенки цилиндров.
Таким образом, чем выше постоянное число оборотов коленча
Toro вала двиrателя, тем :'rlеньше тепловые потерll n стенки цилиндров,
но тем большее количество тепловой энерrии унесется с отработав
шими rазами. При повышенном числе оборотов, наряду со снижением
тепловых потерь в стенки цилиндра, уменьшаются также потери
rазов через неплотности поршневых колец, что несколько увеличи
Бает среднее индикаторное давление цикла.
Однако СJlедует учитывать, что с уменьшением времени соприкос
новения rазов со стенками за каждый цикл при повышении ЧИС.';]а
оборотов возрастает степень завихрения rазов Б цилиндре, вслед
ствие чеrо увеличивается коэффициент теплоотдачи в стенки
и несколько компенсируется снижение тепловых потерь. В резуль
14
тате этоrо уменьшение теллоотдаqи с возрастанием числа оборотов
оказывается сравнительно небольшим.
Снижение потерь тепловой энерrии в стеики происходит более
интенсивно в начале повышения числа оборотов. При повышении
числа оборотов в диапазоне больших ero значений теплоотдача
n систему охлаждения падает менее интенсивно, хотя характер
падения теплоотдачи в значительной мере зависит от особенностей
2 3
0%
( Оozл .100)
'..' О,
80 . (
2.100)
60 .'
/ /
/ / (Qчоо)
'10 1; :? О
/ /
fJ%
(°;('100)
,/,
(}z .100)
:% Q
C //
q() "Оост :::::}':
, '" . .'0,,'"
, Ое , , -, ,
>-
,( Oe 0"r/(}OCm.100) :
, ::-.S\_""C\.".....' .
ВО
/.
БО
,'//
Q,.,
"
20
О/!
"
20
о
1000
'. ( Ое+О" .tOО)
:\.1 ,О
о
ЗООО п Oli/пUff 1000 1200 МОО 1600 п 05/1Шh
а) б)
Фиr. 3. Изменение величины составляющих тепловоrо uаланса в зависимости
от 'lИсла оборотов при полноЙ иаrрузке:
1I для l(ap(jlOpaTopHoro ДDиrателя; 6 длн днзеля; J т",лло. отuедеlllюе в систему охлаж-
дения за время такта сжатия; 2 то же п течение ЛрOltесса сrорания; 3. то же за время
такта расширения; 4 то же за премя такта выпуска.
2000
конструкции двиrателя. У карбюраторных двиrателей по сравнению
с дизелями изменение теплоотдачи в стенки цилиндров с изменеиием
числа оборотов обычно бывает более значительным.
Изменение состава смеси
Если при работе карбюраторноrо двиrателя обеспечивается пол-
ное сroрание ТОПJIИва (а;::::- 1 1,1), то потери тепловой энерrии ока-
зываются минимальными. При дальнейшем обеднении смеси процесс
сrорания замедляется, поэтому относительные потери тепловой
энерrии в стенки возрастают, больше тепловой энерrии уносится
также и с отработавшими rазами.
При обоrащении смеси теплоотдача n стенки и потери тепловой
энерrиис отработавшими rазами снижаются, НО это происходит
ВСJlедствие худшеrо использования топлива из-за нелолноrо ero
сrорания.
Изменение внешних условий
С увеличением атмосферноrо даВJlения увеJlичивается коэффи
циент наполнения двиrателя, а следовательно, и среднее индикатор-
Ное давление ЦIlкла, что приводит к возрастанию теплоотдачи
15
в стенки. С вопросом влияния атмосферноrо давления связано также
и влияние влажности втмосферноrо воздуха. Чем выше ВJlажность,
тем ниже атмосферное давление, так как удельный веС влажноrо
воздуха меньше, чем cyxoro. Это приводит к уменьшению Becoвoro
наполнения цилиндров, cpejlHero индикаторнOI'О даВJlения и, как
следствие, к снижению теплоотдачи в стенки.
В случае повышении тсмперятуры окружающей среды плотность
заряда падает, среднее ИНДlшаторное даВJlение уменьшается, а cpeд
няя температура цикла повышается, Вследствие противоположноro
влияния указанных двух факторов на теплоотдачу от rазов в стенки
цилиндра веJlИчина ее не изменяется.
Все это справедливо ДJ1Я JlОСТОЯlШОЙ температуры охладителя.
В действительных условиях работы двиrателя ИЗ:\1енение температуры
OI<ружающеЙ среды привод.ит к изменению 'fбшературы и ОХJlади-
теля, все равно воды или воздуха. Orличне будет лишь в разной
степени этоrо изменения. При IJОДЯНОМ ОХJlаждении изменение TeM
nepa'rypbI охладителн ввиду ero БОJlее высокой теплоемкости будет
меньшим. Поэтому у двиrатеJlеI1 с водяным охлаждением вопрос
об одновременном ВЛИЯIIИИ изменения ТСПJlOотдачи внутри и снаружи
цилиндра при изменении температуры окружающей среды не имеет
серьезноrо значения.
В двиrате,ле с воздушным ОХJlаждением промеЖУТОЧIIЫЙ теп.'о
lIOСJаель отсу';"ствует, а непосредствеННblМ ОХJIЗдитеJlем является
окружающиЙ воздух, идущий одновремеино и lIа ШIПОJlНение цилин
дров. кю< показывают опыты, ПрIl lIеIlЗ:\l!енной теМllературе воздуха,
поступающеrо в ЦИJIИI-IДРЫ, повышение температуры охладителя
на 5 6" приводит l{ снижению теплоотдачи в стенки на 2 2,59'o.
OДH KO с повышением температуры окружающеЙ среды обычно повы
шзеТС 1 темнература Dоздуха, иснользуемоrо в качестве охладитедя
и идущеrо lIa lIаПОJшеllие ЩIJIИНДРОВ. В результате этоrо тепло-
отдача в стеПКII не снижается. а остается без изменения И.11И даже
повышается. Опыт показьша т, что ПОВЫШСlIие сверх онределенной
веJIИЧИНbl температуры окружающей среды вредно отражается
на работе !<ак l{арбюраторноrо двиrате.1Я, Tal< и дизелЯ (снижается
мощность, ухудшается ЭКUIIQМИЧIЮСТЬ и повышаются требования
к 8ИТlfдетошщионной характеристике топлива).
Распределение тепловых потерь по тактам рабочеrо ЦИКJI3
КОJlичественный учет теплоных потерь за периоды отдельных
процессов рабочеrо ЦИКJlа дает возможность получить БОJlее подное
представление о характере теплообмена в двиrаТeJlе и ВЫЯUИ1Ъ резервы
повышен ия теНЛОНСПОЛЬЗОJ3ания расходуемоrо топлива. Однако точ
ное эксперимеНТ3JIьное определение тепловых потерь в отдельныХ
тактах рабочеrо цикла ДЯЖе для KOtlKpeTHoro ДВlIrаТСd1Я окаЗbl
вается ПОLIТИ невозможным, а ПОJlучаемые нз расчетов данные надо
считать лишь ориентировочными. ПРИВОДИ lые ниже количествен-
ные соотношения БЗЯТЫ у [. Р. Рикардо [11. частично у Н. Р. Бри-
линrа [2] и у друrих.
Iб
Такт впуска
Свежий заряд, поступающий в цилиндр по впускным каналам,
lIаrревается, причем ero температура повышается на 15 25° в Kap
бюраторных ДВИI"ателях и на 15 30° в дизелях. Эrи цифры отно-
сятся к двиrателям с водяным охлаждением; в двиrателях с воздуш
ным охлаждением HarpeB воздуха, ЮI({ правило, выше. Последнее
объясняется более высокими температурами rоловки и стенок
цилиндра. Среднян температура цилиндра при воздушном охлажде.
IIИИ приблизительно на 30 500 выше, чем при водяном охлаждении.
а средняЯ температура стенок впускных каналов (в зависимости
от конструкции rоловки) в первом случае выше на IO 30°. Если
принять, что основной Harpen поступзющеrо в цилиндр заряда проис-
ходит во ВПУСI<НЫХ KaHa,IJaX, то можно предrЮЛОЖИТh, что увеличение
температуры этоrо заряда для двиrателей с воздушным охлаждением
составит 20 ,ЗОО у карбюраторных ДВИI"ателеЙ и 20 40'" У дизе
лей. Повышенный подоrрев заряда оБУСJювлипает ухудшение наJlОл
нения этих ДDиrателеЙ и, кш{ следстпие, снижение их литровой мощ-
ности. В карбюраторных ДВИI-ателях ПОJJ.оrрев заряда ниже, чем
в дизелях, и вредное действие этоrо подоrрева меньше. В I{зрбюра-
торных ДВИI'ателях в определенной степени даже необходим подоrреR
заряда, так как в противном случае ТОПЛИRО будет кондеНСИРОRаться
на стенках впусююrо трубопровода и цилиндров, что приводит
К разжижению смазки, неравномерному распреде.llениlO смеси по
liилиндра:\f и к коррозии этих стенок. В дизеле повышение те шера
туры стенок также желательно до определенной величины, при
которой исключается конденсация продуктов сrораllИЯ и усиление
коррозионноrо износа на эксплуатационных режимах работы дви
rателя.
Свежий заряд смешивается в цилиндре с остаточными rазами,
образуя рабочую смесь, температура которой будет несколько выше
температуры свежеrо заряда, уже несколько подоrреТОI'О от стенок
цилиндров. Температура смеси в конце такта впуска составляет
70 130C дЛЯ карбюраторных двиrате.lей и 60 80'" ;J.JIЯ дизелей.
Эти значения мало отличаются для двиrателей с воздушным и водя
пым охлаждением, так как "емпература остаточных rазов (значи-
тельно влияющая на температуру рабочей смеси в Iюнце впуска
особенно в карбюраторных ДDиrателях) для тех и ДРУI'ИХ двиrателей
практически одинакова.
Таким образом во BpeMSI такта впуска тепловая энерrия пере
дается от стенок и остаточных rаЗОR J{ свежему заряду. Ввиду МЗJЮЙ
плотности (при давлении ниже атмосфер Horo) заряда, малой раз
ности температур между стенками и заряЛ,ом и низкоrо коэффициента
теплоотдачи количество тепловой энерrии, отда'нное стенками в тече
ние ТЭJ<та внуска, пренебреЖIf:\Ю мало (табл. 3). Необходимо учесть,
что охлаждение стенок ЦИЛИllдра происходит одновременно изнутри
и снаружи, ВСJlедствие чеrо в период впуска температура их падает
lIиже ее средней веdlИЧИНЫ за ц.икл. Это обстоятельство хотя и мало,
110 также способствует небольшому уменьшению теплоотдачи от BHY
треНIIИХ поверхностей стенок цилиндра к поступающим в Hero rазам.
2 д. Р. ПоспелОВ 409 17
Тепловые потери в раЗllые периоды рабочеrо ЦИК.ча
..
с;:
..
....
..
'"
of
с
..
...
g.
1-0 11
'" ..
2'(1)
\D ,,.,
с:>.;!I
:c
11
...
о
'"
'"
<>.
..
..
'"
о
"
u
;..,
ТаБЛUljа :J
ТеЛJ100ТПВI13 n ВОДУ в % от раСЛОJ1аrасУ.оll теллоuоА энеРrllН ТоПлива
Обща я
за
ЦIIКЛ
Впуск
I
Тепло""я
I ЭJ.СI"rIIЯ. эк.
Сжатие Crcpa- РаСШ'I ВЫ:1\'СК UНПЗ_1ентизи
ине рсмне . раБОТе TI еtl ИН
JlОрШIIИ.
I
Такт сжатия
11 I,5
I юu
!'
а
"
ID
о
...",
....
"'
...'"
..ос;
:Eg
ЗU
....=
I
Полная
11 а rрузка
ПОJ1l1Ое
сrорание
"".о
<;
11
r::j:<I)
Полная
наrрузка
Полное
сrорание
g .. .. g ' ...
;
g g
.....а .....а ......... ........
t; е cvl:i: е a,lt; о I Q.I
]
f 6i 2.41 711,4 15 О
I 100 40 jl00120 100 О
! i 81 4,41 61 2 9 1 о
i J : 00 1 : 1001 O о
о
",,,,
.....
...,
\E
.....
о 01 с;:
.... >Е о
.. о t:
о
JJ=
.....
:О'"
",О
..,
......
О .."
.... ;ЕО
(j оС
u "
са ;.:.:
о
о
2
о
28 3,8
100 13,6
25 6,4
100 25,6
i I
Во пеех двиrатеJISIХ bhy-rреннеrо crораllИЯ в течение НРllб.'1ИЗИ
TCJlbHO первой трети хода поршня во I3ре;l.IЯ таК1.Я сжатия, считая
от н. М. т., продолжается повышение температуры поступившеl'О
в цилиндры воздуха И,lИ рабочеii С:'>lеси до температуры стенок
цилиндра. При дальнейшем ходе поршня температура рабочей смеси
в цилиндре повышается, и в момент достижения ею средней темпе-
ратуры стенок цилиндра тепловой поток меняет свое направление.
При ПОlходе поршня к в. м. т. температура rазов становится равной
телшературе самых rорячих точеl{ l{aMepbI сrорания, а затем и пре
вышает ее. Положение поршня, прн котором происходит изменение
направления теП,10воrо потока, зависит от температуры стенок камеры
S
сrорания, степени сжатия, размеров цилиндра. отношения D и дру-
rих факторов.
В конце такта сжатия температура рабочих rазов внутри uилиндра
ДОСТИI'ает 3;)O 5000 у карбюраторных двш-атеJlеЙ и 500 700"
У дизелей. Несмотря на такие высокие температуры rазов в конце
такта сжатия, значительной потери ими тепловой энерrии в степки
цилиндра не неблюдается. Это объясняется, во первых, тем. что
температура I'азов в такте сжатия в среднем оказывается не намно,'о
выше средней температуры стенок и, BO BTOpЫX, тем, что плотность
заряда в цилиндре Достиrает максимаЛЬНОI'О значения лишь при
18
подходс поршия к в. м. т., коrда велl-lqИна поверхности ЦИлl-lllдра.
vчаствующая fJ теПJlOотдаче, уменьшается до минимума. Таким
образО:\f, получается, что произведение коэффициента теплоотдачи
на величину поверхности, воспринимающей тепловой поток, оказы-
вается неБОJIЬШИМ на протяжении Bcero такта сжатия. Следствием
этоrо и является малая потеря тепловой энерrии в стенки ЦИJlИндра.
В карбюраторных двиrателях, имеющих по сравнению с дизелями
меньшую Степень сжатия (а следовательно. меньшие температуру
и даВ.пение в конце Тalпа сжатия), часть внутренней энерrии рабочей
смеси в процессе Bcero такта сжатия расходуется на испарение TOn
ю/ва, а поэтому теплоотдача в стенки у этих двиrателей должна быть
меньше, чем в дизелях, несмотря на БОльшую величину поверхности
Ka epы сrорания. Более высокое значение средней скср:}Сти поршня
Sn б u
Шl/) , зu не во всех случаях должно свидетельствовать о ольшеи
интенсивности завихрения и, следовательно, большей теплоотдаче,
ТaI< как степень влияния хода поршня S и числа оборотов n на интен-
сивность завихрения различна,
В общем, для двиrателеЙ всех типов теплоотдача от rазов в стенки
за такт сжатия всеrда превышает теплоотдачу от стенок к rазам.
В табл. 3 теПJ100тдача rазов в стснки UИJlIIндра в такте сжатия
Ile учитьшалась.
Процесс сrорания
СI'орание рабочей смеси осуществляется в короткий промежуток
I3ремеНИ, коrда I3нутрицилиндровое пространство имеет минимальный
объем, и сопровождается значительным нарастанием давления и TeM
нературы. Конечные значения последней в карбюраторных двиrате-
.пях составляют 2000 2500" и в дизелях 1500 2000°. Максимальное
давление crорания в современных карбюраторных двиrателях дости
raeT 50 кc/cJot 2 , в дизелях (без наддува) 80 Kl/CM2. При этих условиях,
несмотря на сравнительно неБОJIЬШУЮ величину поверхности камеры
crорания, наблюдается интенсивная теплоотдача от rазов В стенки
камеры сrорания. Этот процесс УСИJНшается еще БОJlьше за счет
вихревых движений rазов, повышающих 1<OI-IВективный их тепло-
обмен со стенками. Из теШlOвоrо баланса, приведеНJiОl'О в табл. 3,
доля теплоВых потерь за период сrорания от всех потерь в систему
охлаждения при полноЙ наrрузке составляет при условии полноrо
сrорания ТОПJJива (в n):
6
. 2В .100 == 21,4;
8
. 25.100 == 32,0.
Большие тепловые потери у дизеля, несмотря на более низкую
темпеР<lТУРУ 1'3ЗОВ в ero ЦИJlИlщре за период сrорания, объясняются
большей плотностью rазов и их более интенсивнЫМ вихревым дви-
жением. Если бы удалось устранить полностыo тепловые потери
2 J9
Д<,Я карбюраторных двиrателеЙ
ДЛЯ ДlrзСJlСЙ .
в nроцессе сtор2ния, ТО fОЛЬКО 40% ЭТОЙ потсри (т. е. 2,4% от вели-
чины, составляющей 6% от всей энерrии сжиrаемоrо топлива)
моrло бы быть преобразовано в пелезную работу в карбюраторном
двиrателе и 55% (т. е. 4.4% от 8%) у дизеля. Большая возможность
использования теряемоЙ тепловой энерrии у дизе.flЯ объясняется
более высокой степенью расширения rазов 13 ero uилиндрах, что
и обусловливает в основном лучшую экономичность двиrателеЙ
этоrо типа.
Проuесс расширения
После ПРС}J.варительноrо проuесса расширения рабочих rазов,
харю<теризуемоrо заметным увеличением их давления и температуры,
начинается происсс последующеrо расширения, при I<DTOpOM давле-
ние rазов, а затем и температура их в UИJIИндре начинает падать.
В npouecce ПОСJlедующеrо расширения в соприкосновение с rазами
вступает все большая поверхность зеркала uилиндра и одновременно
происходит так называемое доrорание топлива и частичное BOCCTa
новлеllИе диссониировавших продуктов сrорания.
При работе двиrателя на полной наrрузке к кониу такта расши
рения температура rазов уменьшается дО 1200 ,1400V в карбюратор-
ных двиrателях и до 800 1000° в дизелях. В соответствии с этим
и теплоотдача от rазов в стеНI<И внутри UИJ1индра за такт расшире-
ния протекает неравномерно по ходу поршня. При движении поршня
вблизи в. м. т. теплоотдача вследствие высоких значений темпера-
туры и давления rазов, а таюке СИЛЫlOrо их вихревоrо движения
имееТ максимальное значение. По мере удаления поршня от в. м. т.
теплоотдача в стеlll<И уменьшается, но остается все таки относи
тсльно большой. Все это вместе взятое приводит к тому, что теПJlOвые
потери в стенки во время последующеrо расширения в карбlOратор
110М двиrателе при6лизительно раВНОllенны тепловым потерям rазов
при сrорании; в дизеле потери при расширении несколько меньше,
чем при сrораllИИ (табл. 3), что объясняется более низкой в сравне-
нии с карбюраторными двиrателями средней температурой расши
РНlOщихся rазов. В карбюраторном двиrатеJIе использование вну-
тренней энерrии rазов в случае отсутствия тепловых потерь в псриод
расширения оказывается, в соответствии с табл. 3, более низким
(20%), чем в дизеле, так как это использование будет соответство-
вать неполной степени расширения l"азоl3. В дизеле же, наоборот,
тепловые потери в стенки ц.илиндра в период расширения МСНЬше,
чем в период сrорапия; поэтому, если бы потерь в период расширения
не было, то I<азалось бы, что степень использования внутренней
энсрrии rазов должна быть также более низкой, чем в I<арбюратор-
ном двиrателе. В действительности же ввиду Toro, что большая
часть тепловых потерь при расширении имеет место в начале хода
поршня, степень использования внутренней энерrии rазов в случае
отсутствия этих потерь будет более высокоЙ, чем в карбюраторном
двиrателе (33% вместо 20%, табл. 3), так как превращение этой теп-
ловой эиерrии в механическую может быть осущеСТВ.llеlЮ при боль-
шсй степени расширения, т. е. более эффективно.
20
Такт выпуска
Выпуск отработавших rазов начинается в дей тпителыюм IЩI<ле
D процессе расширения, коrда поршень еще не достиr н. м. т. Orpa
6отавшие I-азы вырываются из цилиндра и с большой скоростью
проходят по выпускным каналам. Давление rазов в цилиндре падает
до величины, лишь немноrим превышающеii атмосферное давление.
В соответствии с понижением давления rазов снижается и их темпе-
ратура. В ПРJцессе выталкивания при движении поршня от Н, м. т.
К в. М. т. температура отработавших rазов в цилиндре за счет тепло-
отдачи продолжает падать, достиrая к концу такта выпуска 350 5500
в дизелях и 500 8000 в I{арбюраторных двиrателях (в обоих случаях
lIа номинальном режиме работы). В ледствие более низкой средней
темнературы и малоrо давления rазов теплоотдача в стенки цилиндра
во время такта ВЫПУСI<а значительно меньше, чем при такте расши
рения. Однако если учесть теплоотдачу к I<JIапанам, rнездам клапа-
нов и ВЫПУСКIIЫМ каналам, омываемым ОХЛ<lдителем при выходе
отработавших rазов, то теплоотдача в СlIстему охлаждения при
такте ВЫПУСI{а о!{вжется значительно выше теплоотдачи во время
тш<та расширения И составит более половины общих тепловых
потерь в систему охлажденин у карбюраторноrо двиrателя и бол е
одной трети соответствующих потерь у дизеJlей (табл. 3).
Большие относительные потери теПJIOВОЙ энсрrии в систему охла
ждения карбюраторноrо двиrателя в процессе выпуска-выталкива
IШЯ объясняются более высокими средними температурами отрабо-
тавших rазов, что, в свою очередь, обусловливается в основном более
низкими значениями степенн сжатия у этих двиrатеJlей. Уменьше-
IIИIO теплоотдачи в систему охлаждения в процессе выпуска вытал-
кивания MorYT содейстповать такие, например, мероприятия, как
устраненне доrорания топлива в процессе расширения, укорочение
ВЫПУСI<НЫХ I<аналов. ИЗОЛЯЦИя части этих каналов от стенок rоловки
цилиндра и пр. Это уменьшение теПJlOотдачи весьма желательно,
та!{ как вследствие этоrо облеrчастся работа системы охлаждения
и снижаются затраты мощности на приведение ее в дей твие.
Цикл в целом
Анализ величин, приведенных в табл. 3, УI<азывает на следующее.
ИЗ 28% полной тепловой энерrии сжиrаемоrо топлива, теряемых
в систему охлаждения карбюраторноrо двиrателя, только 3,8%
(или 13,6% от 28%, принятых за 100%) моrло бы быть преобра-
зоваио в полезную работу при полном отсутствии этих потерЬ.
,в дизеле из 25% полной энерrии топлива, теряемых в систему охла-
Ждения, моrло бы быть при указаннЫХ условиях использовано
JIИШь 6,4% (25,6% от 25%, принятых за 1001]4). Следовательно, доля
тепловой энерrии сжиrаемоrо топлива, теоретически возможная для
преобразования в ДОПОJlJ-IительнуlO ПО.llезную работу ц.икла при пол
Ном отсутствии тепловых потерь в охлаждаемую среду, в дизеле
I1риблизителыю в 2 раза больше, чем в карбюраторном двиrателе.
Не превращенная IЗ полезную работу доля теrJ,lIOВОЙ энерrии от всей
2)
энерrии, теряемой на охлаждение двиrателя, отводнтся с uтр()ботав
шими rазами. Как указывает r. [>. Рикардо [1 J, действительный
эффект от использоваНИ51 тепловоii энерrии, теряемоЙ в стенки,
будет еще меньш , если учесть, что при уменьшении т плоотдачи
от стенок температура последних ПОВLIСИТСЯ, а ЭТО приведет 1< Воз
растанию теплоемкости и степени диссоциации rазов при повышеННII
их температуры. Поэтому мероприятия по повышению тел,lПератур
стенок ВНУТРИЦlIлиндровоrо пространства, проводимые иноrда
с целью снижения тепловых потерь и ПJвышения экономичности
двиrателя, MOI'YT дать положительный эффеI<Т только в то;\' случае,
если в данном конкретном двиrателе тепловые потери выше HOp
мальных.
Приведенные выше цифровые данные относятся 1< карбюратор
ному двиrатеJJlU с HeBbICOKo,i степенью сжатия при работе ero с пол
ной наrрузкой при теоретически полном cI'opaНlНl топлива ((1::::::; 1)
и к дизелю, имеющему также сравиительно невысокую степень
сжатия при работе ero с полной наrрузкой при (1 ==о 1,3. Для COBpe .
менных карбюраторных двиrателей, степень сжатия которых дости
[ает lO 12, распределение теплоотдачи по тактам рабочеrо цикла
будет количественно несколько отличаться от данных Рикардо.
ТО же отНосится и к cOBpeMelIIlbIlI'I дизелям. ОСIlовное отличие более
современных двиrате.llеii от приведенных COCTOIIT в сокращении CYM
.. ..
марнон потери тепловоЙ энерrни топлива в CIICTeMY охлаждения
вследствие лучшеI'О использования и преобразования ее в полезную
работу.
В приведенных в табл. 3 данных не учтены:
а) тепловая энерrИ5l, отведенная в масло;
б) тепловая энерrия, воспрннятая свежим зар 5IДОi\1 , IJaIIOЛНЯЮ
щим рабочие цилиндры;
п) тепловая энерrия, эквивалентная работе трения поршня
и поршнсвых колец, Эти тепловые потери составляют 1 2°o от pac
полш'аемои тепловоii энерrии расходуемоrо ТОП.1ива,
Аналитическое выражение теплоотдачи в стенки
В настоящее время еще не существует достаточно ТОЧllOrо метода
аналитическоrо Оllределения теплоотдачи от рабочих rазов в стенки
ци.IlИlщра за периоды отдельных процессов деЙствнте.llьноrо цикла
ПорlllIIеВоI'О дви rател я.
Бесконечно малое количество тепловоii энерrии dQ, переходящеif
путем теIlлоотда'lИ от rазов в элемеНl ариую поверхность dF стенки
внутрицилиндровоrо нространства за Э.llемент времени dt: при TeM
Ilературе rазов в даИНЫl1 момент Т и температуре стенки т ст ' опре
деляется формулой Ньютона:
dQ == (11 (Т Тет) dF dt: юшл, (4)
rде «1 коэффнциент пропорциональности в ккаЛ/,it 2 час .сраu (назы-
ваемый коэффнцнентом теПJ100тдачи), ПОI<азывающий, ]{акое количе
CTBL тепловой энерrии в ккал передается поверхностн CTeH '1
2
п. оша.1ЬЮ 1 ",2 В течение часа при разности температур между
rазом и ЭТоП поверхностью в 10.
Как извеСТ1IО, I<оэффициент а] в I,;аждом отдельном случае
ЯВ. lяетсн функциеЙ мноrих величин; 011 зависит, например, от CKO
росТИ, давления, температуры н друrих ФИЗИ"lеСI<ИХ величин rазовой
среды. от l3ида поверхности и формы стенки, от ее температуры и 1'.11.,
Т<1I< чт() 'Iрезвычайно трудно опредеJIИТЬ ero значение не только
теореТllчеСКlI, но и ЭКСllеримента. ы-ю.
В с.пучае устшювившеrося процесса l'сплоотдаЧII чсрез еДИ1lИЦУ
повеРХIIОСТИ стенки в течение 0;1.IIoro часа уравне1lие Ныотона будет
ЮJеть С:lедующиii вид:
q. == (1] tT Т,,,,) Кlш.1/,и 2 I[QС.
(5)
Ве.1ИЧIIНС1 ql называется удельным тспловым потоком или тспло
воЙ 1I<II'рузкоii поверхности HarpeBa. НеОUХО;Щi\lО замсТlIТЬ, что TeM
пертура стенки не является показатеJIСМ ее тепловоii наrрузки.
Температура опреде.пяет лишь степень HarpeTocrн тсла, т. е. ero
тепловое состояние, но не тепловую 1IШ'рУЗКУ, которая характсри-
зуется ПОТОI<ОМ тепла, проходящеrо в еДИ1lИЦУ времсни через кваДраr
Hbli'l мстр понерхности этоrо тела.
При ОДIIН<ШОВОИ теllЛОВОЙ lIаrрузкс Дl3иrтсля тспловая наrрузка
cтellOK внутрицилиндровоrо пространства в карбюраторном ДВИI"а-
теле выше, чсм в дизеле, вследствне ме1lьшсii доли тепловой энсрrии
ТОП.1I11ва, прсвращеlllюii в полезную pauoTY. СреДllее за цикл значе
lIие тепловоЙ наrрузки стеllОК составляет (в Кl\аЛ/JI1 2 час):
;1.:111 I\арбюраторных ДIшrаТt'.1сii
;1.,111 дизелеЙ
200 000 400000;
150 000 300 000.
ОС1l0вная часть теПJЮВОi'l Э1lсрrии отдается в процессе сrорания
расширсния, т. е. за период, IIРОДОJIЖlпельность I<OToporo лишь
Ilеi\1110rим UОJlьше оДllOii четвсртоi'l продолжительности цикла (в четы-
рехтактном двиrате.lе); поэтом)' максимаЛI)н::.е З1lачение тепловой
1Iаrрузки внутри ОД1l0rо цикла по крайнеЙ мере в З 4 раза выше
среДIН I"О.
Теплован lIаrрузка отдельиых частей поверхности внутрицилин
.1.pOBOI"O пространства не ОДIll13l<ова: у тех CTeH()I<, которые непрерывно
СОПРИl,;асаются с rазами (J<:I:\lepa crорания), тепловая наrрузка
выше, чеi\J у тех, I<оторые СОllрикаСaJОТСЯ с rазами периодически.
j\'\еСТllая тепловая иаrрузка отдсльных TO<leK стенок l<aMepbI cropa
ния может достнrать 600000 Kt\.a-l:JI/ 2 час и выше.
Так. соr.'lаСJЮ опыта:\1 проф. А. Пишинrера (1) по опреде.1ению
теплоотдачи в лобовую поверхность распылителя форсунки для
J.llзе.пеii с цилиндрами раЗЛИЧII()I"О диаметра, разными I<амерами cro-
rания и степенью ('жатия [3,6 24 при 1IЗ lенении среДllей скорости
НОРШIIЯ от 3 до 1 [.5 д'сек тепловая lIаrрузка колебалась в преде
Jlах 200 000 900 000 ккаЛ/.Аt 2 час, причем МaI,;симальные значения
были получены в двиrателях с раЗ.'J..елеНlюii камерон сrорания.
Исследования быстроходных карбюраторных двиrате.'1еи 11 дизе
Ж.'Й [3] показали, что теП.110ноii поток в стеНlШ I<амеры crораllИЯ
23
пропорционален расходу топлива в степени 0,75, независимо от коэф-
фициента избытка воздуха, числа оборотов двиrателя и давления
l;IaДДYBa, т. е.
. 0 0.15
q('ffl:' т .
Для определения коэффициента теплоотдачи «1 от rазов к BHY
тренним стенкам цилиндра были предложены следующие очень
приближенные эмпирические формулы.
Формула Нуссельта [5]
«1 == 0,99 р"'. Т 1 (1 + 1.24с т ) + 0,362
r( I )4 ( ' )4]
Тl ТВ . (6)
Формула Эйхельберrа [6]
3 1
«1 == 2,1]1 С т ...- рТ..
(7)
Формула Нуссельта Брилинrа [7)
«1 == 0,99-V р"'. Т 1 (1 + к + О, 185с т ) +
[ " ( Т1 ) & ( Т. ) & ]
+ о 362 -ТБО 100
, Т 1 Т.
(8)
Формула Нуссельта Яклича [8)
«. == О,0224.228,зпрп.тп 1 (1 + 1,24c m ).
(9)
в приведенных формулах приняты следующие обозначения:
С т средняя скорость поршня в .м/сек;
р давление rаза в цилиндре по индикаторной диаrрамме в pac
сматриваемые моменты в KZ/CM"';
т 1 температура rазов в цилиндре в рассматриваемые моменты
n rрад. абс.; ,
т '" средняя температура стенок цилиндра и поршня в rрад.абс.;
К коэффициент, учитывающий завихрения, возникающие при
rорении;
n показатель степени, изменяющийся в пределах 0.9........(),44
при увеличении температуры rаза от 273 до 30000 абс.
В формулах (6), (8) и (9) коэффициент теплоотдачи состоит из двух
частей: одна из них учитывает теплоотдачу при соприкосновении,
а друrая (содержащая четвертую степень температур) теплоотдачу
лучеиспусканием. '
Всем приведенным выше формулам свойственны следующие
недостатки:
1. Зависимость теплоотдачи от среднеЙ скорости поршня лишь
В '/ отдаленной степени выражает ВJIияние турбуленции rаза
в цилиндре. Большие отклонения крайних значений скорости поршня
24
ОТ средней величины, изменяющиеся при различном соотношении
хода поршня и числа оборотов, 3 также наличие сложной траекто-
рии движения rззз относительно направления движения поршня,
делает зависимость недостаточно обоснованной. Некоторыми более
поздними исследованиями установлена пропорциональность тепло-
отдачи половинной степени числа оборотов, а не средней скорости
поршня.
2. Эти формулы, возможно приемлемые для тех частных случаев,
для которых они получены, не MorYT быть распространены на дpy
rие случаи ввиду отсутствия обобщающих параметров, действитель.
ных для двиrателей разных типов и конструкций.
Для дизелей, у которых наблюдается сложный характер движения
rазоВ в цилиндре, обусловленный формой камеры сrорания, приве
денные формулы дают менее точные результаты, чем для карбюра
торных двиrателей.
Уже перечисленные недостатки в значительной степени оrрани
чивают возможность использования этих формул для количествен
ной оценки теплоотдачи rазов в ст нки внутрицилиндровоrо про-
странства современных двиrателей. Тем не менее они дают приблизи
тельно правильное представление о качественной стороне явления.
Анализ этих формул показывает, что коэффициент теплоотдачи
является функцией следующих величин:
1) скорости движения rазов в цилиндре;
2) давления rазов в цилиндре;
З) температуры rазов.
Степень влияния каждоrо из этих параметров различна.
Скорость zазов. Скорость rазов. ь цилиндре зависит в первую
очередь от интенсивности протекания процесса сrорания, скорости
S
движения поршня, отношения D' формы камеры сrорания, 3 также
от формы и расположения впускных клапанов и друrих факторов,
от которых зависит вихревое движение rззов в цилиндре. Чем выше
скорость поршня, тем выше теплоотдача. Так как в расчет прини-
мается обычно среднее значение скорости поршня, необходимо учи-
тывать, что степень теплоотдачи может быть различной при одном
и том же значении средней скорости поршня, в зависимости от соот-
ношения множителей произведения в формуле для средней скорости.
Необходимо также отметить, что показатель степени при средней
скорости поршня в приведенных формулах колеблется от 1f 8 до 1.
Давление :юзов в цилиндре. В соответствии с формулами (6) (9)
показатель степени при давлении коле(>лется от 1f 2 до 2f 8' Следова-
тельно, давление rазов в цилиндре по степени cBoero влияния на коэф
фициент теПJlOотдачи соприкосновением стоит на втором месте после
скорости поршня. Теплоотдача возрастает с увеличением давления
ввиду повышенной теплопроводности более плотноrо воздуха. Дви
rатели С большим форсированием по давлению имеют повышенную
абсолютную теплоотдачу в стенки.
Температура zазов. В соответствии с формулами (6) (9) темпе-
ратура rазов влияет на коэффициент теплоотдачи соприкосновением
25
в степени от 1/3 до 1;2' С повышением температуры увеличивается
теплоотдача СОПРИl<основением и излучением. Однако теплоотдача
излучением сравнитеJlbJlO невеJlИка и во мноrих случаях можст
вообще не учитываться Ссм. формулу (7) J.
Влияние rлавных конструКТИВНЫХ параметров двиrателя
на теплоотдачу в стенки
Д и а м е т р Ц и л It 11 Д Р н
При сохранении неизменным хода поршня изменение диаметра
цилиндра приводит 1< из !енению рабочеrо объема во второй степени,
а к изменению поверхности внутрицилиндровоrо пространства в CTe
пени меньше второЙ, так как поверхность стенок цилиндра изме,
няется пропорционально первоЙ степени диаметра II.ItJlИндра. Сле
дователыfO, увеличение диаметра ЦИJlиндра при неизменном ходе
поршия сопровождается уменьшением отношения поверхности ВНУ-
трицилиндровоrо пространства к ero объему. Если при этом тепло
вая наrрузка двиrателя возрастает пропорционально объему внутри
цилиндровоrо пространства, то это приведет к повышению тепловой
наrрузки cTeHOI<. Вследствие относительноrо уменьшения отводн
тепла в стенки I3 течение рабочеrо цикла увеличивается индикатор
ныIй 1<. п. д. двиrатсля.
Предел, до I<Oloporo можно увеличивать диаметр цилиндра ДВlI
rателя с воздушным охлаждением, определяется заданными значс
ниями температур рабочей поверхности цилиндра, зависящими
от веJIIIчIшы МОЩlЮс.:ти, расходуемой на охлаждение. При наличии
оrрШIИ'IСllИЯ в расходе мощности на охлаждение требуемая тепло
ОТД,I'I,I может БЫТh обеспечен.1 JIIIШЬ увеличением ПОI3ерхности
ореБРСllИЯ. Но ЭТО"'IУ MorYT препятствовать невозможность дальней
lIIero уменьшения lIIar<l ребер и малая э4:Ф ктивность Д<lJIЫlсЙшеrо
упеШlчеНIfЯ I3ысоlы этнх ребср ВI3иду снижения НХ средней TeM
пера туры.
В случае оrрШlИчения раСХОД<l мощности двиrате.IJЯ на охлажде
ние величиноЙ, не превышающей 10% от номинальноЙ ero мощности,
и применеНЮI чуrунных цилиндров с точеными ребрами, при YMepeH
ных межЦИJlИНДРОПЫХ расстояниях, в настоящее время ТРУДIIО
создать надежно работающиЙ двиrатель с воздушным охлаждением.
имеющий цилиндр диаметром более 150 I60 ,ИМ. Если с увеJlичснием
размеров цилиндра принимаются меры ДЛЯ снижения напряженности
рабочеrо цикла, как, например, искусственное повышение коэффи
циента избытка воздуха у дизелей, то возможно примепение цилин
дров И больших диаметров.
Чем меньше диаметр цилиндра, тем выше отношение поиерх
ности ВНУТРИЦИЛИНДРОВCJrо пространства к ero объему и тем проще
проБ J lема охлаждения двиrателя. При этом количество тепловоЙ
энерrии, теряемоЙ в cTeНl<Н. как правило, увеличивается. На первый
взrляд кажется возможны,! предотвратить увеличение этих потерь
С повышением температуры стенок цилиндра, например, путем сни
26
жения Сl<ОрОСТИ протекания охладителя или уменьшения величины
внешrrеii поверхности, соприкасающеiicя с охладителем. Однако
и при повышешlИ температур стенок цилиндров малOl-О диаметра
до уровня, нзблюдаемоrо у двиrателей с цилиндрами большеrо диа
MeTra, сохrаJIИТСЯ повышенная теплоотдача, особенно в периоды
сrорания и доrорания топлива. Возместить эту потерю тепла путем
даJIЫlеiiшеrо повышения температур CTellOl{ камеры сrорания не пред-
ставляется возможным, так как при этом температуры наиболее
IlaI"peTblX точек МОI'ЛИ бы превзойти критические допустимые зна-
чения, что вызовет весьма нежелательные послеДСТВИfI. Увеличение
тепловых потерь, вызванное уменьшением диаметра цилиндра,
более значителыlO в дизелях, чем в карбюраторных двиrателях,
ввиду наличия у первых больших давлений rазов в цилиндrе и отно-
ситеJIЬНО меньших объем в ,<амеры crорания.
Таким образом, индикаторные ПОI<изатели двиrателей с цилин-
дrа!\ш меJIьшеrо диаметра должны быть при всех условиях ниже.
ХОД поршня
Вf>ЛИЧИllа хода ПОрШНfI, независимо от степени ее влияния на теп-
.'lOвые потери в стенки, "е может быть выбрана вне связи с друrими
IЮlIстrУКТllВНЫМJI пара:\оlетра:\оlИ ДВ111'ателя и поэтому ДОЛЖJIа быть
рассмотрена в совокупности f: ПОСJlе} ними, в частности, с диаметrом
цилиндра.
Отношение
s
D
Ве,'IИЧНllа ОТllOшеIlliЯ noтlOro хода поршня к диаметру
S
ци.'II-lIIдра D ДJIЯ Дl3иrателеЙ опrеделенноrо типа и назначения
ко.'1еблется в ср.шнительно узких пределах.
Если при переходе от uJIHoro диаметра цилиндра к друrому это
S t
ОТllошение остаJIется неизменным, т. е. D === COnS, то максималь-
щlя поверхность простр<тствз цилиндрической формы изменится
нропорционально I<вадрату диаметра
nDS + 2 ==: nD2 ( ) + Л 2 ==: ( + }) nD2 constD2,
а рабочий объем пропорционалыlO диаметру в кубе
:tD2 п.DЗ ( S \
T'S == "n) == const.D3.
s
Если отношение б нри изменснии диаметра не сохранится
Постоинным, а уменьшится, то поnерхноеть nнутрицилиндровоrо
I1рос-rrзнства изменится по отношснию диаметра цилиндра в степени
меНьше второй, а рабочий объеi\-I в степени, меньшей чем третья;
S
при увеличении отношения П' наоборот, поверхность изменится
'Л
в степени выше второй, а объе:\1 в степсни выше третьей. Из при-
веденных зависимостеЙ следу т также, что пrи измеlIСНИИ от ноше-
S
НI.;я 7т за счст измеJ-' НИЯ ТО.'lЬКО хода поршня раfочиi'l объем изме-
няется ПРОПОРЦИOl;а,;lЬНО :пому отношснию, а поверхность рабочеrо
пространства в несколько меньшей пропорции. Так, при увели-
чении отношения в 1,2 раза рабочий объем увеличится также
в 1,2 раза, а поверхность рабочеrо пространства увеличится только
в 1,13 раза. Это является следствием TOro, что при УДЛИII НИИ хода
поршня при неизменном диаметре поверхность днища поршня и рав-
ная еЙ поверхность rоловки ПИЛИН!l.ров останутся без изменения.
Отсюда следует, что одновременное увеличение диаметра пнлиндра
S
и отношения D приводит к резкому возрастанию отношения объема
внутрицилиндровоrо пространства I{ ero поверхности и, следова
тельно, I{ повышению тепловой наrрузки стенок. Поэтому при YBe
личении диаметра цилиндра необходимо стремиться к уменьшению
S
отношеНЮI D' Одновременное уменьшение диаметра ШIЛIШд!Jа
S
и отношения D приводит к резкому уменьшению отношения рабо-
чеrо объема к поверхности внутрицилиндровоrо пространства, т. е.
к снижению тепловой наrрузки стенок. Таким образом, OДHOBpeMeH
s
ное увеJlИчение илИ уменьшение величин D и D IIрИВОДИТ К более
резкому изменению отношения поверхности внутрицилиндровоrо
пространства к ero объему, чем изменение только одной из указан-
ных величин.
Приведенные зависимости не дают возможности сде.'1ать вывод
б v s
о оптималы-юи величине отношения D в пределах, применяющихся
в существующих конструкциях двиrателей, поэтому необходимо
проанализировать сделанные замечания на конкретном при.мере.
s
Величина отношения 75 имеет большое влияние на распределение
отводимоii в охлаждающую среду теПJIOВОЙ энерrии между отдель
НЫl\lИ дсталями двиrатеЮl, а также и на абсолютное количество этой
S
энерrии. Прежде Bcero изменение отношения D оЗначает изменение
величины 110веРХНОСТII рабочеrо пространства при том же рабочем
объеме, т. е. изменение pacCMoTpeHHoro выше отношения поверхности
внутрицилиндровоrо пространства к рабочему объему.
При проектировании двиrатеJlЯ имеется реальная возможиость,
допускаемая конструктивными соображениями, изменять веJlИЧИНУ
поверхности внутрицилиндровоrо пространства на 20 25% при
сохранении неизменным ero объема.
s
Определение величины оптимальноrо отношения 'D должно
базироваться, с одной стороны, на изменяющихся в процессе расши-
рения и выпуска температурах и давлеJiИЯХ rазов, а с друrой
2В
на ИЗ:>lеняющеi:ся скорОС1И движения nорШНЯ. Однако в настоящее
время подоБНbIЙ метод еще не разработан, поэтоr.IУ имеется лишь
возможность оценивать изменение веd1ИЧШlbI поверхности внутриuи
линдровоrо пространства при раЗЛИЧНbIХ положениях IIОрШНЯ на OCHO
вании сОпоставления величин S и D. Для примера можно оrрани
читься ПОложеllИSIМИ поршня в в. М. т. И Н. М. т. На фиr. 4, а изобра-
п1111 П}11 7
160 8
120 6
60 lJ
O . J
О
пмм F дI12
160 8
,20 б
80 IJ
IJO 2
О О
V h =lл
с=17
Fh
(Н
s
2.0 D
O
О)
1.5
Vh 'Л
c D J7
1,5
J
2.0 Jj
0,5
1,0
ln
Фиr. 4. Изменение поверхности ВНУТРИЩJ.lJиндровоrо
пространства:
/1 поршень находится .. н. ... Т.; (j поршень lJаходнтся
в !J. ).,. Т.
жено изменеНие поверхности (полной и частичной) внутрицилиндро-
S
Боrо пространства в зависи:о.lOСТИ от отношеН1IЯ D ДJ1Я дизеJIЯ с одно-
полостной камерой сrораНIIЯ при положении поршня в н. 1\1. т. При
этом ради простоть! форма камеры ПРИlIята цилиндрической. Как
S
видно, увеличение отношения D от 1 до 1,5 при водит к уменьшению
поверхности ВНУТРИЦИЛИН.'I.ровоrо пространства F" на 20%. При
этом внутренняя поверхность rоловки н цилиндра Fh вместе взя-
тых (за ВbIчетом поверхности днища ПОрШIIЯ) уменьш ется прибли
зительно на 13%, т. е. несколько меньше, чем общая поверхность
29
I<aMepbI сторания. Внутренняя же поверхность цилиндра 111' Юll<
и следовало ожидать, увеличивается приБЛИЗИТe.JIЬНО на 25%. а доля
этой поверхности в общей поверхности камеры сrорания ( : ).
как показывает подсчет. возрастает приблизитеJiЬНО с 9,5 до 15%,
т. е. больше чем в 1,5 раза.
На фиr. 4, б изображены кривые изменения поверхности внутри
S
цилиндровоrо пространства в зависимости от отношения D при
положении поршня в В. М. т, Как видно, при увеличении отноше
S
ния D с 1,0 до 1,5 По!ЗерХIlОСТЬ внутрицилиндровоrо прострап
ства F h увеличивается приблизительно на 2,5%, внутреННЯЯ поверх
lOсть rоловки и цилиндра вместе взятых (без учета поверхности
днища поршня) увеличивается на 7 II, поверхность цилиндра увели
чивается на 14%, а ДОЛЯ этой поверхности в общей поверхности
внутРицилиндровоrо пространства возрастает С 67 до 75%.
s
Следовательно, изменение ве,,1ИЧИНЫ D в пределах, встречаю-
щихся на практике, приводит к пренебрежимо малому изменению
поверхности внутрицилиндровоrо пространства. Это обстоятельство
должно быть учтено при определении теП,rюотдачи в стенки. Пола-
rая, что из тепловой знерrии, отдаваемоli в стенки в период расши-
рения (особенно в ero последней фазе), может быть нреобразована
в полезную работу цикла лишь ничтожнаЯ доля; можно сказать,
S б
что увеличение отношения D не ухудшает протеl<ание ра очеrо
процесса. В эффеКТИВНО:"1 отводе тепла в стенки наиБОJll.шую роль
иrрает поверхность цилиндра, так кю< она в БО,lJьшеЙ своей части
омывается охладителем, а относите.lJьная величина ЗТОI1 поверх-
ности, как указано выше, значительно возрастает при увеличении
S
отношения D (что очень важно для БОЗДУШllоr:э хлаждения),
поэтому целесообразно ПРИ!\'1енять Повышенные значения отноше
S
ния Й'
Приведенные rрафики относятся к ЦИЮIНдру, рабочий объем
KOToporo раnен 1 л. Эта величина является распространенной в COBl?e
менных дизелях. Для друrих значений рабочеrо объема численные
соотношения будут несКО.'lько иными, однако характер зависимостей
не изменится. Приведенные рассуждения справедливы и примени
телЬНО к карбюраторным двиrателям, но количественные соотноше
ния для них будут друrими, чем для дизелей. Доля поверхности
камеры сrорания, вслеДСТЕие низких (по' сравнениIO с дизелями)
значениЙ степени сжатия, в общей поверхности внутрицилиндровоrо
пространства HaMHorO выше, чем в дизелях. Поэтому в карбюратор-
ных двиrателях !Зопрос о выборе наиболее блаi'оприятноrо отноше-
s
ния D меньше ncero определяется условиями сокращения тепловых
потерь путем изменения веЛИЧИНbl поверхности стенок.
30
Рассмотрим вопрос о перераСr1ределении отводимоtо в стеНКIt
S
тепла при изменении ОТНОШЕНИЯ D' чтобы убедиться в том, что
указанные соображения о выборе оптимаЛЫlOrо значения отноше
S
ния D подтверждаются экспериментальными данными. Решающим
фактором в этом ОТНОшении можно считать долю тепловой энерrии,
передаваемой стенками отдельных деталей двиrателя, оказывающих
наибольшее влияние на ero охлаждение.
В табл. 4 привеД Нhl данные тепловоrо баланса четырехтактноrо
дизеля с водяным ОХJIаждением и ОДНОПОJIOСТНОЙ камерой сrорания
Тиблица 4
РаСI:J;еде.пение тепловсй энерrии при раЗЛИЧIIОЙ
S
DеЛИЧlIне отнош('ния D
I I<ОЛИ" СТВО тепловой з"ер
rlIII " % от общей тепловоlI
I 3""'".(1<" C)t<lIraCMoro топлива
i I
,
,
I
: I
I
Распrеделеине тепловuй
энсрrнн
ПJТсрн теП.'1080i\ ЭllерПIII:
8 стенки UlIЛИНДрОВ
8 rO. OBKY UИ. И/lДрОН
8 поршень . . , . .
в ВЫПУСКНОЙ патрубок
в СМ8ЗЫВ!Jющее :\J8C.'IO . .
с отра60таншимн r!JЗЗМJI .
П 'леЗН8Я p1tuoтa . . . . .
83
7:3
5,7
4,7
2.9
34,5
36,6
Итоrо.
100,0
I 5
[) ,
12,8
4,4
4,1
4,7
2,9
34,5
36,6
юо.и
при рз:-!личноii врличине отношеl:lИЯ [91. Удельный расход топ-
ЛИва на номинальном режиме равен 175 2/Э. /1. с. ч.
S
KaI( видно из табл. 4, увеличение отношения D с 1 до 1,5 не при-
водит к изменению относительноrо количества тепловой энерrии,
отдаваемой в Стенки ВНУТРИЦИЛИНДРОБоrо пространства, т. е.
в цилиндр, rоловку и поршень, взятые B;\IeCTe, TaI{ как и в том и 11 дpy
rOM случае состаIlляет 21,3%. Также остаются без изменения и доли
теПЛОIlОЙ энерrии, отдаваемой 11 выпускной патрубок и Б масло,
уходящей с отработавшими rазами и превращенной в полезную
работу. Однако теплоотдача в стенки цилиндров, rоловку И поршень,
взятых в отдельности, изменяется Значительно. Так, при увеличении
S
ОТношения D с 1 до 1,5 теплоотдача в стенки цилиндров возрастает
На 55%, а теплоотдача в rоловку цилиндров и поршснь У lеньшается
31
соответстВеtшо на 40 и 28%. Сопоставление Д HHЫX табл. 4 и rрафи
ков, изображенных на фиr. 4, а и б, показываст, что они выражают
S
одну и ту же тенденцию, а именно, что увеJlичение отношения D
ведет к снижению теПJIOВОЙ наrрузки rоловки цилиндра и поршня
при одновременном возрастании доли тешlOВОИ ЭIlерrии, отводимоЙ
стенками цилиндра.
П S" u
ри малом отношении D доля тепловои энерrии, отводимои
в rоловку цилиндров и поршень, выше, чем при большом отноше
s
нии D' следовательно, в этом случае выше и доля энерrии, отводи-
мой в стени:и цилиндров не непосредственно от rазов, а через пор-
S
шень. При увеличении отношения D доля теП.1ЮВОЙ энерrии, посту-
пающей в rоловку и поршень, понижается, а доля энерrии, посту-
пающеЙ непосредственно в стенки цилиндра, возрастает.
В любом двиrателе, а в двиrатеJlе с воздушным охлаждением oco
бенно, проблема поддержания нормальных рабочих температур
в rOJlOBKe и поршне является более трудной, чем в цилиндре, что
является подтверждением сделанноrо ранее вывода о рациональ
б .. s К
ности вы ора повышенных значении ОТlюшеНIIЯ D' роме Toro,
S u
незаВИСИi\lО от веJIИЧИНЫ отношения D' дЛЯ снижения тепловои
наrрузки поршней их целесообразно делать i\lалOl'О диаметра.
Данныс табло 4 относятся )< двиrателю с водяным охлаждением;
однако они ПрllмеllИi\lЫ и к ДВllrатедю с RОЗДУШНЫМ охлаждением,
так как теплоотдача в стенки цилиндров, rоловку цилиндров и пор-
шень мало зависит от типа ОХ.'1аждения, потому что изменение тем-
пературы этих деталей невелико в сравнепии с разностыо температур
между rаЗО1\.1 и стенками.
COI'JlaCHO опытам, проведенным за последние rоды американскоЙ
фирмой Катерпиллер, наИменьшие тепловые потери в дизеле на6лю-
s
даlOТСSI при отношепии D в пределах 1,27 l ,3, Что также подтвер
ждает сделанные выше выводы.
Степень сжатия
С увеличением степени сжатия возрастают температура и давле-
ние rазов в )<онце сжатия, а также в )юнце сrорания и начале их pac
ширения. Однако более rлубокое расширеиие rазов, соответствую-
щее повышенноЙ степени сжатия, обусловливает более низ)<ую
температуру в конце расширения. Вследствие этоrо температура OTpa
ботавших rазов в такте выпуска также будет ниже. В результате
среднSIЯ температура цикла понизится, что приведет )< уменьшению
теплоотдачи в стенки.
В табл. 5 приведсны данные r. Р. Рикардо [11 по изменению
тепловоrо ПОТQI<а в стенки с изменением степени сжатия. получен-
32
Таблица 5
ВЛИЯllllе степеt!И сжатия 'на теплоотдачу в стенки
Общий теПЛОDоi1 поток
Среднее иидика в стеllКИ Тепловой поток. OTHecell
Степень
сжаТIJЯ торНое даВ.llение I IIblll к среднему индика
в "iJ/C"" торному давлению, в %
в "кал/час в%
5 10,5 16500 100 100
6 11,4 15600 94,5 87,5
7 12,0 14225 В6,5 76,5
7,5 12,2 13300 ВО,7 70,0
ные при работе карбюраторноrо двиrателя на смеси, состав которой
обеспечивал химически полное сrорание и максимальную интенсив-
ность теплоотдачи в стенки. Ка и: видно из таблицы, тешюотдача
в стени:и при изменении СТепени сжатия с 5 до 7,5, падает прибли
зительно на 20%, а теплоотдача, отнесенная к среднему индикатор
ному давлению, на 30 %.
Форма и:амеры сrорания
ТеПЛОI3ые потери в стенки пропорциональны поверхности этих
стенок, поэтому наилучшеrо использования выделенной тепловой
энерrии можно добиться при меньшем отношении поверхности, омы-
ваемой rазами, к объему rазоп, который они занимают. В первую
очередь это относится к форме и:амеры сrорания, во вторую
к форме Bcero внутрицилиндровоrо пространства. Минимальным
отношением об.1Jадает и:амера шаровой фОр:\IЫ. Минимальная поверх-
lIОСТЬ рабочеrо пространства (без камеры сrорания) получается в том
случае, коrда ХОД поршня равен диаметру ЦИЛИНДра.
Наибольшее число вариантов различных форм и:амеры сrорания
наБJlIодается в дизелях. На фиr. 5 Схематически изображены разде-
ленные и неразделенные камеры сrорания. Диаметр цилиндра и ход
поршня для всех вариантов приняты одинаковыми (D == S == 100 мм).
Расстояние между днищем поршня и нижней плоси:остью rолови:и
цилиндров во всех случаях равно 1,5 JЧМ' Дополнительные и:амеры
имеют сферическую форму, а форма rлавной камеры сrорания изме-
няется от цилиндрической (cxc:-.ra 1) ДО фор:о.rы шаровоrо сеп,rента
(схема 6). Относительный оБЪеМ дополнительной камеры сrорания,
выражаемый отношением объема дополнительной камеры V" к объему
камеры сrорания V t , ИЗМеняется от 70% (cxeMjl 1), что практичеси:и
Является максимумом, до 20% (схема 6), что практически COOTBeT
ствует минимуму ДJlЯ дизелей с разделенной ка!\1ерой. Форма нераз
деленной каМеры сrорания изменяется от шаровой (схема 7) до плоско
цилиндрической (схема 12). Степень сжатия во всех случаях одина-
КОВа, следовательно, одинаковы и объемы и:амер сrорания. Резуль.
Таты подсчетов объемов и поверхностей отдельных частей камер
3 д. Р. Поспелов 409 зз
ёfораiIия сведены в табл. 6, а на фиr. 5 изображено изменение
поверхностей камер сrорания при переходе от одной схемы камеры
к друrой.
Обращает на себя внимание то, что, несмотря на очень широкие
пределы изменения относительноrо объема как однополостных, так
Fc,N
(1'12
200
100
80
60
40
10
F/Fc
tC'Vc
",1
",о
.............
3,8
1,5
(/l
Fc*Fh
Vc..v"
17,77
J 57j
:J1.5jO
з1,51J
З7,500
Д
100!ft=70'J'D 1О0!!=60% 100 '= O"l() 100ft =110% ЮО =JО% 100р!=20%
rc rc '( r(' '( С
I Q-l[yJп r
{/, 100 1- = 70%
v,
12 1
.J
Фис. 5. Изменение поверхности камеры сrораllJlЯ при переходе от одной схемы
к друсой (сплошные линии относятся к схемаJ\ll б, а штриховые к CXe)la"l 7 /2).
Условные обозначения со штрихами относятся к схемам 7 12; Ре и Р; поверх
мости Kal\lep сrорзния; V c объем X3l\lepbl сrорания; F п поверхность поршня;
F iJ поверхность rоловки; F" поверхность дополнцтельноii камеры;
p поверХIJОСТЬ ПОрШIIЯ с вставкой.
и двухполоетных камер сrорания, отношение поверхности камеры
к ее объему изменяется Bcero на 20% (с 3,46 при схеме 12 до 4,15
при схемах 1 и 7). При этом камеры сrорания, изображенные на cxe
мах 7 и В, являются по существу такими же двухполостными, как
И камеры, показанные на схемах 1 и 2, с той лишь разницей, что
дополнительная камера расположена у них не n rолопке цилиндра,
а в днище поршня. ИСJ<JIючая камеры, изображенные на схемах 7 и 8,
з4
'tаБЛllца 6
. i3еличины объемов в с.м З и поверхностеЙ в с.м 2 для различных камер сrорания
(5 == D == 100 .мМ)
.N'v I У п \' \' e+ 'h р к Fz рь р п Fe+P/r, Ре Fe+Fh
е --v,; V c+Vh
СХС IЫ
(фllr,;;) I :2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
, ВЗ8'41 5З ,5 1 В4'9
/ 36,6 15,8 О 52,4 7В,6 217,0 31617 4,15 37,701
2 31,45 15,8 5,15 52,4 838,4 48,2 В4,9 7В,8 211,9 31611,9 4,04 37,700
3 26,21 15,8 10,39 52,4 838,4 42,7 В4,9 79,7 207,3 31 607,3 3,96 37,699
4 20,96 15,8 15,64 52,4 83В,4 36,6 В4,9 79.В 201,3 31601,3 3,В4 37,692
i .5 15,73 15,В 20,В7 52,4 83В,4 30,3 В4,9 ВО, 1 195,3 3 1 595,3 3,73 37,6В5
б 1O,4B 15,8 26,12 52,4 838,4 23,2 В4,9 81,5 IB9,6 31 5В9,6 3,62 37,67В
7 О 15,В 36,6 52,4 838,4 О В4,9 132,1 217.0 31617 4,15 37,701
,'1 О 15.В 36,6 52,4 83В,4 О В4.9 122.1 207,0 31607 3,95 37,695
9 О 15.В 36,6 52,4 В38,4 О В4,9 113,3 19В,2 31 59В.2 3,79 37,6ВВ
/() О 15,B 36,6 52,4 838,4 О 84,9 lOВ.О 192.9 31 592,9 3,6В 37,БВ2
JJ О 15,В 36,6 52,4 838,4 О В4,9 99,9 1 84,В 31 5В4,В 3,53 37,672
/2 О 15,8 36,6 52,4 83В,4 О В4,9, 96,95 1В1,35 315В1.В5 3,46 37,669
из разряда однополостных, можно сказать, что отношение поверх-
ности камеры сrорания к ее объему у двух полостных и:амер cropa-
ния в общем больше, чем у ОДНОПОJIOСТНЫХ. Однако в отдельных слу-
чаях при малом относительном объеме дополнительной камеры (при
разделенной камере сrорания) и, наоборот, большом объеме камеры
в поршне (при неразделенной камере сrорания) отношение ;; в пер
вам случае получается меньшим. Следовательно, сравнение Тепло-
l3ых потерь в стенки камеры сrорания должно ОСНОl3ьшаться не только
на типе камеры сrорания (однополостная или двухлолостная),
F.
JlО и на конкретных значениях отношения v: для сравниваемых
камер.
Поверхности цилиндра, солрии:асающиеся с rорячими rазами при
l1вижении 110РШНЯ к н. М. т.. вместе С поверхностью камерЫ пора
НИя образуют поверхность внутрицшшндровоrо пространства.
В rрафе 10 (табл. 6) приведены результаты подсtlетов поверхности
ВНУТРИЦИJlИндровоrо пространства для камер сrорания рассмотрен-
ных выше схем, а в rрафе 12 даны отношения поверхности внутри
F. +РЬ
!tилиндровоrо лространства к ero объему V:+ Vh . Последние
изображены также rрафичеси:и на фиr. 5. Для наrлядности расчеты
S
ПРОИЗВОДИJIИСЬ при отношении D == 1, близком к наблюдаемому
у современных дизеJIей. Результаты показывают, что разница в вели.
F. +Fh
ЧИнах отношения V; + V/r. для всех схем составляет не более 0,1 %-
Следует оrовориться, что сложение поверхностей цилиндра и камеры
сrорания весьма условно, так и:ак их температуры сильно отли-
ЧаЮТСЯ. Однаи:о, если уи:азанный прием применять )< )<амерам сrорания
3* 35
всех схем, 10 f3еРОЯ'tНоСfь ошибки будет более или Менее о;iИН.!1 J
ковой во всех случаях. тем более что температуры каМер сrораНИ5J
также можно считать приблизительно одинаI<ОВЫМИ. Хотя приведен
ные выше соображения ЯВЛЯЮТСЯ в значительной мере условными.
они Все же дают основание полаrать, что различие в величине поверх-
ности сrорания двиrателей С однополостной или. двухполостной
камерой сrорания является далеко не основным в объяснении раз
личия в экономичности дизелей указанных типов.
На фиr. 6, а и 6 показаны значения относите.пьной теплоотдачи
в систему охла {Дения для двиrателей С цилиндрами одинаковоrо
объема, но с камерами сrорания
разноrо ти n а [1 О J. До.1Я тепло-
9е е/эл с У.
200
175
о
800
trOC %
о а
600
30
20
В 7 6 5
,0
/200 1600 п ОО/НШf 20 110 60 80 %
а) 5}
150
50
Фиr. 6. Относительная теПJ100тдача в систему охлаждения двиrате.1Jей С камерами
сrораНIIЯ разноrо типа:
а в зависимости от числа оборотов; б в заВИСllМОСТИ от Ilаrрузки; штрихооые ли"ии
двухrюлост>,ая камера: сплошные лин"и ОДНОПОЛОСТ>lIIЯ камера; I >1 fi О>lхРzоая камера:
2. 3 и !J пРедкамеры; ." ВО ДУW>lая камеРа; 7 11 8 неразделенные камеры.
вой энерrии, отведенноЙ в воду, по отношениlO 1< тепловой энерrии,
превращенной в полезную работу (фиr. 6, а), почти на всем диапа
зоне числа оборотов одинакова и равна 0,55 для нераздсленной
I<aMepbI и 0,82 ДJIЯ раздеJIСННОЙ. На температура отработавших
rазов t, при неразделенной камере на 500 выше, чем при разделен
ной, вследствие снижения теплоотдачи вводу. Это отношение YBe
личивается при падении числа оборотов на полной наrРУЗI<е. Разли
чие относительной теплоотдачи в стенки при I<aMepax сrорания
разноrо типа сохраняется также и при измеНЕ:НИ:.1 наrрузки (фиr. 6, 6).
В современных карбюраторных двиrаТLЛЯХ, за исключением
двиrателей особо 1\.\3лоЙ мощности, применяется почти исключительно
верхнеклапанное распределение. При этом число форм камер cropa
ния оrраНИ'lено. Наибольшее распространение имеют камеры cropa
ния полУс4:еричесIЮЙ, клиновидноЙ и шатровой формы (фиr. 7)
с малыми отношениями поверхности к объему и высокими антидето
национными I<ачествами. В отношении тепловых потерь в период
сrорания влияние форм камеры сrорания на ЭIЮНОМИЧНОСТЬ может
з6
быть выражено отношением индикаторноrо к. п. д. ДI3иrателя при
даннОй камере к индикаторному к. п. д. двиrателя с полусфериче
СIЮЙ и:амероЙ сrорания. Однако эта оценка не может быть признана
достаточно полной, так как тепловые потери, определяющие инди-
и:аторный к. п. д., являются функциеЙ не TOJlbKO величины отноше
ния поверхности камеры сrорания к ее объему, но и функцией харак-
тера движения rаза и распространения пламени в камере.
В карбюраторных двиrателях вопрос о влиянии формы камеры
сrорания на теплоотдачу не стоит так остро, как в ди елях, так как
применяемые в карбюраторных двиrателях степени сжатия в cpeд
нем в 2,5 раза НИже, чем в дизелях, вследствие чеrо и местная тепло
вая напряженность их и:амер сrорания значительно ниже.
ffirмffirn
а)
5)
6)
в)
ФИr. 7. Схемы камер сrорания карбюраторных двиrателеil:
а по.чусферическая: б wатро"ая; в цилиндрическая:
е ...... кпliНОU8Я.
Большое значение имеет конфиrурация поверхностей HarpeBa:
чем ровнее ПОDерхносТl., соприкасвющаяся с rазами, тем меньше
теплоотдача в эту поверхность. Это имеет особое зна'lение для камер
сrорания дизелей.
2. ТЕПЛОВОЙ ПОТОК ВНУТРИ CТEHOI(
Тепловая энерrия, отданная rазами стенкам внутрицилиндровоrо
пространства, распространяется в напраВ.'1ении, совпадающем
с напраВ.1ением падения температур. ЕСJIИ бы стени:и цилиндра
двиrатt:'ля имели по высоте и по ои:ружности цилиндра одинаи:овую
температуру, то тепловой поток имел бы радиальное направление,
Нормальное к изотермическим повеРХНОСТЯ:'.I, которые в данном
случае представ.'1ЯЛИСЬ бы ЦИ.'1индрами, захватывающими БСЮ тол
щину стенки и соосными с внутренней поверхностью цилиндра.
В деЙствительности температура цилиндра и по ero высоте и по ero
окружности неодинакова. Наличие разницы температур стенои:
по высоте цилиндра неизбежно: с одной стороны, нерационально
охлаждать верхнюю зону цилиндра ДО уровня температур в нижней
зоне, так как это потребовало бы значительноrо ПОI3ышения расхода
мощности на охлаждение; с друrой стороны, нежелательно повышать
температуру нижней зоны цилиндра до уровня верхней зоны, таи: как
это моrло бы привести к переходу большой доли тепловой энерrии
8 картер двиrателя и, следовательно, к затруднениям в охлаждении
Масла. Сб.ЛJiжени температур путем He oтoporo снижения их
?7
D верхней зоне и повышения в нижней в принципе возможно. Однако
практически оно нецелесообразно ввиду Toro. что температура боль
шей части поверхности цшшндра оrраничивается условиями coxpa
нения работоспособной маС.пяной пленки, в то вреl\IЯ как преде.пьно
допустимая температура стенки цилиндра в зоне камеры сrорания
значительно выше.
На.пичие разницы температур стенки по окружности цилиндра
также неизбежно. так как в с.пучае Боздушноrо охлаждения даже
при самой эффективной системе дефлектирования часть тыльной
стороны цилиндра будет обдуваться уж.е noAorpeTbI 1 воздухом.
Ввиду изложенноrО BeK
тор тепловоrо потока ОТКJIo
нится от радиаЛЬНоrо направ
ления и будет слаrаться из
трех состаВ.пяющих (фиr. 8):
радиальной (перпендикуляр
ной к оси цилиндра). осевой
(в направлении оси цилиндра)
и танrенциальной (по Kaca
тельной К окружности ци
.lJиндра).
Величина отклонения BeK
тора зависит от соотношения
значений ero составляющих.
Анализ конструи:ции ци-
линдра двиrателей с воздуш-
ным охлаждением пои:азы-
вает, что площадь сечениЯ степои: ци.rшндра в П.1ОСIЮСТИ, проходя-
щей через ось цилиндра, приблизительно одинакова с площадью
и:ольцевоrо сечения в плоскости, перпендии:улярной к оси цилиндра.
Однако rрадиент температур по высоте цилиндра, l{aK правило.
больше, чем по окружности цилиндра, поэтому и осевая составляю-
щая тепловоrо потои:а приБJIизительно во столько же раз больше
танrенциальной составляющей.
В ряде случаев, например, в цилиндрах малой высоты, но боль-
шоrо диаметра. соотношение осевой и танrенциаЛI>НОЙ составляю
щих веи:тора теПJIOвоrо потои:а может быть друrим.
Величина этих составляющИХ вместе взятых в 5 lO раз меньше
величины радиальной составляющей. Ввиду этоrо при определении
веи:тора тепловоrо потока в большинстве случаев можно прибли
зительно принимать ero равным радиальной составляющей.
При отношении наружноrо диаметра цилиндра к внутреннему,
меньшему 2, что наблюдается во всех двиrателях BtlYTpeHHero cro
рания, влиянием кривизны стенкИ можно пренебречь и расчет
теплопроводности трубы производить по формулам д.пя плоской
стенки [11 ]. Наконец, необходимо сде.пать еще несколыю допущений:
1. Как показали расчеты, ко.пебания температуры внутри стени:и
по Мере удаления от ее внутренней поверхности быстро затухают,
поэтому практически можно читать! что ИЗl\lенение температуры
1.
/f
Фиr. 8. СостаВJlяющие вектора теПJlовоrо
потока в стенке цилиндра.
внутри стенки хараи:теризуется монотонной и:ривой. Колебания
температурЫ внутри стенки при неизменном режиме работы двиrа-
теля отсутствуют.
2. Изменение температур по толщине стенки подчиняется закону
прямой .'Iинии.
3. Величина и:оэффициента теплопроводности материала стенки
не изменяется С изменением температуры последней.
В этоl\1 С.'1учае количество тепловоЙ энерrии, проходящей через
стенку, может быть определено по формуле Фурье:
dQ':::o= (t w , t w .) dF dT ккал,
(10)
rде f). толщина стеНIШ цилиндра в .м;
л и:оэффициент теплопроводности I\Iатериала стени:и в
ккал/,',f. час. 2рад;
t w средНЯЯ температура внутренней поверхности втули:и в ос;
t w ' средняя температура внешней поверхности втулки в ос.
Количество тепловой энерrии, отданной через стени:у в единицу
времени:
dQ == (tw, t w .) dF ккал/час.
(1 J)
Эта величина называется тепловым потоком внутри стенки.
Относя ее к единице поверхности, получим
q:::o= (t w , tw.) кк.ал/.lrL 2 час. (12)
Эта величина называется удельным тепловым потоком внутри
стенки или тепловой наrрузкой стенки. Относя удельный тепловой
потаи: к одному rрадусу перепада температур внутри стенки, будем
иметь
q' == ККдл/м 2 IlQс-ерад.
(13)
Эта велнчина, одинаковая по своему физическому смыслу с коэф
ФициеllТОМ теплоотдачи, называется тепловОй проводимостыо стенки,
d
а обратная величина т называется термичеСКЮ,1 (теПЛОВЫ I) сопро-
Тивлением стенки.
Приведенные ФОРМУJIЫ Действительны ддя стенки, rладкой С обеих
сторон. ТеПЛОБОII поток возможен лишь при наличии разности тем-
ператур. В ребре эта разность обусловливается не только охлажде
нием ВерхушкИ ребра. но rлавным образом ОТВОДом тепловой энер
rии в окружающую среду от БОКОВblХ поверхностей ребра по всей
высоте пос.1Jеднеrо. Поэтому опредеJlение тепловоrо потока внутри
ребра неразрывно связано с определением Т П,JIоотдачи ребра в окру-
}Щ:!lOщую среду.
39
. 3. ТЕПЛООТДАЧА ОТ CTEHOI( в ОI(РУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
Прежде чем перейти к опреде.1Jению теплоотдачи от внешней
оребренной поверхности, необходимо проанализировать связь между
характером движения воздуха относительно теплоотдающих поверх-
ностей и теплоотдачей последних.
Сообщение охлаждающему воздуху тепловой энерrии от охла
ждаемых поверхностей происходит путем СОПР\fIюсновения воздуха
Vs
r.-..: ,-c.!1;.9 9!t .1,,:,-..,. J...
:; ,:...,r",--.:: ,,:;,::..["5':-.
. 'J. J 1-o.. r"'-J_r,... :"
. : _ ." ':;' ";\ :i: .':,--::; :":
А
1 8 1J/р5улентныи
слои
Ла,.,l1норныи пwrлoii
ЛаМl1нарныи Тgp5gлelНТlНыii
пото/! потои
с
Фиr. 9. Схема образовании поrраНиtlllоrо СЛОИ.
с поверхностью ребер и путем излучения. Несмотря на малые раз
мерЫ межреберных каналов, теплоотдача излучением очень мала
по сравнеНИIО с теплоотдачей соприкосновением. o объясняется.
с одной стороны, небольшими температурами излучающей поверх
ности при незначительной, и:роме Toro, их разности между излучаю-
щим и поrлощающим телами и, с друrой стороны, большим сопр<r
ТИвлением излучению. Поэтому основная отдача тепла от наrретой
поверхности охлаждающему воздуху происходит путем СОПрИи:ос
новения между этими телами.
еханизм теплообмена соприкосновением является очень слож-
ным и оБУСЛОDлен характером ДlЗижения воздуха вдоль поверхности
теплоотдачи, опреде.1Jяемым законами rИДромеханИI<И. Поэтому в пср
вую очередь необходимо рассмотреть условия движения воздуха
или, в общем случае. жиди:ости относительно твердой поверхности.
Схематически это может быть представлено следующим образом
(фиr. 9). Положим, что вдоль поверхности пластины АС движется
ЖИДIЮСТЬ. На достаточно большом расстоянии от пластины в направ
лении, перпендии:улярном к потоку, жидкость имеет си:орость v,
40
(называемую си:оростью свободноrо потока), близи:ую к маи:сималь
ной для данных условий. Если рассмотреть распределение скоростей
в сечении потои:а, перпеНДИI<УЛЯРНОМ 1< направлению ero движения,
10 можно заметить, что по мере удаления от зоны свободноrо потока
И приближения 1< поверхности пластины скорость ЖИДIЮСТИ YMeHb
шается.
Степень этоrо уменьшения определяется характером потока: при
.1Jаl\шнарном движении скорость воздуха уменьшается по закону
парабо.ТIbl, при турбу.1Jентном скорость уменьшается по ТaI< назы-
ваемому закону одной седьмой степени. Сравнение эпюр скоростей
при ламинарном и турбулентном течении (фиr. 9, внизу) ПOl<азывает,
что в последнеl\I случае первоначальное уменьшение СIЮрОСТИ менее
заметно, а при приближении 1< стею<е оказывается значительным.
В том и друrом случаях скорость ЖИДIЮСТИ в точке СОПРИl<основения
ее с пластиной равна нулю.
УI<азанное снижение СIЮрОСТИ по направлению к поверхности
пластины объясняется влиянием ВЯЗIЮСТИ ЖИДI<ОСТИ и вызванным
этой ВЯЗIЮСlЪЮ трением I<ак между частицами ЖИДI<ОСТИ, так и между
ЖИДI<ОСТЬЮ и поверхностью пластины. Отмеченный хараlпер распре
ДеJJения СI<оростей относится к участку стабилизированноrо, т. е.
OIюнчательно оформившеrося и не подверrающеrося дальнейшим
изменениям nOTOI<a. Если рассмотреть эпюры Сlюростей послеДова-
телhНО от места стабилизации ПОТOI<а до места начала потока (в наJlра
влении. обратном направлению движения), то можно заметить, что
характер потока на этом участке во всех сечениях различен. Это
раЗЛllчие объясняется изменением толщины и структуры так назы-
Ваеl\юrо поrраничноrо слоя жидкости слоя, прилеrающеrо
к поверхности пластины.
Поrраничный слой начинает обраЗОlЗываться сразу же на Переk
неЙ '<ромке оБТСI<аемой пластины в точке А. от этой ТОЧIШ И далее
в направлении ПОТОI<а поrраничный слой сначала состоит из отдель
ных cTpyel< ЖИДI<ОСТИ, теl<УЩИХ параллелыю одна друrой и не сме-
шивающихся, т. е. на этом учасп<е поrраНИLfНЫЙ слой являстся
ламинарным. Длина участка АВ зависит ОТ условий входа, скорости
жидкости, наличия завихрений и пр. Чем выше СIЮрОСТЬ, тем раньше
ламинарное движение переходит в турбулентное и тем I<ороче pac
сматриваемый участок. В том же направлении действует и налиЧие
завихрений потока на входе.
Толщина поrраничноrо слоя, равная нулю у входной I<РОМКИ
Пластины, постепенно увеличивается, достиrая ОI<ОЛО ТОЧI<И В макси-
маЛhноrо значения. В ТОЧI<е В происходит резкое возрастание тол-
щины поrраничноrо слоя блаrодаря прсвращению ламинарноrо
ДВижения в турбулентное. Эта точка называется точкой перехода.
Она опре;J.еляется I<РИТИЧеским значением ЧИС.1Jа РеЙНОЛhдса, кото-
рое для ТОНlЮЙ пластины соответствует значению 4,85.105 (о l<рИТИ
чесlЮМ значении числа Рейно.1Jьдса Д,1JЯ замкнутых каналов см. ниже).
То.1Jщина турБУJlентноrо слоя в напраВ.1Jении движения ЖИДКости
lЗозрастает. Верхней rраннцей турбу.1Jентноrо слоя принято считать
JIИНИЮ, на котороЙ скорость ЖИДIЮСТИ paBflli 99 % от СIЮрОСТИ
41
своБОДllоrо потока. Структура поrраничноrо слоя при турбулентном
Движении отличается от структуры при ламинарном наличием бес
JJорядочноrо перемещения отдельных частиц и струек жидкости.
Однако в турбулентном слое в непосредствснном соприкосновении
с поверхностью пластины имеется весьма ТОlшая nJleНl<a жидкости,
называемая ламинарным подслоем. В направлении движения жид
кости толщина Jlаминарноrо подслоя остается приБЛИЗИТeJJЬНО
постоянной.
Возвраu{аЯСh к вопросу о связи теплоотдачи соприкосновением
с xapal<TepOM движения ЖИДI<ОСТИ, необходимо в первую очередь
отметить одну и ту же ФизичеСI<УЮ природу Toro и друrоrо явления:
иЗменение количества движения вследствие BHYTpeHHero трения
соответствует количеству тепловой энерrии, перешедшей от одних
частиц жидкости к друrИl\l. Так как изменение количества движения
связано с изменением скорости, а последняя изменяется лишь в поrра-
ничном слое, то и теплоотдача соприкосновением происходит толы<о
В этом слое. В ламинарном слое отсутствует перемешивание частиц
ЖИДI<ОСТИ и теплоотдача между ними происходит путем теПJlОПрОВОД-
ности, а в турбулентном слое rлавным образом путем перемеши-
вания частиц, т. е. конвеl<цией, и лишь в очень малой степени путем
теплопроводности.
Ввиду плохой теплопроводности жидкостей интенсивность изме
нения температуры 110 сечению потока в ламинарном слое весьма
значительна, а в турбулентном слое блаrодаря хорошему Перемеши
ванию частиц жидкости очень невелика. Указанный анализ связи
Между rидродинамикой потока жидкости и теплопередачей дает
возможность приступить к определению теплоотдачи оребренных
поверхностей двиrателя с воздушным охлаждением.
В корструкциях cOBpe leHHbIx двиrателей с ВОЗДУШНЫМ охлажде
нием направление охлаждающеrо воздуха обычно перпендикулярно
оси цилиндра; направление воздуха вдоль оси цилиндра применяется
очень редко. ПОЭТО;\IУ I<азалось бы праВИЛЫ-!Ы 1 применять для pac
чета теплоотдачи оребренных цилиндров формулы. разработанные
применительно к поперечному обтеканию труб. Однако эти формулы
выведены из условия обтекаНIIЯ труб свободным П()ТОКО'-I воздуха при
отсутствии системы дефлеl<тирования, в то время Kal< в двиrателях
с воздушным охлаждением применяются почти исключительно
Дефлеlпированные цилиндры. Высота ребер дедается небольшой
по сравнению с расстоянием между ребрами и диаметром цилиндра,
что облеrчает ус.1l0ВИЯ HanpaB.lleHHOro движения воздуха по окруж
ности цилиндра. Поверхность ребер велика в сравнении с неоребрен
ной частью цилиндра. Ввиду этоrо охлаждение цилиндров более
правильно рассматривать как теплоотдачу системы межребсрных
каналов, по которым движется охлаждающий воздух, хотя и этот
метод не вполне отражает физическую природу явления вследствие
особенностей движения жидкости в щелевидных каналах рассматри-
ваемой формы.
В связи с малой долей теплоотдачи излучением и теплопровод-
ностью от поверхностеЙ оребрения охл ж;:щющий оздух, Целесоо{J,
12
разно не ВЫЧИСJIЯТЬ Эти доли тепловой энерrии, а количественно
учесть их влияние путем соответствующеrо поВЫШения значения
коэффю\иента теплоотдачи. Тосда для определения теплоотдачи
MorYT быть применепы формулы, относящиеся ТОЛЫШ 1< конвектив-
ному теплообмену. Эти формулы обычно выражаlОТСЯ с помощью
безраЗJ\'If рНЫХ величин (критериев подобия), т. е. в критериальном
виде, что поЗволяет испою,зовать ИJllеlOщиеся зависимости для всех
схо.'щых случаев, характеризуемых равенством ЧИС.lJенных значений
соответствующих I<ритериев.
Теплообмен в межреберном I<анале цилиндра может быть выражен
в вИДе зависимости:
Nu =-= f (Re, Pr).
(14)
Учитывая, что значение критерия Прандтля Pr для данной жид
косТИ постоянно и не зависит от давления и температуры (для воз
духа Pr == 0,72), выражение (14) можно представить в более простоЙ
форме, а именно:
Nu == f (Re).
(15)
Критерий Нуссельта:
а
Nu == ....di/.
1.,
(16)
Критерий Рейнольдса опредеJ1яется из выражения:
R v.d..
e== ,
(17)
rде а I<оэффициент теплоотдачи в ккал!м 2 час.ерад;
" коэффициент теПJlОП рОDОДНОСТИ воздуха в к.кLIЛ/ М. час. ерад;
v коффш\иент I<ннематическои вязкости воздуха в ,м 2 /сек;
v средняя скорость воздуха в межреберном канале в At/ceK;
d э эквивалентныЙ диаметр канала в М.
ДЛЯ канала любой формы сечения
41*
d э === ' (18)
rде f площадь поперечноrо сечения воздушноrо канала;
lf периметр сечения канала.
.. Не СJlедует смешивать ПОНЯТJlЙ эквипалентноrо И rидраDJJическосо диа-
метров.
Д.IЯ J<pYI'. oro сечсния, например, ЭКВJlва.'1ентный диаметр
4пtt2
dэ== :od,
4;td
т. е. равен деl1ствите.lJЬНОМУ диаметру, а rидраВЛJlческий ДИЗ)lетр (равный двум
rIlДрав.'1ИЧССКИМ радиусам)
1 2nd2. d
d,,==2 == ==
и 4nd 2'
Т. е, в 2 раза IСl{ьще ЭI<ВlJва"ентноrо диаметра,
i3
LLля канала прямоуrольноrо сечения
4аЬ
d з == 2(а+Ь) '
(19)
rДе а высота ме>креберноrо KaHa.l\a;
Ь ширина межреберноrо канала.
Критическое число Рейнольдса ДЛЯ движения воздуха в канале
значительно ниже, чем для течения вдоль пластины, и равно 2320.
При Re < 2320 наблюдается ламинарное движение, при Re"> 2320
турбулентное, которое окончательно оформляется npll Re 10 000.
Указанные значения Re относятся к rидродинамически стабилизи-
рованному движению, т. ('. движению к той Части канала, которая
расположена за точкой стабилизации потока, rДе коэффициент тепло-
отдачи остается неизменным.
В связи с достаточно большими значениями скорости Iюзлуха
в межребеr-ных каналах цилиндров двиrателя с воздушным охлажде-
нием движение в них почти всеrда имеет турБУJlентный хараКТер.
Однако если подсчитать длину участка стабилизации по соотноше-
нию Х сЛI == 40d a [11], то окажется, что конец участка будет нахо-
диться в большинстве случаев за межреберным каналом, и приме
нять формулы теплоотдачи, выведенные для условиЙ стабилизиро-
BaHHoro движения, можно только при введении поправочноrо I<ОЭф-
фициента (см. rл. IV). При малых размерах сечения межреберных
каналов и их большой длине, что наблюдается. например, у цилин-
ДРОВ большоrо диаметра, возможно наличие достаточно БOJlьшоrо
участка стабилизированноrо nOTOI<a. В этом с.lJучае относительная
ошибка при использовании формул для стабилизированноrо режима
будет значительно меньшеЙ.
Для определения теплоотдачи от внешней поверхности цилиндра
и rоловки В окружающую среду (точнее в охлаждающий воздух)
может быть использована формула Ньютона:
Q == a 2 F 2 ( t w t , \ Т ккал,
m 111
(20)
rде а 2 коэффициент теплоотдачи поверхности, обдуваемой охла
ждаЮЩИI\I ВОЗДУ)j:ОМ, в ККQл/.м 2 час.<,рад;
F 2 внешняя поверхность теплоотдачи, включающая поверх-
ность ребер и межреберных промежутков (фиr. 10), в .м 2 ;
t Wm средняя температура поверхности охлаждения в ос;
t, средняя температура воздуха в межреберном канале в сс;
m
't' время, за I<OTopoe подсчитывается теплоотдача, в час.
Обычно количество отданной теплOfЮИ энерrии относят 1< единице
времени (к 1 часу), и тоrда указанное выражение принимает вид
Q ==a2F2(twm t,т) ккал/час. (2])
При отнесении этоrо количества тепловой энерrии к еДинице
поверхности теПJ100ТД;lЧ I ПQЛУЧi:lСМ Вe,IJИЧИНУ q, нэзываемую удель-
14
HulM ,'еПJIOНЫi\l потоком ишi тепловои наrрузкои внешнем повеr)х.
ности теплоотдачи (поверхности охлаждения):
q (12 (lwm I'т) ккал/м." час. (22)
Приведенные выше формулы действительны при наЛИtIИИ ряда
допущений, а именно:
1) коэффициент теплоотдачи не зависит от температуры и одина-
ков по всей поверхности теплоотдачи;
2) вся поверхность теплоотдачи (прямая и косвенная) одинаково
участвует в отводе тепловой энерrии;
3) температура поверхности теплоотдачи в среднем одинакова
на всей поверхности;
4) процесс отвода тепловой энерrии ЯВ.l'Jяется установившимся.
Выражение уравнения для теплоотдачи оребренной поверхности
через коэффициент (12' отнесенный ко ВСей поверхности, не позво-
ляет дать оценку эффективности оребрения вследствие изменения
величины этоrо I<оэффициента с изменением величины поверхности.
Поэтому более удобно пользоваться выражением коэффициента
теплоотдачи, oTHeceHHoro к основной, т. е. к внешней, поверхности
втулки цилиндра. В этом случае формула (21) примет вид
Q == (1 пp F пр (iw. I'т) ккал/ttас, (23)
rДе С1. пр приведенныЙ (1< внешней поверхности втулки цилиндра)
коэффициент теплоотдачи в к.кал/,\1 2 час'с/Jад;
F"p внешняя поверхность втулки цилиндра на обдуваемой
высоте последнеrо в м. 2 ; F пp ==пDаh ц (rде Da ВнешнИЙ
диаметр ВТУJIl<И цилиндра в.м; h" высота обдуваемой
части цилиндра в ,\1);
Il;} средняя температура внешней поверхности втулки
.
цилиндра в ос.
Теплоотдача южет быть .также отнесена к внутренней поверх-
ности цилиндра:
Q == (1D F D (lш, t'm) ЮCGЛ/'IQС,
(24)
rДе f1 D условный коэффициент теплоотдачи, отнесенный к BHY
тренней поверхности цилиндра;
F D внутренняя поверхность цилиндра на обдуваемой высоте
цилиндра.
Пользование выражением (24) целесообразно в том случае,
Коrда неизвестен внешний диаметр Вту.fJКИ цилиндра.
Интересно определить, насколько повышается теплоотдача той
части поверхности цилиндра, 1< котороЙ прилеrают ребра. С этой
целью КОЛИчество теШIJВОЙ энерrии, отведенное ОДним ребром, OTHe
сем к площади основания ребра. Количество теплов( й энерrии, OТBe
денное ребром, может быть наЙдено по формуле для опреде."lения
ТСПлоотда'lИ бруса конечноЙ длины, а именно:
Qp == {рлm (lwr I'т) th mh кко.л/час, (25)
45
i'Ac 'р площадь основания ребра в .м!!; .
t w температура основания ребра в ос;
r
h высота ребра в мм;
1( 2a;
т == ' ЛlJа M 1 (и; коэффициент теплоотдачи ребра;
л коэффициент теплопроводности материала ребра
в ккал/м.час. рад; ба толщина ребра в основании в ,11).
Из формулы (25) имеем
I (1 Q I ) == лт tl1 mh. (26)
р fII r 1т
Количество тепловой энерrии, подведенной к основанию ребра,
можно найти из выражения
Qp == U w / p (t wr 11т)' (27)
rде
U w коэффициент теплоотдачи внешней
r
цилиндра, соединенной с ребром.
Из формулы (27) получаем
поверхности втулки
U Wr
Qp
' р (t wr I, т )
(28)
Из (26) и (28) имеем
a w == лт th mh ккал/,1; 1 2 час' рад.
r
(29)
При л == 50 ккаЛ/Jч.час. рад, и; == 50 ккал/,ч 2 час' рад, ба ==
== 0,004 м и h == 0,04 .м ПОЛУЧИМ т == 22,4 M I, th пzh == 0,7145;
тоrда
a w , == 50.22,4.0,72 800 ккал/.м 2 час' рад.
Если принять, что коэффициент теплоотдачи неоребренной части
внешней поверхности втуЛl<И цилиндра равен коэффициенту тепло
отдачи поверхности оребрения, т. е. «; == и;, что в первом прибли
жении вполне допустимо, то получим
flw: == : == 16.
Следовательно, постановка чуrунноrо ребра ТОЛЩИНОЙ 4 .мм
и ВЫСОТОЙ 40 мм должна привести к увеличению в 16 раз условноrо
коэффициента теплоотдачи, связанной с ребром поверхности втулки
цилиндра. Для Toro же ребра высотой 10 .мм коэффициент теllЛО
отдачи указанной поверхности увеличится приблизительно в 5 раз.
Необходимо отметить, что общее повышеНИе теплоотдачи всеЙ
внешней поверхности втулки цилиндра будет меньшим вследствие
меньшеrо значения коэффициента теплоотдачи межреберных поверх
Ностей. Так, если принять, что расстояние между двумя ребрами
46
D 2 раза больше толщины ребра, то между коэффициентами ТеlIЛd-
отдачи П wr ' а; и a ,IP будет существовать следующая зависимость:
aWr + a;.2 == aпp.3 ,
откуда
a w + 2a,
r
а пр == 3
Учитывая раНее принятое условие (а; == а;), получим
ВОО + 2.50
а пр == 3 == 300 юсал/.м 2 час.zрад.
Следовательно, средняя теплоотдача поверхности втулки цилиндра
300
возросла в 50 == 6 раз в результате ее оребрения.
.J.JIЯ определения коэффициента теплоотдачи внешней поверх
ности оребренноrо цилиндра i\IOЖНО пользоваться формулой
Nu == O,018Re .8. (30)
Подставив вместо ве.тIИЧИН Nu и Re их значения из формул (16)
и (17), получим
а == 0,0181. ( : )0.8 d(:,2 ккал/.'d 2 чаС'2рад (31)
..
ЮН!
а 2 == 82 ( yO.: O'8 ) ккал/м. 2 час.zрад. (32)
Величина 82 является функцией физических своЙств жидкости.
Ее значение для всех ВОЗможных случаев изменения температуры
охлаждающеrо воздуха может изменяться в сравнительно УЗIШХ
преде.тIах. При выводе этой формулы за определяющую температуру
принята средняя температура воздуха, на что указывает индекс «f»
при числе Рейнольдса. Эта формула вывеДена применительно к длин-
ным ( > 50) прямым трубам. В коротких и изоrнутых I<аналах
теплоотдача выше: в первом случае за счет меньшеЙ толщины поrра-
НИЧНОfО слоя, а во втором вследствие наличия вторичноЙ цирку
ляции воздуха -в KaHaJle, вызванной влиянием центробежноrо эффекта
и приводящеЙ к возрастанию турбуленции. Учет влияния малоrо
отношения длины канала к ero диаметру ( < 50) ПрОИЗDОДИТСЯ
умножением коэффициента теплоотдачи, полученноrо по формуле (32),
на поправочный коэффициент е/. взятый из табл. 7.
Влияние кривизны канала учитывают путем умножения коэф-
фициента теплоотдачи на поправочныЙ коэффициент ER.' опреде-
ляемый из выражения
eR. == 1 + 1,77 '
[Де R радиус кривизны оси межреберноrо канала.
(33)
47
'/'аБЛIlЦU 7
Значения поправоЧl-lоrо коэффициента I!.,
I
Не! ЛоправоqllыJ1 КОЭффllltllеllТ 111 в заВИСIIМОСТИ от ОТllошеИИ>1 d
1 I 2 I 5 I 10 I 15 I 20 I 30 I 40 I 50
I I I
1.104 1.65 1,5 1,34 1,23 1,17 1,13 1,07 1,03 1
2.104 1,51 1.4 1,27 1,18 1,13 1.10 1,05 1,02 1
5.104 1,34 1,27 1,lB 1,13 1,10 I,ОВ 1,04 1,02 1
I.IOЪ 1,28 1.22 1,15 1,10 I,OB 1,06 1,03 1,02 1
1.10' 1,14 1,11 1,08 1,05 1,04 1,03 1,02 1,01 1
Ленер ДШI определения коэффициС'нта теплоотдачи рекомендует
пользоваться формулой Нуссельта:
Nu == 0,024 [1 + ( d; ) 1/°1 R e O ,786PrO ,45 J
(34)
rДе l длина I<анала.
По сведениSlМ Ленера, ЭI<спернментальная проверка этой формулы
применительно к цилиндрам .1виrателей с воздушным охлаЖ.J.ение 1
дает удовлетворительное совпадение опытных и расчетных данных.
В формуле Нуссельта коэффициент теП.'100тдачи пропорционален
скорости воздушноrо потока в степени 0,78 0.8. ОПbIтами Джибсона
иСтантона (12] с оребренными цилиндрами установлено, что пока
затель степени при скорости воздуха ДОJlжен быть равен 0,73. При
ламинарном поrраничном слое ПОI<азатель степени при средней CI<O
рост и воздуха равен 0,5, а при турбулентном 1,0, поэтому вели
чина 0,73 УI<азывает, что на одной части поверхности теплоотдачи
имеется ламинарный слой. а на друrоЙ части турбулентный.
Исходя из этоrо, д. Р. Пай (12] рекомендует пользоваться неСI<ОЛЬКО
видоизмененноЙ формулой Стантона:
а== 1,18(1 +0,ОО75'Тт)1)рV /З I(лал/.м. 2 час.zрад. (35)
rде Т т среднее значение абсолютных температур ребра и воздуха;
1)р к. п. д. ребра (см. 5);
v m средНЯЯ скорость воздуха в к.м/час.
Из приведенных выше фармул формула (30) более предпо-
чтительна.
Уменьшение удельноrо веса ОХ.lJаждающеrо воздуха ПрИDОДИТ.
с одной стороны, 1< уменьшению массы потока воздуха, вследствие
чеrо уменьшается теплоотдача, с друrой стороны, 1< уменьшению
разности температур между основанием и вершиноЙ ребра, вслеД
ствие чеrо повыаетсяя к. п. д. последнеro и теплоотдача несколько
возрастает; таким образом конечный результат остается почти неИЗмен-
ным. Поэтому изменение плотности воздуха существенно не влияет на
48
количество отдаваемой тепловой энерrии. Однако коэффициеllТ тепло
отдачи может при этом заметно измениться, так как ПО'IПI то же
КО.'Iичество тепловой энерrии будет отнесено к большсЙ разности
между темпсратурами стенки и охлаждающеrо воздуха. Кроме
тот, еСJIИ уменьшение плотности ЯВляется следствием повышеНlIЯ
среднеЙ теМllсратуры воздуха в межреберном канале. то 0110 при
Be.'l.eT к повышению l<инематическоЙ ВЯЗIЮСТИ воздуха и к снижению
коэффициента теплоотдачи.
В СООТDетствИl с формулой (32) коэффициент теПЛООТДачи обратно
"r
IIроrюршюнален 1/ d э . Увеличение диаметра d э , например, в 2 раза
Ilрш е;l.ет 1< снижению величины а (при неИЗменных зна'lениях дpy
rих составляющих формулы (32)] менее че:\1 на 15 o. СледоваТСJIЬНО,
ВJlИянне изменения размеров воздушноrо канала на теплоотда'IУ
сравнительно Невел, ИlЮ если ТОJIЫЮ имеются условия для развития'
в J,анале свободноrо движения воздуха и нет опаСНОСТlI взаИМОДей
ствия ero поrраничных слоев.
ИЗ фОрj\IУЛЫ (32) также следует, что кинематическая вязкость
DЮ.'1уха оказывает влияние на теплоотдачу. Последнее важно в связи
с ]'ем, что вязкость воздуха сильно зависит от ero температуры,
а IIOС.JIедния вследствие изменения режима работы ДВllrатсля
КО:lеб.1ется 13 широких пределах даже при нсизменноЙ температуре
окружающеЙ среДЫ. НаПРШJер, при Tei\lIIepaType окружаlOщеl'О
воз;\уха 20' и работе ДвиrаТeJlЯ на холостом ходу HarpeB охлаждаю
щсrо воздуха при прохождеНЮI межреберных каналов составляет
оБЫЧIIО 15 20°. I3 этом случае среДНЯЯ температура воздуха COCTa
(2() , 10)
вит 2 ==- 300. При Ilереходе '< номинальном)' режиму работы
те:\шература воздуха :l.ЮЖСТ увели'lИТЬСЯ до 60", и TorJta ero средняя
. (20 + ВО)
т(':\шература будет равна 2 == 50". УJ<азанному возрастанию
среднеЙ Tt'j\lIlepaTypbI будет соответствовать JlOвышение J<инемати
чеСlюii вязкости воздуха с 16.1O 6 до 17,95,lO 6 ,w.2iceK, т. е. на 12'!о,
что До.'1ЖНО вызвать снижение коэффициента теплоотдачи прнблизи
те..II,Н() lIа 10 o.
О;l.l1ако с изменением температуры воздуха изменяется и ero
J(f)-::}ффнциеllТ теплопроводности, прямо пропорционалыlO влияющий
на кшффициент теП:100Т;I.ачи. При УJ<азанном повышении среднеЙ
ТСШIf..'раТУРLI возауха с 30 до 50" коэффициент теплопроводности воз
растает с 2,3.10 2 до 2,43.1O 2 ккалlм. чаС2рад. т. е. на 6%, всле.'l.
стви!, чеrо I<оэффициент 'fеплоотдачи при принятом повышении cpek
Heii те 1Пературы воздуха уменьшится не на 10%, а :IИШ), на 4°,i.
Изменение Te lI1epaTYpы окружающей среды может привести и к еще
БО':II>шему ИЗменению коэффициента 'fеплоотдачи. Это обстоятельство
ДО.'lЖНО бить учтено при расчете системы охлаждения. В фоРМУJlе
Л.'IЯ определения величины а не УЧ'fено влияние I<ачества поверх
НаСЛI теплоотдачи. Опытным путем установлено, что вид материала
и шероховатость стенок имеют небольшое влияние на теп.rlOпередачу,
так что в технических расчетах этим влиянием можно пренебречь.
Данные о значениях а приведены в rJl. IV.
4 ;:1.. Р. ПОСl1еЛОD 409 49
4. о&щАя ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
Процесс теIlлопередачи от rазов в цилиндре к Оl<ружающему ВОЗ
духу может быть разделен на три основных этапа: на теплоотдачу
от rазов в стенки, на теплопроводность через стенки и на тепло
отдачу от внешней поверхности cTeHol< в окружающую среду.
В двиrателях с БОЗДУШНЫ:\i охлаждением внешняя поверхность
цилиндров оребрена, поэтому определение теплопередачи должно
производиться по формулам для ребристой стенки.
Количество тепловой энерrии, переданное рабочими rазаl\1И
Оl<ружающей среде при наличии устаНОБИБшеrося тепловоrо потока
и при допущении постоянства значений коэффициента теплопередачи
и ero независимости от температуры. может быть опрсдеJlено по сле
дующему уравнению:
dQ == К р (/1 [ 'т ) dF .d't ккал, (36)
rде Кр коэффициент теплопередачи ребристой стенки
в ккалlм. 2 чаС2рад;
t 1 средняя температура рабочих rазов за ЦИl<Л в ос;
t 'm средняя температура воздуха в межреберных I<аналах.
Величина К р зависит от Toro, элемент I<акой поверхности преД
ставляет собой величина dF: внутренней F 1 или внешней F 2'
В первом случае [11]
К , I
р I А 1 p ;
+ + .
а. ,. IЧ F 2
(37)
во втором случае
К . 1
р == 1 Р 2 11 Р 2 l'
. L . +
«. Рl I ,. р. а 2
(38)
Приведенные фОр IУЛЫ относятся к теплопередаче через плоскую
оребренную стенку, однако их можно применять также и д.rJЯ опре-
деления теп.l0передачи через цилиндрическую оребренную стенку
двиrателей BHYTpeHHero сrорания, так как у них отношение вну-
TpeHHero диаметра цилиндра к наружному обычно более 0,9,
в То время как даже при отношении 0,5 поrрешность находится
в пределах 4%.
Формула (37) может быть представлена в друrОl\l ВИДе:
К , 1 I / 2 д
Р == I А I Р. I 11 I К1Сал _И чаС2ра .
+ + . + +
1 1
Численное соотношение между коэффициентом теплопередачи
I коэффициентом теплоотдачи может быть показано на следующем
ПрИМеое. 2
Приме М : а 1 =-= 2000 ккал/м. 2 (ЮС2рад; а2 == 100 ккаЛ/JU чаС2рад;
F 2 15 ' 0,01
J:;== , ,. 4000'
50
(39)
По формуле (39) получИМ
K ><= I I == 705 кkал/м. 2 час paд.
2000 + 4000 + 1500
в соответствии с математическим свойством выражения для
коэффициента K величина ero будет всеrда меньше наименьшеrо
из коэффициентов теплоотдачи, в данном случае меньше 1500. Это
означает, что теплопередачу лимитирует теПJюотдача поверхности
оребрения, хотя она принята в 15 раз большеЙ, чем внутренняя
поверхность цилиндра.
Это явление в основном и наблюдается на практике. При ай> 2000
лимитирующей окажется, наряду с теплоотдачей от внешней поверх-
ности стенки, также и теплоотдача в стенки (коэффициент a J ).
Если в приведенном примере отбросить термическое сопротивле-
l) .
ние стеНl<И А' то получим К р == 856, т. е. значительно больше 705.
Следовательно, пренебреrать термическим сопротивлением стеНl<И
в данном случае нельзя. Причина этоrо высокая степень оребре-
ния цилиндра, выражающаяся в увеличенном значении коэффи
l>
циента а о . Пренебречь влиянием термическоrо сопротивления т
можно было бы лишь при низкой степени оребрения или при OTCYT
ствии последнеrо (ЦИJ1ИНДРЫ двиrателей с водяным охлаждением).
Если тепловОЙ поток через оребренную стенку расчленить
на составные части, выражающие отдельно теплоотдачу ребер и меж
реберных промежуп<ов цилиндра, то можно написать (полаrая коэф
фициенты теплоотдачи поверхности стенки и поверхности ребер
одинаковыми):
к KcFw + Kpf p
F '
(40)
rДе /(с I<ОЭффИ1tиент теП.J10передачи через неоребренную (свобод-
ную) часть стенки цилиндра;
1
K,, 1 I'J. 1 ккал/м2чаС рQд; (41)
+T+a;
F w поверхность свободной части стенки цилиндра;
К р I<оэффициент теплопередачи через оребреннуlO (связан
ную) часть стеНl<И цилиндра;
' р площадь основания ребра.
Разделяя поток тепла через связанную часть стенки цилиндра
На три учаСТI<а, можно написать (фиr. 10):
Q 1 Q I'J.
/1 tl == ! . ; t w t w == ! ',,;
т pUJ l' р'"
Q.I
t t , ==
ш. т !рl..т th rпh .
4"
51
СКJlадывая эти три уравнения, получим
Q ( I 11
tl tl =; ! +...+
"' р аI 1'.
1 ) Q 1
'.т tlllllll --Т;' Кр ,
Втулка ц//л//ш]ра
Ijклон oetJpa
ВершшfO f
petJoa Q
НОРУЖffGЯ пo epXHocтb \ <--> ">
тулки циЛl1нtll!О ,1
.t,
.J;
:;;
По ерJfНость I
pe!Jpa I
11
o
I
I
o :==r-
"
(12 t
...... 1171
а,
UtI(
(}
'-
..................
Фнr. 10. OcHOBJII>le pa3 lepbl н п:tра I ТР;,1 реб 'р 1II1.1НJlдр:t:
S швr ребер: Sb "ысота "еж)'>еБСрllпru '<а"а.1а у '''')'> "",,' r"n J1; "о IIЫСОПI OIежре5сr'
Horo l<аf'аЛа У основан ни ребер: ТU"ЩIllIa КТУ.,,,и IIIIЛlIllРl'''; J, высота ре(1)а: 'и
Раj\ИУС ОСIIОВ8IiИЯ: 'ь раДII!'С Dl'рШИIiЫ: б ь ТОЛЩllllа веРШIllI1. ребра: б о тот,\'"ш
ОСноuallИЯ ребер; [) д"a :eTp ЦIIЛ1l11дра; r о DIIt'Шllllli ДШIЖ:ТР nтулки lillЛlшдРа.
rде
К р =:
I
.' . 1
r(.1 ,. i "тthтh
(42)
МаксимаJlьноrо значения веЛИЧIlна f(p достиrнет при mh 3,
т. е. Н1 mh == 1. В этом случае
I l\ I I
а; + т -т- ',111
Kкa.l/ ",21{ас. ерад.
К р ==
52
к
Отношение K: характеризует степень увеЮIЧСНИЯ козффи
ilие\lта ТС\lлопередачи стен ки ВСJlе,1ствие ее оребl ения. Подсчет показы
виет, что величина KfJ в десятки
раз БО!lьше величины К{. Следова
те.'ll.НО, ребро является мощным
Tel1.'IOBbIl\l HaCOCOl\I; IЗВIlДУ 3Toro
перепад температур по толщине
стенки около ребра должен быть
значитеJJЬНО меньше, чем в He
оребренной части. .мaJ<симальноli
теll.'Jопере.'ЩЧИ IOЖI!О добиТl>СЯ
при условии, КOI'да наибольшая
часть I/0верXlЮСТИ ВТ}'."ШИ ци
.'III\I;J.pa будет оребрена (фш'. 11).
Фиr.
При расчете теплоотдачи изо 8ТУЛКИ
лироваННОl'О ребра делаются сле
дующие допущения:
1. Теilшература изменяется толыш по высоте ребра и является
ФУI-lкциеii этоЙ высоты, т. е. теПJЮВОЙ поток считается одномерным.
Отсутствует передача тепловоii
энерrии по длине ребра. По толщи
не ребра температура одинакова.
2. Коэффициент теплоотдачи
имеет постоянное значение на всей
поверхности ребра.
3. CI<OPOCTb и температура B03
духа по сечению и по длине меж
ребер\lоrо каН8ла ОДЩI8КОВЫ. По
ток воздуха направлен вдоль ребра.
4. Тепловой поток является
установившимся во времени.
5. OUEНI<A ЭФФЕКТИВНОСТИ
ОР[БРЕНИЯ
,
I
/ / /
. 'Ми и .. . . - vн ''',
I
...7
а)
./"
(5)
Фllr. ]2. Формы сечения ребер:
а паfJаБО llf(:('с!(ая: о тр )'rоа'lыlя::
IJ ..... Траllс.ЩИСSIIДI:аНi 2 Пр J:lI:О)'I'ОJIьная.
11. Соединение
Ш[.ТJиндра с
ребра.
поверхности
поnерхностью
К. П. Д. изолированноrо ребра
Количество тепловой энерrии,
отводимой элементом ребра дли-
ноЙ 1 JII (фИl'. 12) в единицу Bpe
мени, может быть определенu из
уравнения
11 "
Q ='" i' и 2 М x dx ккал/,и' час,
Ь
(43)
rAe /),t x разность между температурой ребра в сечении х и темпе
ратуроЙ воздуха.
53
Подставляя в это уравнение выражения 6t x для различныx сече-
НИЙ ребер, наЙДем для них значения Q. Например, для I1рямоrо
ребра прямоуrОЛЫlOrо сечения
М'" ch (х h)
Ы == r
х ch mh '
rде 6t w разность между температурой основания ребра и темпе
r
ратурой воздуха.
Подставляя это выражение в формулу (43), получим (для двух
сторон ребра):
. h
u 2 l:1tu.. S
Q === 2 h h r ch (х h) dx.
с 111
О
Предположим, что температура на всей поверхности ребра одина-
кова, тоrда 6t x 6t wr == солst. В этом случае после интеrрирования
получим
Q == 2a;M w h.
r
Разделив первое выражение на Второе, получим
h
Q J f h h tJll11h
1Jp Q"; == hch mh с (х ) dx == fflh'
о
(44)
r
. 2а2
rдст== 1 М '
Величина 1J p назьшается к. п. д. или степенью использования
ребра и прсдставляет собой отношение количества тепловой энерrии,
отводимой ребром в деЙствительности, к КQ.,1ичеству энерrии, которое
ребро J\lоrло бы отвести, если бы температура в любой точке ero по-
верхности равнялась температуре основания ребра.
1(. п. д. ребер различноrо сечения может быть опредеЛСII нспосред
ственно из соотношения значений Q и Ql' подсчитаНIIЫХ для этих
ребер.
Наиболее эффективным при данной площади попереЧllоrо сече-
ния является ребро переменной толщины с сечением, образуемым
двумя воrнутыми параболами (фиr. 12, а). У TaKoro ребра темпера-
турныЙ rрадиент по высоте h имеет постоянное значение. далее,
уменьшаясь по степени эффективности, идут ребра треуrольноrо,
трапециевидноrо и, наконец, прямоуrОЛЫlOrо сечения.
Иноrда при подсчете величины 'l'\p рекомендуется вместо высоты
ребра h подставлять приведенную ero высоту:
h' == h + (45)
с тем, чтобы учесть теплоотдачу с торца ребра.
Примените."lЬНО к ДВИI'ате.'1ЯJ\l с воздушным охлаЖДение:\t тепло-
отдачу с торца ребра можно не учитывать 1"10 следующим причинам:
54
1) скорость воздуха относительно торцов ничтожна в сравнении
со Сl<ОрОСТЬЮ в межреберном KaHad1e;
2) в тыльной части цилиндра ребра П,ТlOтно прилеrают к дефJlек-
торам;
З) торцы ребер обычно имеют не плоскую форму, а полукр'уrлую,
так что ТОРЦО13ая поверхность как таковая отсутствует. Поэтому
при подсчете теплоотдачи и к. п. д. ребра следует брать нормальную
высоту }l ребра.
Как видно из фОр:\IУd1Ы (44), к. п. д. ребра выражается отношением
fllI1срболическоrо TaHreHca aprYMeHTa к самому aprYi\1eHTY. Эта зави
сю.юсть (фиr. 13) показывает, что с воз
растаниеы aprYMeHTa mh фУНКllИЯ th mh II p
также возрастает, но менее интенсивно, 0.8
че:\1 aprYMeHT, и приближается к еДИ
th mll 0.6
нице, а отношение ----тh постепенНо
падает по криволинейному закону. 0,4
К. п. д. ребра тем выше, чем больше 0,2
коэффициент теплопроводности и тол
щииа ребра и чем меньше ero коэффи
ЦИСНТ теН.100тдачи и высота. О 0,5 1.0 t.5 2.0 2.5 mh
Зависимость, изображенная на
фиr. 13, является справедливой ДJIЯ
люuыx аБСО:IЮТНЫХ значений т, mh и 1J p '
Д.'IЯ решения конкретной задачи необ-
ходи?1O знать предельные значения этих
ветlЧИН. Применительно к оребрению
rоловок и цилиндров ДВИl'ателей с воздушным охлаждением возможны
С.'1едующие предельные значения величин, ВХОДЯЩИХ в формулу
д.'IЯ 1']0:
Фиr. 13. Изменение к. п. Д.
ребра; заштрихованная площадь
соответствует предельным эна
чениям К. п. д. 1Jp для ДDИ'
rателеА с ВОЗДУШIIЫМ охлажде
нием.
л == 50 --:--- 320 ккал/м час ерад;
о. ::о 50 -7- 200 ккаЛ/JJ1,2 час ерад;
() == 0,001 --: 0,004 м.
ДJIЯ этих предеJIЬНЫХ значений величина т изменяется от 8,83
до 126,5. С учетом целесообразности ИСПОJlьзования металла диапазон
значений l3е.'1ИIJИНЫ т будет несколько уже, а именно приблизитсльно
20 60.
Лля значений /l == 0,010 --:--- 0,040 м, применяемых в большинстве
назе1\IНЫХ двиrателей с вентиляторным воздушным охлаждением,
ПРОllзведение mh будет нахоДИТЬСЯ в пределах O,2 2,5, В соответ-
ствии с этим К. п. д. ребра будет иметь минимальную величину 0,395,
а максимальную 0,987 или окруrленно 1Jp == 0,4 --:--- 0,99. rраничные
значения рассмотренных величин также указаны на фиr. 13.
Важно устаНОВИТI> оптимальные соотношения между величинами,
ВЛИЯЮЩИМИ на к. п. д. 1'J p при изменении ero величины в УК8заюшх
Преде.1J8Х (фиr. 13).
55
в таБJI. 8 приведены реЗУ.I'IlJтаты подсчета значениЙ 11 p для ребер
из ЧУl'уна (л =-= 50 юшл/,\t'Чllс.?раiJ), из а.'1Ю:\lИнисвоrо cn.1ава(л ==
175 ккал/,и.l(l1С'lРllд) и из r.:еди (л '--'..о 320 ккuл/м.чаС'<'РlliJ) при
а ==о 50 и 200 ккаД/м 2 .чuирад, () 0= 0,001 и 0,004 .\1, h == 0,010
и 0,40 м.
ТllБЛUlfn 8
Сравнение к. ". д. '1 ребер раЗЛИЧIIЫХ размеров и IIЗ раЗЛИЧllЫХ матерllалов
р
п I ь I ,. I 111 I mh I Ih тl. I '1р
I
--- - . . -- --
ЧуrУ11 (А. 50 КIША/АI..taс. рад)
5С) 0,001 0,01 44.7 0.447 0,4194 О,94и
50 0,001 0,04 44,7 1,788 0.9455 0.530
50 0,004 0,01 22,4 0.224 0,2204 0.983
50 0.004 0.04 22.4 0.896 0.7145 0,797
200 0.001 0,01 89,4 0,894 0.7124 0,797
200 0.001 0,04 89.4 3.576 0.9985 0.280
200 0.004 0,01 44,7 0.447 0,4194 0,940
200 О,ОО4 0,04 44,7 1,788 0,9455 0,530
А.7ЮМlПillевЬ!й СП.'JaВ р. ==' 175 ККllлj.lI.чаС'2рад}
!JO 0.001 I 0,01 2:З,9 0,239 О,2:З45 0.9В1
50 0.001 0,04 23.9 0,960 0.7443 0,775
!j() 0.004 0,01 12,0 0,120 0,1194 0,994
50 0.004 0.04 12.0 О,4ВО 0,4462 0.929
200 0.001 0,01 47.8 0.47В 0,4526 0. )27
2UO 0,001 0.04 47.8 1,910 0.9571 0,501
200 0,001 0.01 2:З,9 0,23!) 0,2345 0.981
200 О,СО4 0,01 23,9 0,960 0.7443 0,775
Медь (л ==' 320 ккол/м.чаС'2рад)
50 0.001 0.01 17,65 0,176 0.1744 0,99
50 0,001 0,04 17.65 0,704 О,606В 0,862
50 0,004 0,01 В.8З 0.088 0,0878 0,997
50 0.004 0.04 8,83 0,360 0,3452 О,96()
200 0,001 0.0\ 35,40 0.354 0,3400 0,961
200 0.001 0,04 35,40 1,416 0,8887 0,627
200 0.004 0.01 17,70 0,177 0,1745 0.985
200 0.504 0,04 17,70 0,708 0.6092 0,860
. ..--. . .. ,
По реЗУ';lьтатам подсчпа МОЖНО сдеJlать CJlедующие ВЫВОДЫ:
1. О вЛllЯНlJ.Ll коэффициента тсnлопроводности. ДJlЯ а ==
== 50 ккuл/м 2 час . <,рад, () === 0,001 .,\1; h == 0.1 м при изменении nе.1И
чины л с 50 до :320 значение 11/' уве.'lИчивается с 0,94 ;1.0 0,99, т. е.
на 5%; при тех же значениях а и Ь, но при h 0,04 .'. величина fl р
возрастает с 0,5:3 до 0,997. т. с. на 88%.
с.'1едоnате.IJЬНО, замена материала ребра на БО.'1ее теп.IJОПрОnОДНЫЙ
дает значительный эффект лишь при большой высоте ребра; при YKa
;;6
З НIIIЫХ размерах ребра (б =с= 0,001 М, h 0,01 м), но при и
200 1-i.1\llл/,н 2 час. ?рад вместо а == 50 ккал/я 2 час ?рад повышение
ве.1ИЧИНЫ л С 50 до 320 обусловливает увеличение коэффициента
1\;. с 0,797 ДО 0,961, т. е. на 21 % (вместо указанных выше 5go).
С'I<:,довательно, эффект от повышения величины л тем БOJlьше,
11(':\\ выше значение а.
2. О 6.ШЯНllU коэффициента тсплоотдаЧll. При л
50 ККllЛ/,'L час ?рад, б 0,001 м, h == 0,01 ,И увеличение значе
ИIIЯ и С 50 до 200 приводит к падению коэффициента fl р с 0,94 до 0,797,
т. е. Bcel'o на 5%.
При тех же раз?v\ерах ребра, но при л === 320 ккал/м час.?рао
U leCTO л .:..= 50 ккаЛ/,\L час.?рао повышение значения а с 50 до 200
пrИБОДИТ к падению коэффициента t]p с 0,99 до 0,961, т. е. JIИШЬ
на 2.5 o.
При тех же условиях (л == 50 ккаЛ/,и час.?рад, б == 0,01 ,,\1),
но при высоком ребре (h == 0.04 .м), уве.lJичение коэффициента а
С 50 ;1.0 200 приводит К падению величИНЫ 1]" с 0,53 до 0,28, т. е.
на 47 o.
с.'lедовате.IJЬНО. даже значительное уве.'1ичение коэффициента а
не ПРIlВОДИТ I< существенному снижению ве.rlИЧИНЫ Ч р ' пока высота
pefipa остается ta.'10Й; при бо.'1ЬШОЙ высоте ребра I<оэффициент Ч р
УЫt>шэшается значительно, особенно при низкой теплопроводности
ребра.
3. О 6,l/lЯНIШ толщины ребра. При л == 50 ккал/м час.ерад,
I! 50 Ii.каД/J,L 2 час.?рад, h 0,01 ,Н увеличение толщины ребра ()
с 0,01.:\0 О,О4 JL приводит к повышению l]р с 0,94 до 0,98, т. е. на 4,5%;
при тех же ус.IJОВИЯХ, но при а == 200 ккал/.\t 2 час.?рад вместо и ==
, 50 J."/-i.l/Д/,\L:! час.срад коэффициент 1']" повышается с 0,797 до 0,94,
т. е. на I %.
При тех же условиях, но при л == 320 ккаЛ/JL час.?рад вместо
'." 50 Ii.J\llЛ/,IL 'юс.zрад КОЭффИЦIlСНТ 1']р возрастает с 0,99 до 0,997,
т. е. Bcero на 0,5%.
При высокоЙ теплопроводности (л == 320 ккаЛ/,\1 час.?рад)
И высокой теплоотдаче (а == 200 ккал/.м 2 час.?рад) уве.'1ичение ТOJI-
ЩИI-IЫ ребра б с 0,001 до 0,004 обус.lJовливает увеличение коэффи
UH IITa 1']" с 0,961 до 0,985, т. е. Bcero на 1,5%.
с.'1едовате.'1ЬНО, при низком ребре (h == 0,01 ,М) увеличение ero
Т('.'1щины эффективно .')ишь при низких значениях л, но высоких
значениях а и незффектиnно во всех остальных случаях, а Иi\lенно:
а) при низких значениях л II а;
б) при высоких значениях л и а;
в) при высоких значениях л и низких значе:шях а.
1 Iри BbICOl<OM ребре взаимное ВJJияние ве.1ИЧИН резко изменяется,
а иыенно: при h == 0,04 _и; а == 50 ккал/.и 2 чаС'i'рад и л ="
'=' 50 ККllЛ/М 'lас.?рад увеличение ТОЛЩИНbI ребра б с 0,001 до 0,004 ,к
прнводит к повышению коэффициента Ч р с 0,5Здо 0,797, т. е. на 50%.
При тех же значениях h и а, но при л == 320 ккал/м чаС'i'рао коэф
ФИциент 1'] р возрастает сО,8б2доО,9бО, т. е. на 10,5%. При тех же зва-
57
чениях h и л, но при а ==200 ккал/.м 2 час.zрадвеличина1'] р возрастает
с 0,28 до 0,53, т. е. на 89%. При той же высоте h ребра, но при 0.....
=- 200 ккал/м 2 час.zрад и л == 320 ккаЛ/.м час.zрад коэффициент
1l p возрастает с 0,627 до 0,860, т. е. на 37%.
Следовате.'1Ь1IО, УJ!еличение толщины ребра эффективно при боль
шой высоте ero и при наличии следующих условий:
а) при НИ31{ИХ значениях л и высоких значениях а; в этом случае
наиболее целесообразно увеличение толщины ребра;
б) при низких значениях л и 0.;
в) при высоких ЗН4чениях л и 0..
При малых величинах о. и БОJIЬШИХ значениях л увеличение
ТОJIЩИНЫ ребра неэффективно.
4. О влиянии высоты ребра. Из сравнениЙ, приведенных в преды-
дущих трех пунктах, можно сделать вывод о влиянии высоты ребра
на ero к. п. д. Увеличение высоты ребра эффективно:
а) при высоких значениях л и 0.;
б) при низких значениях о. и высоких. значениях л;
в) при низких значениях о. и л.
в случае высоких значений о. и низких значениЙ л увеличение
высоты ребра неэффективно.
Величина к. п. д. ребра J\южет быть определена также по формуле,
преДJlOженной Шмидтом [13]:
11 р == 1 k ( 1 '1: ),
I'де t Wb теl\шература вершины ребра;
t Wr температура основания ребра.
Коэффициент k имеет следующие значения:
k == 0,68 при D,/Da == 1 (прямое ребро);
Il == 0,75 при D,/Da == 2 (l<pyroBoe ребро),
rде Dp внешний диаметр оребренноrо цилиндра;
Da внешний диаметр втулки цилиндра.
Для ПрОl\lежуТоtlных значений отношения D,/Da
находят интерпол ированием.
(46)
величину а
1(. п. д. оре6рения
При выводе к. [1, д. изолированноrо ребра предполаrалось такое
удаление ero от соседних ребер, что взаимодействие их поrраничных
слоев отсутствовалр и не влияло на характер воздушноrо
потока между ребрами. В этом случае к. п. д. ребра зависит исклю
чительна от изменения температуры по ero высоте.
Оребрение цилиндра и ero rоловки представляет собой совокуп-
ность ребер, расположеflНЫХ на их поверхности. Поэтому эффектив
ность оребрения определяется не только формоЙ и размерами отдель-
ных ребер, но и формой и размерами межреберных каналов, В.f1ИЯЮ-
щими на степень взаимодеЙствия поrраничных слоев двух соседних
ребер и, следовательно, на характер воздушноrо потока между ними.
58'
В этом случае определение к. п. д, оребрения по формуле для изо.
лированноrо ребра может дать неточный результат.
Конструкция ребер и межреберных каналов должна обеспечить
наилучшее использование ОХ.l1аждающеrо воздуха, т. е. максималь
ный ero HarpeB при прохождении по межреберным каналам при дан-
нОЙ температуре стенки цилиндра и при lIаименьшем сопротивлении
оребрения воздушному потоку. Степень использования ОХ."Iаждаю-
щеrо воздуха может быть оценена коэффициентом иаrрева. Последний
может быть определен из выражения
'1-1 t' a tl e
н I Wm tl e '
(47)
r.1e " температура воздуха на выходе из межреберных каналов;
а
'1 температура воздуха на входе в межреберные каналы;
е
/., средняя те:\lПература поверхности охлаждения.
.....111
ВеЛИ L 1Ина коэффициента HarpeBa может быть отнесена также к тем-
лературе внешней поверхности втулки цилиндра, T е.
. tla t/e
'фн == tw. t, ,
11 е
(48)
rде t W2 средняя температура внешней поверхности вту.'Iки
ЦИ:lиндра.
Для ребер, изrотовленных из одинаковоrо металла, более BЫCO
КИМ ребрам будет соответствовать меньшее значение коэффициента 'P ,
так l\aK при этом уменьшится значение '1 . Д:rя поддержания или
а
повышения значения 'Ф: необходимо применять для ребер более тепло
ПРО130ДНЫЙ материа.11 или повышать температуру 'W3 стенки,
Так как изменение температуры '1 приводит к ИЗl\lенению вели
е ,
ЧИIIЫ 1 / ' а следовательно, и температуры со , то коэффициент 'ф
а 2 н
Оl<а:iыоается почти не зависящим от температуры окружающей среды.
П р и " == ' W2 'ф' == 1. Поэтому ДJIЯ повышения значения 'Ф'
а н ,..
неоGХОДИl\lО увеJ1ичивать температуру '1 , т. е. допускать бож'е
а
ВЫСОI<УЮ степень HarpeBa воздуха. уменьшая ero скорость или сокра-
щая поверхность ребер при сохранении интенсивности потока. Однако
уве:шченне теl\шературы '/ приводит одновременно к некоторому
а
(о 2 раза меньшему) повышению значения ''''2' поэтому значение
коэффициента '1-1: увеличивается в меньшей степени, чем темпера
тура 'Та' Ввиду Toro что ве.'Iичина t W2 не может превышать предель-
Horo значения, допускаемоrо условиями смазки, увеличения коэф
фИЦl(снта 'Ф: желательно добиваться применением более теПЛОПРОВОk
Horo !\Iсталла при одновременном уменьшении высоты ребер. Это
приведет к повышению средней температуры ребер и к повышению
те:\JПературы t 'Q при сохранении температуры втулки ЦИлиндра.
9
Уl\lеньшение температуры 1'1J.'2 стенки при постоянной темпера
туре I[a приводит К повышению коэффициента 'ф:. Однаl<О с умень-
шением значения I W2 падает и температура I[a' поэтому ве.lJичина 1}};,
также Уl\'lеньшается. с.'Iедовате.IJЬНО, в с.ч'чае постоянной темпера
туры I[ окружающей среды более высокая TeMllepaTypa Iw стенки
е 2
обеспечит и более высокий коэффпциент ф .
Величина ф;, характеризует эффективность при:мененноrо оребре
ния и испсльзования ОХ.lJаждающеl-О воздуха, поэтому она может
БЫ1'Ь также названа термическим К. п. д. оребрения.
rЛАВА JI
ТЕ:JЛОВСЕ СОСТОЯНИЕ двиrАТЕЛЯ с ВОЗДУШНЫМ
ОХЛАЖДЕНИЕМ
6. ОБЩИЕ ПОЛО)l(Е":ИЯ
ДJIЯ сбсспсчения шр:\ а.ан(jj рабсты ДВИrате.fJЯ BHy"peHHero
Сlтрання теn:юв(е сссте fH' Е СП' таюке де лжно быть нсрма.'1ЬНЫМ.
Пril J\С('.'1СДНИi\I понимаЕТСЯ 1'8/.( е ТП.'1(все ссстояние отдельных дeTa
леЙ 11 дuиrаТt'ЛЯ в ue.'Jol. r:ри к(,тсром сосспеЧI:вается пелучение
заданных показателеЙ работы двиrате.1Я: ЫСЩНGСТИ, ЭКОНОЫlIЧНОСТИ,
надеЖIIССТИ и д('лrОЕечнссти" Нор!\ш.IJьнсе тепловсе ссстояние для
разных наrрузочных и скоростных реЖИl\lОВ работы при различных
внешних условиях J\есдинаково. R еще БО,!lьшей степени оно неоди
наконо ,1дя двиrателей различных типов 11 размеров. Отсюда видно,
что понятие НОрl\lальноrо теПЛОВОl'О состояния Я/щяеТСSI относитель
ныы и отражает КОМПрОIlШСС между же.lJатеJIЫIОСТЬЮ повышения
температур и техническими возможностями. С усовершеНСТl30вание:\1
КОI\СТРУКЦИlI Двиrате.'1Я нормальное тепловое состояние el"o все больше
ПРИU.'lllжается к состоянию независимости от ИЗl\lенениSl внешних
YC.'IorJllii н режимов работы. Этому способствует применение на дви
raTe.1C системы реrулированиSl теП.IJовоrо состояния.
Показатс.' ем теЩЮВОl'О состояния является температура OCHOB
ных ,1.eTa.'1eii Двиrате:IЯ. Ввиду трудности непосредственноrо изме
рения ИХ температур о тепловом состоянии работающеl'О ДВИI'ателя
с ВОДЯНЫ:\I охлажденнем обычно судят по температуре охлаждающей
ВОДЫ, выхС'дящей из рубашки цилиндров, и по температуре масла
в I<артере. Температуры выходящеЙ воды и l\18сла в ,<артере являются
ОСI/ОВВЫIlIИ косвенными среДНИl\lИ ПОl<азатеJIЯМИ тепловOI'О состояния
двиrате.1Я. При этом необходимо учитщзать, что температура масла
в первую очередь обуслов.lивается трением в опорах КОJ1енчатоrО
nа.'1З и .'1ишь ВО вторую очереДl> трение:\1 поршия и ero I<о.'1ец
и HarpCBOl\l 1\IаС.'1а от стенок I!илиндра и поршия.
Ко:шчеСТБО теПJIOБОЙ Эllерrии, ОТВОДИМОЙ маслом в картер, у Дви
rате. си с воздушным охлаждением значите.fJЬНО больше, чем у двиrа
те.fJеЙ с ООДЯIIЫl\! ОХJlаждением, и доходит дО IO 15% от общеrо
КО.lичества энерrии, отводимой системой ОХ.'lаждения. Однаl<О и IIРИ
ЭТОМ ПОНlfжеЮlе температуры маС.'1а в картере, наПрИl\lер. вследствие
Применения маСЛЯllоrо радиатора, ма.'10 сказывается на изменении
61
'tеt.-шератур стенок цилиндров. Поэтому температура M<l.CJJa может cilY
жить косвенным показатеJlем теПJlOвоrо состояния двиrатеJIЯ JIИШЬ
в совокупности С температурой основных рабочих детаJlей, таких
как поршень, ЦИJIИНДР и rOJIOBKa ЦИJlИндра.
Тепловое ссстояние Двиrателя характеризуется степенью Harpe
тости (температурой) ero основных рабочих детаJlей. Оно ЯВJlяется
функцией теПJIOВОЙ наrрузки этих детаJlей и теПJlOотдаюшей способ
1-ЮСТИ поверхности их HarpeBa. Если допустить, что теПJIOВОЙ поток
равномерно распределен по поверхностям стенок nНУТРИЦИJIИНДРО-
Boro пространства цилиндров двиrателя, то аналитическое выраже
ние ДJIЯ средней температуры этих стенок может быть найдено из сле-
дующих условий.
Количество теПJЮВОЙ энерrии, подводимой к стенкам в час:
Q == Ahul!i N i ккал/час,
(49)
rде А доля теПJIOВОЙ энерrии, отводимой в стенки ЦИJlИндра на том
режиме работы двиrателя, для KOToporo подсчитывается
температура стенки.
С друrой стороны, количество тепловой энерrии, отводимоЙ ВН'еш
ними новерхностями стенок за это же вре?IЯ, может быть определено
уравнением
Q == u 2 F 2 (tw II ) ккал/час..
,п ,п
(50)
Условие тепловоrо равновесия характеризуется равенством выра-
жений (49) и (50):
AhugiN , == u 2 F 2 (t wm t ,m ),
откуда
1 t .!!Е.. AgiNi h,y,. Agpi п
W m 1п! == Р. F;i.2 2S' а2
Принимая
h,Yh
Е;-. 225 == С,
получим
СА Pln СА Pin
t... t , == gi И t w == gi + 11 .
т m аа т а2 tn
(51)
СледоватеJIЬНО, температура t"'m внешнИХ стенок цилиндра дан-
Horo двиrатеJIЯ зависит от следующих факторов:
]) от величины А;
2) от индикаторНОЮ расхода ТОП.'1ива g, в ке/и. л. с. ч. на том же
режиме работы двиrателя;
3) от среднеrо индикаторноrо давления Р, в кz1cM 2 ;
4) от числа оборотов вала двиrателя п в минуту;
62
5) от коэффициента теП.lOотдачи а 2 кка.лJ.м час.zрад внешней
поверхности ЦИJIИНДРОВ в окружающую среду;
6) от средней температуры воздуха II в межреберных KaHaJlax.
пJ
зависящей от температуры окружающей среды и степени ero HarpeBa.
ОпредеJlенная указаННЫ:\1 выше образом те:\lПература является
средней температурой поверхности HarpeBa. ДеЙствительная темпе-
ратура в отдеJIЬНЫХ точках cтeHOI< ЦИJIИНДрОВ будет различной, в зави-
сюlOСТИ от конструкции И типа двиrатеJIЯ.
7. ТЕПЛОВОЕ СОСТОЯНИЕ rоловок И ЦИЛИНДРОВ
rOJIOBKa ЦИJlИндра и ЦИJIИНДР являются одними из наиболее напря
ЖСIIНЫХ в теПJIOВОМ отношении детаJlей двиrатеJIЯ, а их конструкция
ЯВ.lяется специфичной для двиrателей с различным видом охлажде-
ння. ТеПJIOВое состояние rоловки ЦJlJlИндра и ЦИdlиндра опредеJlяется
прежде BCero соотношение}1 до.,lеи теП.10ВОЙ энерrии, отводимой
в ОХJlаждающую среду каждой из этих деталей. Эти доли, в свою
очередь, зависят от типа двиrатеJIЯ, типа камеры сrорания и от KOH
струкции rоловки и ЦИJlиндра. В табл. 9 приведены средние ориенти-
решочные данные о распределении теПJIOВОЙ энерrии между rоловкой
и ЩIJIИНДРОМ дЛЯ различных двиrателей.
ТаБЛlща 9
РаспределеНllе количества отводимой тепловой ЗltерrиИ IIlежАУ соловкой
и цидиндром для двисателя с воздушным охлаждением
Тнп ДDнrателя
KO:lIl'leCТnO ОТВОДIIмо;l
тепповоR энерrни в %
rоловка
Uu. и НДР
I
: I
к;,р(jюратор!\ыii с НИЖНИМII к.'шпана)JИ .
К;lрбюраТОрllыii с uерХIIИМII КJlапанаМII .
Дизель с неразделеJillOii камероЙ сrораНИtI
Дизс.% с разделенноii камерой сrорания .
65
70
40
50
35
30
60
50
Данные, приведенные в табл. 9, относятся к цилиндрам из спе-
циа.'1ьноrо чуrуна и rоловкам из ал юм и ниевOI'О сплава. При изroтов-
леюш rоловок нз чуrуна доля теПJIOВОЙ энерrии, отводимой rолоВ
кой, будет HeCKOJlbKO меньше, а ДОJIЯ тепловой энерrии, отводимой
ЦИ.lJнндрами, соответственно больше. Следует также учесть, что
во вре:\IЯ работы двиrателя часть тепловоЙ энерrии переходит от ци-
Линдра к rоловке (или, наоборот, в зависимости от величины 'JeMlle-
ратуры в местах соприкосновения этих деталей) путем теПJIOПРОВОД-
Ш>СТН.
Необходимо отметить, что доля отводимой теПJIOВОЙ энерrии сви
дете.1ьствует о рOJIИ rоловки ЦИ.1индра в общем теПJlOотводе и .1ИШЬ
Косвенно характеризует теПJlOвое состояние ее отдеJIЬНЫХ точек.
Количество ОХJlаждающеrо воздуха, проходящеrо по межребер-
ным KaHaJlaM rоловки ИJIИ ЦИJIИндра, оБУCJIОВJlивается не только
63
потреБНОСТI>Ю отвода соотвеТСТ8ующей роли теПJlОВОЙ энерrиИ,
но и недопущением чрезмерно высокой температуры стенок ЦI1ДИНk
ров, оБУСJlов.пивающей степень HarpeBa охлаЖД8ющеrо воздуха.
Поэтому КСJlичество охдаждающеrо воздуха, поступающеrо в rOJIOBKY
или в цилиндр, может и не соответствовать ДОЛЯМ отводимой эти?ш
детаJIЯМИ теПJIOВОЙ энерrии, и степень использования воздуха для
охлаЖДения rО<10ВКИ и Ци.пиндра в этом СJlучае будет раз
1ИЧНОЙ.
Кроме характера распредеJlения теплоотдачи между rОЛОВIЮЙ и ци
линдром, на тепловое состояние этих деталей оказывает влияние
ряд друrих факторов. Прежде Bcero имееТ значение заКОНО?lерность
распределения температур по объему rОJIOВКИ И.'1И ЦИJJИндра.
В существующих конструкциях rоловок и цилиндров двиrатеJlей
с ВОЗДУШНЫМ охлаждением наб.пюдается значите.'1ьная HepaBHOMep
ность температурных полей, что объясняется с.1JОЖНОСТЬЮ KOHCTPYK
ции указанныx деталей и нераВНО!\lерностью подвода теП.'1овоi1 энер
rии к отдеЛl>НЫМ зонам.
Неравномерность температурных полей в ЩlJIиндре значитедьно
меньше, чем в ero r(lJIOBKe. Это объясняется б(тее равномерным ПОk
ВОДОМ тепловоЙ энерrии и более IIравильной rеометрической формой
цилиндра. Тен.'юпроводные качества материаJI3 rоловок и цилиндров
существенно ВJII1ЯЮТ на веJIИЧИНУ и характер распределения темпе
ратур в этих деталях. Чем выше коэффициент теплопроводности,
тем ниже I\lаксимальные и средние температуры повеРХ11ОстеЙ теПJЮ-
отдачи. Че?.1 сложнее форма детаJIИ, тем неравномернее распреде.'1ение
температур по ее сечениям.
Однако paBHOi\IepHOCTb распределеliИЯ температур не означает
равенства температур в ОТДельных точках детаJIИ, а характеризует
.'1ИШЬ отсутствие резкИх перепадов температур у близко располо
женных точек.
А6сототные значения температур и характер их распределения
в ЦИ.1индрах, и особенно в rO.'JOBKax ЦИ.'1индров, зависят от располо
жения этих детаJlей в воздушном потоке. Естественно, что при оди
наковом обдуве ЦИJIИНДрОВ воздухом те[!ловос состояние их будет
одинаковым. Это наблюдается у б(lJll>шинства ДВУХЦИЛИН.J.ровых
двиrате.'1ей, а также у неl<оторыХ двиrатеJlей с бuльшим чиCJ]ОМ
цилиндров. У мноrоцилиндровых двиrателей отдеJIЫlые ЦИJJИНДРЫ
обычно находятся В раЗJIИLJНЫХ условиях в отношении обдува возду-
хом, и это приводит 1< разному их теПJIOВОМУ состоянию. Наиболее
распространенноЙ схемой воздушнorо тракта, при которой наБJIЮ
дается указанное различие, является Схема с приводным осевым BeH
ТИJIЯТОРОМ, расположенным перед двиrателем (V образные) ИJIИ сбоку
ero (рядные двиrатели). В этом СJlучае менее интенсивно обдуваются
ЦИJIИНДРЫ, расположенные около веНТИJlятора; поэтому по сравнению
с друrими ЦИJlИндрами они имеют БOJlее высокую температуру
(фнr. 14, а). Лучше Bcero ОХJlаждаются ЦИJIИНДРЫ, наиболее удаJlен-
ные от вентилятора, так как для создания скорости в их межребер
ных каналах используется БО.1Jее значитеJlьная часть динамичеСl<оrо
давления воздуха. Однако при неудачной конструкции направляю-
64
шеrо кожуха, как Э1'О изображено lIа фиr. 14. 6, и IlpH сраuнитеJlЬНО
БС1.1ЬШШ". ;J,ЛИНС напраВJlяющеrо кана.rш может иаб.'lюдаться повыше
lIие те JJlсратуры задних ЦИ.'1индров. В V образных двиrате.'lЯХ
цилиндры, удаJlенные от веНТИ.'lЯТора, также ОХJlаждаются Jlучше,
причt' 1 в связи с наЛИчием вихреобразования лод КОЖУХОМ венти.')я
тора степень ОХJlаЖ,l.ения ПРОТИВ('Jlежащих цилиндров может быть
НСОДllllal<ОВОЙ.
РаЗ:lИчие в ТСП.'lОВО'\' СОСТОЯНИИ отде.'lЬНЫХ цилиндров И их rOJIO
вок, ЯU.'1яющееся С.lеДСТllием раз.'lИ1IИЯ в стенеllИ обдува (ПрИ иден
ти'шести I<ОНСТРУКЦIIИ rO.'10BOK И ЦИJI, ИII;J,рОВ) доюкно БЫТI. учтено
IIРИ проеКТllрОВ.а НИИ двиrате.'1Я, ОчеlН1ДНО, что за расчетные ДОЛЖНЫ
быть приняты темнературы наибо
l Jlee HarpeTbIx rО.'IOВКИ и ци.'lиндра.
190
180
п)
(ос
180
,5:)
f'O
б)
Фнr. 14. Температуры ЦIШЮlДрОВ РЯДНi>:Х ДВllr!JТ(.. еЙ:
'1 . IJI.ТЫР(' НII.'1ИIIДРОRhlf1 ):RНПП"'I.'JЬ ДrЗО; 6 ----- U)ССТИIНI..'1ИII,lРUIllII!i ДШIПt.ТсЛЬ G-LLJ li.
При этом СJlедуеТ помннть, что путем применения наД.'lежащих деф
:I(:"ТОРОВ Dсеrда имеется возможность ПО.lноrо выравнивания те:\lПе
рату!> У всех ЦИJIИНДРОВ ДвиrатеJIЯ.
При сравнении температур ЦИJIlfНДрОВ и их rOJIOBoK у отдеJIЬНЫХ
;J.RHraTeJ1cii, а таюке при оценке УРОВНЯ этих температур необходимо
учитыиаТL, 1<а!ШМ температурным ус.'10ВИЯМ О\<ружаюшей среды
они соответствуют. Во всех с.!Jучаях, коrда это не оrовариваеТСЯ,
ДО.'1жны подразумеваться одинаковые внеШНие УСJIOВИЯ. Более удобно
дапать веJIИЧИНУ превышения температуры дета,ТIИ "ад теl\mературой
о!;ружающей среДhl. При этом надо помнить, что это превышенис
Не ЯВ.'1яется разностыо температур между детаJ'ЬЮ и ОХ.'lаждающнм
воздухом. та,< как средняя температура ОХJ1аждающеrо воздуха
ВЫШе температуры окружающей среды вс.'1едствие ero ню-рева при
ПрОХождении по межреберным каналам. Этот HarpeB вызывает соот-
Dетстпующее повышение температуры стенки ЦИЛИНДРОD в напрапле-
НиИ движения воздуха, так что между переднеЙ и TbIJlbIlOii сторонами
ЦII.'1индра образуется значитеJlьная разница в температурах, Между
ПОвышением температуры стенки ЦИJlиндра по ero окружности и повы
Шением температуры воздуха при прохождении ero по меж
5 д. Р. Поспелов 409 65
реберным кан.алам эксперllментально YCTaHOBJleHa CJlедующая завис}{.
r.юсть [13]:
М ц :::: (0'8....;--- 0,85) М,.
(52)
"де f1tu, ра:шость температур стенки цилиндра ТЫJIЬНОЙ и перед'
ней сторон;
f1t , повышение температуры воздуха при прохождении erc
по межреберным KaHaJlaM.
Неодинаковое повышение температуры стенки и воздуха объяс.
няется переходом части теПJIOВОЙ энерrии по сечению стенки со сто.
Kz/cClr
....
""
--=>
0,*
<::>
..
""
Q,.
0.1
150
0.5
Фнr. 15. ЗаВIIСЮЮСТЬ расхода ВОЗДУХ!! от
температуры rоловки ЦJfЛиндра и ЦlfЛИПДРО
ВОЙ МОЩНОСТII (D 115,5 А/_", п 2400 об/МИII,
Ре'-: 6.5 KZ/CM 2 , S == 162 А!М).
роны БОльших температур цилиндра на сторону меньших темпера-
тур, а также рядом друrих обстоятельств.
Наряду с общими закономерностями тепловоrо состояния OCHOB
ных рабочих детаJlей двиrателя наблюдаются Hel<OTopble особенности,
ЯВJlяющиеся следствием раЗJlИЧНЫХ условий работы даНllоrо двиrа
теля. Тепловое состояние двиrателя должно обеспечивать надежную
и долrовечную ero работу при Jlюбых возможных условиях. Однако
не следует забывать. что снижение температур достиrается за счет
увеличения потерь мощности.
Как видно из фиr. 15, снижение температуры цилиндра мощностью
70 л. с. с 200 до 180", т. е. на 10%, при неизменной температуре
окружающей среды потребовало увеличения расхода воздуха с 0,3
до 0,37 Kz/ceK, т. е. на 35%. Настолько же возрастает и затрата мощ-
ности на охлаждение.
При анаJlИзе тепловоrо состояния ЦИJlИllДра необходимо учиты
вать следующее. По мере удаления от рабочей поверхности темпера
туры падают, причем изотермы (линии равных те.\1:ператур) в ce'le
66
нИИ стеНl<И оказываются не параллельны образующйм uилиндра
На фнr. 16 и 17 приведены данные r. Р. Рикардо, И.1Jlюстрирующие
для карбюраторноro ДВИI'атеJIЯ с водяным ОХJIз>кдением изменение
температ}р по сечению стеllКИ ЦИJlиндра на стороне наименьшеrо
давления, оказываемоro поршнем в плоскости вращения коленчатоrо
ва.'1а. Данные показывают, что с уве.'1ИЧ('lшем числа оборотов
91.0
e8.!L
...
i
rH 8-ik ФJ,Z 89i .7 "',J ::I6.J
'М) ?М. '42
'"
'"
79.9 Ь5 J .9 9'.0
'.,6 .Ш g _!::! '01),2 .J1,6 101 .
а) 6) 6) z)
Фнr. ]6. ИзотеРМЫ в стенке ЦIIЛИllдра на стороне наиыеньшеrо давления. оказы-
BaeMoro поршш м, в ппОСIЮСТl1 вращения шатуна карGюраториоrо четырехтактноrо
Дlшrате. Я с ВОДЯllhlЫ ОХJ1аждением; поршень находится в В. М. т. (коэффициеllТ тепщ).
ПрОВОДllOСТlI l3теРllала rильзы равен 3В lCКаАI'''''ЮС' РClд.; скорость охлаждающей
воды в рубашке 0,33 ,I,!ceK):
" IПIlО об/",..., IIРОСССЛЫ13Я заСЛОllка открыта IIСПОЛIIОСТЬЮ, Ре 5.8 KZ/CM 1 , .\'; 11 А. С..
й 1500 об/"',П1l. ДРОСССJ1ьная ЗQспОНl<oi:t. ОТl<рыта nО. Т 11IОСТЫО, Ре == 8.5 1f. /C",zl '-\"; == 25 If. C. t
О 2UfJU об/:'оIИlI. дрОССС.1ьнаs.1 ЗОСJ10НI(3 открыта поJшостыо' Ре == 8.4 1\r:/C"' 1 .\' i :::;;;. 35 ". с.;
" 2000 06/...1Н. давле'lIIе "а впуске 381 А/А/ рт. ст.. те"ператуРа 110 впуске БОа. Ре
13,3 "4cJ.". N i == 49 А. С. Подчеркнутые , ифры ОЗllачают температуру охлаждающ"n воды.
и lIаrрузки разность температур между внутренней и внешней поверх-
ностью rильзы возрастает. При этом наклон изотерМ к оси цилиндра
уменьшается. ПОСJlеднее более заметно выражено в зоне с пони жен-
НЫМИ температурами (нижняя часть цилиндра), а также при повы
шенной скорости циркуляции охдаждаlOщей воды (фиr. 17),
В двиrателе с воздушным ОХdlаждением всдедствне интенсивноrо
ОТВода тепловоЙ энерrии ребрами изменение темп.ератур в стею{е
5* 67
uилиндра ДОЛЖНО значнrеJIЫIO ОТJНlчатьСя 01' IIаБЛlOдаемоrо 13 ДВШ';1-
телс с ВОДЯНЫМ охлаждеllием. Однако опуБJlиксванных даll"ЫХ об
измерсниях, подобных приведеllllЫ!\l пыше, нет.
76,2 7 ,9
. 10l/S .!!.!
..
18
71 1Jj,9
7J. 70 ,2 89
'Н
9J,G
7"8
1!L
"",
,,'"
"
77
.9
. 81
Д9
. м
74,
_..?!,! 90
7 ,j
-Е...
а)
5)
8)
д)
Фиr. 17. Изотермы n стенке цн.lfШllр,. на стороне Н3IВlеlll,ш 'rо даIlЛЕ'ННЯ. оказыuае.
Мосо ImрШJlЕ'М. n плоскuсти IJV!lЩСIII\Я Ш,}ТРlа l<арfiЮрilтuрнurо четырехтаКТlIоrо
ДIIIII"ателя с 1I0ДЯНЫМ ОХ"lаЖДЕ'ннем; поршснь наХО.lНТОI о 11. М. Т. (rKopOCTb охлаждаю--
щей воды u рубашке 2,8 _I/!cc,,): .
" 1000 об/>IIIН, .'РОСССЛЫ'1\Я зас.поика открыта иеIIOЛJЮСТЬЮ, Ре 5.6 ""/СА". .V 1 == 11 А. С,:
{j 1500 об/МИII, дроссслыаRR зас-"онка открыта полностью. Ре 8.8 ".J/c.,,', :\'j:' 26 .1. с.:
в 2000 об/мнн, дросссJIыlяя заСJ1(lI!ка открыта 11O.'lIoCTbIO, Ре == 8,8 h'"Jc.II', ,\' i == 36 А. с.;
" 2000 06/..ИI" да8ЛСllllе lIа "пуске 381 ...М рт. ст., Т" П"l'атура HlI ВПУСКС 6('0, Ре ==
== 13.6 к4,'М'. '\'j ;;0 .1 С. Подчерю:утые цифры означают ТС>Шt:ратуру ох.,аждающеА
воды.
fоловка цилиндра
Температура rОЛОВЮI ЦИJ!Иllдра двиrате,ТlЯ при НСИЗХIСН\ЮМ коли
честве подводимой к ней теПJJOВОЙ Эllерrии оБУСЛОВJlивается степенью
ее охлаждения. При ОДНllаколоЙ степеНII охлаждения температуры
отдельных точек rо.'lOвки MorYT значительно отличаться по ве.1ичине
без ущерба ДJIЯ нормаJ1ЬНОЙ работы двиrателя. При этом темпера
тура отдельной точки, [/1.е бы она ни была расположена, не должна
превосхоДИТЬ определенной всличины. оuус.10ВJlипаемой свойствами
примеНЯеi\lОro lатериа.1а. Для rO.10130K из чуrуна допускаются болес
высокие температуры, чсм ДJ\Я roJIOBOI< из алю шниевоrо Сlшапа,
так как чуrун имеет БOJlее высокие механические свойства, которые
в отличие от мсханических свойств алюминиепоrо сплава мало изме
58
IIЯЮТСН В Пределах повышения температур, наблюдаемых у двиrате
леii. Однако деЙствительные температуры наиболее HarpeтbJx мест
в ч)тунноЙ rOJIOBKe при той же тепловой наrрузке оказываются
ЗJl8чителыlO выше, 4еМ в rоловке из аЛЮМИНllевоrо сплава, вследствие
более низкоЙ теплопроводности чуrуна. С ОДНОЙ стороны, аJIIоминие
BbIii СП.'J:!в не допускает ПОВblшения температуры ,1,0 величины, наб.'JЮ-
даеМОЙ у чуrунноЙ rоловки, а с друrой стороны, этоrо повышения
и не происходит вследствие более
t ос I . высокой теПJIOПРОВОДНОСТИ алlOМИ
З70 . I
T I
: I
780 I ! i
J-..-..' ,
2liO
. 700
111
. ! .. 1
I.J' .l=i l J
17 20 28 N e л.с.
а)
Фиr. 18, С:Р3lJII{'I!ие теЩlr(1атур чуr.унноft и аЛIO lИl!llеlюii rО,70IЮК Чf7Ы(1еХllllJ1lIНДрО-
восо J\nиrаТ('.IJЯ ДB 3() (О = 9 .1/J1I, S =о 120 .1II.\{. п == 1600 об!щш, N e = :Ю,8 Л. С..
Ре = 5,1 Ki!/c.1I2. а 1 =о 6,38 I\?/I//ic):
а ТС Лl..:раТУРhl Ilерt II...IЧКИ МСЖ,.:4у rl-l .\дами К,,1апаIIОn; u темлсраТУРbl псрнфсрии OCHn
вa"'IR rU. О8КИ: I чуrУ'Jная rоЛ/'lОК ; 11 ЛЮ"'\IIIИСвая r/'l. /'IUK ; I nnYCKtlUA клапан;
2 uLlnycКlIOA клаllан; 3 форсунка.
нисвоrо СПJlава. Отношение критической теl\шературы, при которой
ВОЗ,"ЮЖllO появление трещин, деформации и т. П., )( максимально
допустимой температуре для спениаЛЫlOrо 4yrYHa выше, чем для
алюминиевоrо СПJlава, несмотря на более высокий температурный
уровень чуrуюlOЙ I'OлоВlПl. Это объясняется БО.lес заметным ухудше-
нием механических своЙств аJIЮМИНIIСВЫХ сплавов при повышенных
те lПературах по сравнению с L/yry"oM. Поэтому для rоловки из алю-
миниевоrо сплава требуется БОJIЬШИЙ температурный запас.
При сравнении температур rОЛOlЮI< UИ.'Iиндров. изrотовленных
из раЗJIИ4НЫХ материаJlОВ, необходимо учитывать, о каких температу
рах идет речь: о маКСИJ\.JaJIЬНЫХ ИJIИ о средних. Измерения показали,
ЧТО хотя температуры наиболее HarpeTbIx точек чуrунной rОJlОВI<И,
например, перемычки между rнездами клананов (фиr. 18, а), HaMlloro
выше температуры соответствующих точек rоловки из ал/Оминиевоrо
сплава, средняя температура чуrунной rоловки и температуры дpy
rих зон (фиr. 18, б) выше лишь I1езна4ИТельно.
69
На фиr. 19 22 привеДСНhI Д<lllныео тсмпературах roJIOBOK ЦИ.rJИНД-
ров дизеля и карбюраторноrо двиrателя.
Наиболее наrреТЫi\Ш мсстами rОJlОВКИ являются: Перемычка
между rнездами КJJaпанов, зона соединительноrо канаJlа камсры
сrорания и зона расположения форсунки в дизелях, а также зона
расположения свечи зажиrания в карбюраторных двиrателях. В пере
мычке между rнездами КJlапанов точка с максимальной температурой
находится ближе к месту посадки выпускноrо клапана По мсре yдa
ления от внутренней стенки каМеры сrорания температуры быстро
убывают и в наиБОJlее удаJlенных точках они уже в 2 2,5 раза НИЖе,
чем на внутренней стенке.
Фнr. 19. Распределение температуры в rоловке цилиндра
карбюраторносо ДDиrателя (ШТрIIХОВКОЙ ОТAlечеlfы пределы
изменения температуры).
По периметру основания rоловки цилиндра максимальная темпе
ратура наблюдается на ТbJJlЬнОЙ (обратной подводу ВОЗ;J.уха) стороне
и в зоне раСПOJlOжения выпускноrо КJlапана. Различие между темпе
ратурой n этой зоне и температурами в друrих зонах по периметру
rОJlOl3КИ зависит от направления потека ОХd1аждающеtо воздуха:
при потоке, направленном непосредственно на зону ВbJпускноrо кла
пана, этоrо преВbJшения может и не быть. Изменение температуры
rоловки ЦИJlИндра по ее высоте в значительноЙ мере зависит от мате-
риала, из KOToporo изrотовлена rоловка. В случае rОЛОВI\И из аlIЮМИ
ниевоrо CnJlaBa, вследствие высокой теплопроводности последнеrо,
изменение температуры по высоте rОJIOВКИ меньше, чем у чуrунной
rоловки (фиr. 23). У последней температура в верхней части ниже,
а в нижней выше (в зоне камеры сrорания на 50 75", а в переМblчке
на 100 150"), чем у rоловки из алюминиевоrо сплава. Характер
распределения температур у обеих rоловок практически оnинаков.
В табл. 10 приведены температуры основных точек I'ОЛОВОК цилин
дров из аJIIO;\lнниевоrо СПJlава ряда дизелей и карбюраторных Дви
rателей с воздушпым ОХJlаждением. 11з этих данных видно, что темпе
ратура перемычки между rнездами клапанов у ДизеJIей на 20 ЗО"
выше. Температуры же остальных точек отличаются в ту или друrуlO
70
::::
I
'з
'2
"
, ,
Е
'fO 2,0
A A
о
J З
н..
tl
5 5
7'l 115
5.1' 120
61 97
55 82 Jб 85
75 160
57 fЗ6
Фиr. 20. Распределеиие температуры н чуrунной rолонке цитщ.'lра дизеля ДВ I3 (D 90 J,IM. S == 115 .\01,
номинальная мощность 13 л. с. при 1500 об/мин).
I
> I
"')
I
I
I
I
б 15j
7O 1
87 180
72 150
1
85 f80
<t:'r, I, PacllrC'.J. ':I\?Hlle TC J:lC'[1,lТypl,' u a!lIO)IIIН1lt:uoii rO.l0JlKe ШJ.1нндра дизеля ДB 3(1
(30 л, с,, Ре 5,25 1\<';0:2); в ЧIIС.1НТС'.1С даны п(}('.1С.%' П'\IП('ратуры 'I ТУIIIЮII rО:IOIJЮI, u зна lенаП'.lе пределы
ТС' lПературы аЛIOЩIIIНС'lюii птоВlШ Н[1И измеНС'1f1ll1 рсжн ш работы от ХО.l0СТOI'О хода до пол пой наrРУЗIШ.
5r L 5
r=O BPJf:E
;F ;
1:1
2 2
A A
D б
:e= '
:
з з
/, "
5 5
9:c :
',O 70
J
\
70 17 \( 78
58 пo 1 7 .9.'J
i "" 8[}
ч 88
<!Dj
,,1; .. 90
Ре Кljсп 2
7
Теппераmуро переNЫЧКU межоу
eHeJIJoHli ffЛОП'JНОВ
280 0 lбо О Z401l0 0 2000
5
6
...".
""t»o
....q
11
J
1
1500
2000 п об/мutt
1000
Ф\lr, 22. Т(' !Пературы rОЖНJlOI Ц\l. \lндра ДIJш'ат('ля ДеЙп\
(D C I (() ,I/M. S == 1411 М,Н).
;:j
lMO
t::j
1300
t::jCl;
E3:
1200
::.
t;,
1100
:1::
о 1ОО JGJ 300 ос
CpeiJliRR температура сечениrl
Фнr. 23. ИЗ lеН('Н\I(' Т(' lIIературы 110 высоте у аЛЮ)lини('воii и чу
rушlOЙ СО.'JOВОК дизеля ДB 30 (Ре 5.25 1\<'/C.1I2); ШТрИХО!JIш!i от-
Iечены преде.'1Ы изменения температуры:
J аJ1lО iИlIис'uан r()J1oBKa; 2 чуrУНН8Я rОЛОDКЗ.
73
/аБЛlща 10
Температуры наиболее OTBeтCTBCHlIbl]{ точек rоловки ЦJ:линдра
ДllзеJlН ! l(ар(jюраТОРllые Дllнrате",и
д-за I Татра !J12 т.пра 6Оз I ФОJlькснаrен I Ситроеll 2С
>.
м i -8 I l j , 1, !II ' I , ! ! I ' I , 111 , 1 ,
z
х
u
'"
С 'j "1 ,", 3 "' 3
с !5 !.!5 о i!! : !!! :0: !!! Iп ос
'"
х
" I 4 111 ill Ij /11 111
..
:е
1 240 255 210 230 190 (у свечи)
2 165 190 190 150 170
3 120 210 200 190 185
4 170 190 170 \90 205
5 145 160 185 160 175 I
. i
п р It '" е q а 11 Н е. На 9СКItЗ>lХ ПрНItЯТЫ СЛедующие u(jОЗ"ilчеиия:
Вып lIыпускиоА клапан; Вп Dпускноi! клапа..; Ф форсунк;.; С СDеч,,_ I
I
сторону в зависимости от особенностей КОНСТРУIЩИИ. Максимальная
температура rоловки во всех С.l1учаях не превышает 25,5J. При изr()
товлении rоловки из чуrуна максимальная температура может ДОСТII
raTb 3500.
Отклонение температур наиболее ответствеЮIЫХ мест rО.10ВКИ
от допустимых обычно происходит в сторону более высоких тсмпера
тур, что является результатом стремления уменьшить мощность,
затрачиваемую двиrателем на охлаждение. Прсвышение максимально
допустимых температур roловки ЦИJIИндра в карбюраторных двиrа
телях может привести к появлению детонации, преждевременной
вспышке и 1< помехам со свечой; в дизелях к з<шоксовыванию или
зависанию иrлы форсунки; в двиrателях обоих типов к увеличе-
нию наrаросбразования, короблению и проседаниIO седел клапанов,
дефОРl\'1ации rоловки в целом, ухудшению мощностных и экономнче
СКИХ показателей. При длительной работе с предельно допустимыми
температурами неизбежно появление трещин в rоловке.
Цилиндр
Цилиндр двиrате.'IЯ с воздушным охлаждением не 1I0дверrается
такому высокому местному HarpeBY, как ero rоловка. Несмотря
на это, он должен обдуваться воздухом весьма интенсивно, тЗI< как
вследствие необходимости поддержания слоя смазки на внутренней
рабочей поверхности цилиндра нельзя допускать, чтобы температуры
ero стенок были такими же высOl<ИМИ, как температуры rоловки
цилиндра. Из за относительно Jlевысоких предельно допустимых
температур стенок цилиндра, соотвстствующих максимальной
74
наrрузке ДБиrателя, при работе последнеrо на частичных наrрузках
может наблюдаться некоторое переохлаждение цилиндра, особенно
нижней ero части, которая соприкасается с лазами лишь в периоды,
}юrда эти rазы имеют сравнительно низкие температуры. Нижний
преД(,JI температур стенки цилиндра определяется теl\шературой
точки росы отработавших rазов, равной приблизительно 65 750.
При понижении температур стенок ниже этой величины появляется
конденсация ВОДЯНОI'О пара и друrих продуктов сrорания. В резуль
тате непосредственноrо воздействия орrанических и неорrанических
KHC 'IOT, а таКже быстроrо старения масла и образования холодноrо
осадка и кислотной смолы (а в карбюраторных двиrате.'IЛХ, кроме
Toro, разжижения масла топливом) вследствие конденсации ero паров
на стенках цилиндра, при низких температурах стенок цилиндра
уве.'Iичивается ero коррозионный и механический износ.
./'у\аКСИJ\lалыlO допустимая температура цилиндра определяется
из уС.rlOвиi'1 обеспечения надежной работы и высокоЙ износостоЙкости
двиrателя, а таюке предотвращения возникновения детонации (в Kap
бюраТСРIlОМ двяrателе). У двиrате.1Jей с цилиндрами малоrо диаметра
значения максимально допустимой температуры НИЖе, чем у двиrа-
ТБJJеи С цилиндрами большоrо диаметра.
На фиr. 24 25 приведены данные измерений температур цилинд-
ров \<арбюраторr-IЫХ двиrателей, а на фиr. 22, б, 26 и 27 ДШI дизеля.
30llа наибольших температур цилиндра располаrается выше Bepx
нею поршнево:о IЮJlьца при положении поршня в В. м. т., так как
эта зона непрерывно подверrается неllосредствеllllOМУ воздействию
rазов. Температура стенки цилиндра в этой зоне на расчетном режиме
работы двиrзтеШI редко бывает ниже 180°. а в большинстве случаев
состаВJrяет 180 20()" и выше. На абсолютное значение этой темпера
туры вш\яет теплопроводность металла rоловки цилиндра; при аJIЮ
"'Иllиевой rоловке те:\lПература ее в ПЛОСI<ОСТИ прилеrания к цилиндру
будет .'1IIШЬ lIе 1Ноrим больше, а иноrда даже и меньше температуры
верхней части ЦИ.1Jиндра; поэтому n этих случаях ЦИ,ПIНдр не будет
ПО.1JучаlЪ дополнительной тепловой наrрузки от rолов\ш, и те1\lПера
тура ero в раСС;\lатриваемой зоне будет более НИЗI<ОЙ. При чуrунной
rO.'IOB\<e часть ее теП.10ВОЙ энерrии передается верхней зоне ци.1Jиндра,
ЧТО повышает ее тепловую наrрузку и, следовательно, температуру.
Вследствие повышенных температур в верхней зоне цилиндра и БЫСО
коЙ теплопроводности металла поток теП.1JОВОЙ энерrии, распростра
няясь в область соприкосновения цилиндра и поршневых колец,
способствует быстрому выrоранию масла на стенках и интеНСИВIlО:\-fУ
их изнссу. Во избежание этоrо необходимо обеспечить такие условия,
при которых температура в верхней зоне на тыльной стороне ЦИJlИндра
не БЫ,'1а Быl выше 190 200°. По направлению сверху вниз температура
ЦИШ\JJ;J.ра быстро падает и становится в нижней зоне на ЗО 700
u S
ниже, чем в верхнси, в зависимости от отношения D и изменения
веJJИЧИНЫ ВЫХОДllоrо сечения для охлаждаlOщеrо воздуха за ци.1ИНД-
ром по высоте последнеrо. Значительно более существенное значение
имеет разность температур не по образующей цилиндра, а по ero
75
-...:J
о'>
,105
'ЗЗ
Ш i !.
.... 1(
.. ) (..
. ., ..
:. ". : .
t..... "i8
,
tz:i .
JQ "-1 '6='
I ,.
8пIJC" :, - 1
- я - - . - j
1"""57; - - '
I
11.7 '
150 : >= '
' 7 E ..
f52 :,----
:a;_ ...
%}>ш
I
1 1
з з
цилиндр
{J
4
IIUЛClнар
5 5
IIЦЛClН!Jp
Фиr. 24. Распределение температур по высоте и по окружности цилиндра карбюраторноrо двиrателя Штеиер
(цифры B ЧИСJlитеJlе обозначают темпераТу\JУ при М"р !]Iax, В зиаменаТeJlе при N e тах).
ОК)JуЖliостlt, llOлучающаися как следствие иаrрева во:щуха на I1УТП
ДI3ижения BOKpyr охлаждаемоrо ЦИЛИllдра. При этом чем выше абсо
JIютная температура цилиндра, тем больше эта разность. Если эта
разность велика, то, как ПОI<азали опыты, она заметно ухудшает
ЮЩlIостные показате.IJ.И двиrателя и приводит ввиду появления
овализации цилиндра к ПОВЫlllенному рйсходу масла. По окрУЖНОСТИ
ЦИJlИндра разность этих температур может достиrать 100", IIричем
наибольшая температура обычно наблюдается со стороны выхода
охлаждающеrо воздуха, а наименьшая со стороны ero входа.
Однако овализация не будет практически влиять на работу Дlщrателя,
160
l.
В oзiJ9: о !80'
(ОС
f
'1
!
200
IIJO
120
О
ЗО'"
БОа
900
1200 1500
1800
Фиr, 25, Изменение температуры стеНЮI по окружно-
сти ЦIIJlиндра (В зоне камеры сrораНIIЯ) l<арбlOраторных
двиrате,IJеи при полностью ОТI(РЫТОЙ дроссеJ1ЫlOИ за-
С.l0нке:
J ТаТР8 603 (п 3980 об/мин); 2 Ситросн 2CV (п
31(1и об/МИII); а фО. ЬКСЩlI'СII \'\V 1200 (п ЗООО об/оJНИ).
если H участке движения поршневых KOJJeu разница в те lЛературах
по окружности цилиндра нарастает постепенно и не будет превышать
40 500. Практика показывает, что указанная разность температур
может быть снижена до 20 300; на ПОDышенных наrрузках она
обычно бывает выше, чем на частичных.
При очень малом межцилиндровом расстоянии и отсутствии де-
ф.rIеI<тора перед цилиндром скорость воздуха па входе в межребер-
ные каналы будет намиоro меньше, чеJ\I на тыльной стороне цилин-
дра, поэтому Т \1пература ero стенки со стороны входа воздуха может
оказаТhСЯ выше, чем с тыльноЙ стороны. Таким образом, при анализе
распределения температур по окружности цилиндра необходимо учи
тывать принятую схему дефлектирования. ПРЮIеняемые для цилннд
ров деф.леl<ТОРЫ обычно имеют симметричную относительно направле
IIИН воздушноrо потока форму, поэтому температура ЦИJlиндра в зоне
расположения DbInycKHoro клапана оказывается более высокой.
Для умеНhшения разности температур по окружности цилиндра
поток охлаждающеrо воздуха направляют в первую очередь на ту
ero сторону, которая б.ТIиже расположена к выпускному клапану
(lIрИ расположении I(.ТIanaHoB в плоскости потока охлаждающеrо
ВОЗ.lvха).
77
::::
.....
....,
c
...... ....
..;!-
::::: .....
....
:::..
.....
78
I 0;1-1
<"\1 I
"'1 ....1
...... - ...........
g :; .1 >.
::f<=
(У:S: О о
C>.1"t", 3.,;,
i: ' x z>.
а.[.; ;:.. (I3
t.J.q",,;1"') t'OJO p,
!;.i i.
CJr:t..C!........c.....l.... :сси
.....:: cti о;;;;; I -=;1-
:;...... ;ж: ;м
!! '" '8 ..
::"'u,:J; >,'1::::",
ё:i Ь '" а!""' '" ...
5 f6 t:.(
"'! а'"' "i::s::S: U:i
g. :; =
В::а:б;с.:ж::
l = o ::!'
:::: I с..,"""" '" ::
..,...,r::\6"';<; 8>-
U оМ f
C".J 9........0 Сс..
* М a I
. >.--;- <1<D а ...
3 CO I
е- а t:i <; 11 "i: ...
I ':ecnC'O :я
i ....=:.
с C"')ocC\') .....o
I "':....." c.i
'"
I
..;
. InL 1l)
IGILOc-.I ..... "'It'
'" ":'; c:iM";
..
:.:
-
-
..
" ;;.....S::
;,; ariU; r-:
'"
. gs ЖМ(,QС"IL"
с:...... rU "", c-.I(,QСIl)
;,; о":м,,;,,;ю.n
"
:!5
;;
;;
!" "':: ::::.;:
i:'
;;,;
:1;
ОДНИМ из наиболее эффективных способов
снижения температуры цилиндра, не вызываю
щих увеличения расхода мощности на охла:щ
дение, является применение цилиндра с чуrун
ной втулкой и ребрами из алюминиеваrо сплава
или цилиндра из алюминиевоrо сплава с xpo
мированной рабочей поверхностью. При тех же
размерах и условиях работы температура алю
миниевоro цилиндра на 20 250 ниже, чем чу
rYHHoro, а распределение температур в ней бо
лее равномерное (фиr. 28). В алюминиеВОl\1
цилиндре с запрессованной или залитой в Hero
стальной или чуrунной rильзой вследствие Ha
личия зазора на части поверхности соприкосно
вения rильзы и цилиндра температуры ero CTe
нок на 10 15° выше, чем в алюминиевом ци-
линдре без rильзы.
На фиr. 29 приведены температуры цилиндра
карбюраторноrо авиационноrо двиrателя [14]
с ребрами из различных материалов. При этом
мощность, снимаемая с одноrо цилиндра, и пе
реПВД давления воздуха при прохождении ореб-
рения во всех случаях одинаковы. Из rрафика
видна значите.lJbная разница в температурах,
особенно на стороне выпуска отработавших
rазов.
Поршень
Поршень ЯВJ1Яется одной изсамыхответствен
ных деталей ДI3иrателя, испытывающей высокую
механическую и тепловую наrрузку. При воз
душном охлаждении двиrателя тепловой режим
поршня обычно несколько более напряженный,
чем при водяном охлаждении. Это является
слеДствием более высокой температуры стенок
ЦИJlИндра, а также повышенных зазоров между
поршнем и цилиндром. На фиr. 30 изображены
кривые изменения температур поршня дизеля
при воздушном и водяном охлаждении для
разных способов смесеобразования. Как видно,
на всем диапазоне наrрузок температура
поршня при воздушном охлаждении выше, чем
при водяном. На температуру поршня влияют
мноrие факторы. как, например, конструкция
поршня (в частности, соотношение размеров
ero сечений и плавность перехода одноrо сече-
ния в друrое), материал, степень охлаждения
масл010f и др.
79
t пOo/Mи
2000
1900
1800
1700
1600
1500
1400
IЗОО
1200
1100
1000
1800
Фиr. 27. ИЗ)lенсние температуры стенки ПО окружности ци.'JИllДра (в зоие
камеры сr'ораиия) дизеля ДI3 J3 (D==90 .11,11, S '" ) 15 .11.11. 13 Л. с. Прll
1500 об/мин) при раЗJ1ИЧНО)lllисле оборотов 11 постоянноii (ПО,'1ноii) наrрузке.
'"
'"
150:::.
'"
""",
t:
"'
'"
"'''''
:i}
2,
".,<:>
t:J'"
",""
со
....,
Фиr, 2В. Распределение те)шературы в стенках алю)!Иниевоrо 11 Llуrушюrо::
ци.'1индров ДDиrаТeJlЯ ФОЛЬКСDаrен (штриховыe J1ИНИИ аJ1ЮМИНlIсвыii
ЦИJ1ИНДР, сплошные J1ИНИИ чуrуиный ЦIIJ1ИНДР).
80
-Дианетр пОРШIIR
Сторона распОl/ожеl1UЯ xaf'1epbI аорtlНuя
и пoiJovu 0% l/ожiJоющt'zо 80зilfj.ш
О)
'
Фиr. 29. Измеиение темпера
туры стенки по окружности
цилиндра с ребрами иi раз-
ных материалов:
I CTaJ1bHOR цилнндр без rн. ьзы
с ребрами высотоlI 16,Ъ "".... ша
rOM 3 ""АС, ТОЛЩllноlI 0,65 АСАС:
2 аЛЮМИllИевые Ребра, зака
танные в ста.1ыlюю втулку; BЫ
сота ребер 25,4 ..,.... шаr 2.51..,..1.
толщина 0,65 ......; " "'eДH"'e реб
ра, прuпаниные k стальноlI втул
не; высота ребер 25.1 "'АС, шаr
2..54 АСАС. толщнна 0.65 ""АС.
lOC
lOC
80
БО
c:::.
.,,
...
t:I
r:.
t:I
"с:;
r:.
""
..
I:J
:}
.""
::r I:J
'ii?...
..
3f""
I:J
с:;'"
.з
."
<:.
:::r1:J
1:J'ii?
:a::
<:.
с:;.......
.з
5
2
iJ
б Ре Kl/C/fl
5)
ФИ!'. 30. Измеиеиие температуры поршня:
а распределен не темпсратуры по днамстру поршнн ПРИ.Р е '"
... б.З fo:Z/cAC z ; 6 нз:ченеllне макс"маЛЫIOА температуры поршнн
D lI"зе."ях; I Пllхрсвая камера" ноздушtlое охлаЖДеНllе; 2 He
посредствеННЬJi! впРыск и ВОЗДУШllое ОХJlаЖДеllllе; а внхрепая
кз",ера н ВОllЯ'Iое ОХ.1аждение; . карбlOратор"ыli двнrатель
С водяным охдажденнем,
6
д. Р. Поспелов
40Э
l
На фиr. 31 приведены температуры поршня дизели и карбюратор
Horo двиrателя с ВОДЯНЫМ охлаждением, Ввиду Toro что тепловоЙ
режим поршня мало зависит от типа охлаждения двиrателя. эти дан-
ные, как сравнительные, справедливы и для двиrателей с воздушным
охлаждением. Как видно, поршень дизеля имеет более высокие TeM
пературы почти во всех зонах, за исключением нижней части юбки,
rде температуры для дизелей и карбюраторных двиrателей практи
ческих одинаковы. В соответствии с данными r. Р. Рикардо макси-
...
ДUJелu КорlЮ(Jflторные
d6исотели
.С
"00
f
,
ЗОО
z з
.
7:400 ЗОО 200
fOO
100 r:
Фиr. 31. Сравнительные температуры ДНl\ща поршня карбюраторносо дnисателя
и дизеля (сплошные линии алю;\шниевый поршень. штриховые ЛИНI\I\ ЧУСУН
ный поршень):
J вихреК8мерные диэели; 2 предкамериые диэели; 3 80здушио к"..ериые диэеЛlI; 4
дизели с непосредственным впрыском.
мальные температуры в трех наиболее критических зонах поршня
из алюминиевоrо сплава в дизеле не MorYT превышать (в ОС):
дннще ПОрШНЯ . . . . .
канавка BepXHero КОЛЫlа
б06ышки. .....
. 400
. 220
, 270
Повышение температуры днища сверх 4000 может привести к ero
растрескиванию. Повышение температуры канавки сверх 2200 в тече-
ние любоrо времени вызывает прилипание колец, отложение уrле-
рода на дне канавки и быстрый износ канавки. При температуре ка-
навки выше 2400 указанные явления возникают после нескольких
часов работы двиrателя.
Увеличение температуры бобышки сверх 2700 приводит к рез-
кому уменьшению ее механической прочности и к овализации
отверстия под палец.
В среднефорсированных двиrателях уровень температур несколько
ниже указанноrо. Максимальной температурой в днище поршня
82
карбюраторноro двиrателя обладает обычно З0на, несколько смещен-
ная от центра, а в дизеле (в зависимости от конструкции) зона,
расположенная под форсункой, под выпускным клапаном, под rорло
виной дополнительной камеры сrорания или в центре днища. Темпе
ратура поверхностей в пальце и поршня в месте соприкосновения
у карбюраторных двиrателей и дизелей обычно находится в преде
лах 125 150°. Увеличение температуры поршня от трения пальца
в бобышке составляет 20 30". Разность между максимальной темпе
ратурой днища И края поршня в зависимости от ero диаметра и тол
щины днища равна 50 700 для карбlOраторноrо двиrателя и 70 120°
для дизеля. Перепад температур между стенкой поршня и стенкой
цилиндра колеблется в пределах 30 50", в зависимости от величины
зазора. Температура поршневоrо кольца на 15 20" выше температуры
стенки цилиндра В месте их касания, так что при температуре стенки
1600 температура поверхности кольца, соприкасающейся С цилинд-
ром, будет равна 175 180". Все приведенные выше данные относятся
к двнrателям с водяным охлаждением. В двиrателях с DОЗДУШНЫМ
охлаждением температура поршня несколько выше: в центре днища
на 5 100, в зоне колец и в юбке на 20 300.
При данной тепловой Нal'рузке поршня псеrда Иlllеется возмож-
НОС1'ь частично перераспределить температуры по ero объему. Так,
путем утолщения днища температура ero может быть снижена, но при
этом повысится те:\шература юбки. К этому методу прибеrают
довольно часто. В наиболее тяжелых условиях снижения температур
поршия можно достичь только с помощью охлаждения маслом Внеш'
ней поверхности ero днища.
Надо заметить, что небольшое различие в тепловом состоянии
цилиндра и поршня в двиrателях с водяным и воздушным охлажде-
H!JCM дает осно./3ания применять для тех и друrих почти одинаковые
зазоры между поршнем и цилиндром. На это указывает анализ кон-
струкций существующих двиrателей с воздушным охлаждением,
у которых зазоры лишь немнOI'ИМ выше, чем у двиrателей с водя-
ным охлаждением.
8. ВЛИЯНИЕ ТЕпловоrо СОСТОЯНИЯ двиrАТЕЛЯ
НА ПОКА3АТЕЛИ НО РАБОТЫ
Тепловое состояние двиrателя существенно влияет как на инди-
каторные показатели eI'o рабочеrо цикла, так и на изменение меха-
нических потерь Трения. Изменение цикловой подачи (часовоrо рас-
хода) топлива при работе двиrателя на различных нзrрузках, но
с постоянным числом оборотов приводит к изменению тепловоrо
состояния двиrателя и, I<aK следствие этоrо, к изменению степени
наполнения ero цилиндров (фиr. 32). НаиБОЛI,шее значение при этом
имеет теr.шература rоловки цилиндра, так как в последней раС!IОЛО
жен впускной канал.
Аналоrичное явление происходит и при работе двиrателя по CKO
ростной характеристике. Однако в этом случае вследствие влияния
фаз rазораспределения изменение наполнения происходит более
резко (фиr. 33). У карбюраторных двиrателей из-за более значитель
Horo изменеНЮI температур стенок впускноrо канала влияние изме
нения реЖИ lа работы на наполнение цилиндров больше. чем у дизе-
лей, несмотря на более BЫ
сокую теПлоемкость смеси
по сравнению с тешюем-
костью воздуха.
I Ухудшение наполнения
цилиндра при повыщении
I температуры ero u rоловки
является причинои сниже-
ния литровой мощности
- двиrателя с воздушным
охлаждением. Однако по-,
вышеннЫЙ HarpeB воздуха. 1
поступающеrо в цилиндр
дизеля. приводит к увели-
чению температуры в конце
такта сжатия и, как след-:
ствие этоrо, к сокращению;
самовоспламенения. Это не может дать положи-
есJIИ не сопровождается изменением уrла опере-
'lv
аУ
0,8
0,1
2
J
(,
5
6 Pt! KIfC1f2
ФI\r. 32. Изменеине коэффицнента наполнения
fJv в зависимости от наrрузки на дизелях
с воздушным охлаждением:
J Д I3А; 2 д зо; а Д 30Э2.
периода задержки
тельноrо eKTa,
'l
0,8
0,6
1000
'800 2БОО 3400 п об/lfUН
Карбюраторные iJOUi!amenи
,
1000
,
1200
,
''100
I .
IБОО п об/пuп
ДlJзеЛlJ
Фиr. 33. Изменение коэффициента наполнення fJv в зависимости
от числа оборотов Б ДБисателях с воздушны)\ охлаждением:
J ДВ-I3А: 2 д зо: 3 ПОРlllе ЛР 22; 4 НЛМI1 О21-2; 5 Фольк.
cnareH.
жения подачи ТОПЛива. В конструкциях некоторых мноrотопливных
дизелей предусматриваются специальные меры (например. подоrрев
воздуха на впуске отработавшими rазами) для поддержания темпера
туры зарядноrо воздуха не ниже определенной величины (20 25C1).
В карбюраторном двиrзтеле при чрезмерном HarpeBe ВОЗДуха,
поступзющеrо в цилиндры, может возникнуть детонация; поэтому
при воздушном охлаждении снижают расчетную степень сжатия
84
(на 5 10%) или предъявляют повышенные требования к антидето
нацианной характеристике топлива.
Изменение тепловоrо состояния цилиндров приподит к изменению
ВЯЗКОСТИ масла и, следовательно, к изменению потерь на треllие,
которые совместно с изменением коэффициента наполнения влияют
на эффективные показатели двиrателя.
9. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУР
ЦИЛИНДРОВ И ИХ rОЛОВОJ(
Экспериментальное определение температур в различных точках
цилиндра и ero rоловки является необходимой стадией в процессе
создания наДежно работающей конструкции двиrателя с воздуш
ным охлаждением и должно производиться при вполне определен-
ных исходных условиях и в первую очередь при таких значениях
температуры и давления окружающей среды, которые приняты
за расчетные. Предварительные измерения можно Делать и при дру-
rих условиях с последующим приведеllием по..1ученных данных к рас-
четным условиям. Для получения данных, кроме расчетных, сравни
мых с данными друrих двиrателей, необходимо произвести измере-
ние также и при нормальных или б.тIИЗКИХ к ни r внешних ус.10ВИЯХ.
Двиrатель в процессе измерения температур ero ЦИ.тIиндров и ro.тIo
вок должен находиться в сравнительно неподвижной воздушной
среде, так как при на.'IИЧИИ около двиrателя интенсивноrо, но трудно
ИЗl\lеримоrо воздушноrо потока теплоотдача в окружающую среду
заметно изменяется. Поэтому объем помещения, в котором работает
двиrате.1Ь, доджен быть по воз южности большой. В этом случае
работа двиrателя будет соответствовать ero работе в самых тяже."'Iых
эксплуатационных условиях при такой же теl\шературе окружаю-
щей среды. Измерение температур ПРОИ3БОДИТСЯ только при ycтaHO
вившемся тепловом режиме двиrателя. характеризуемом неизмен-
ными показаниями всех приборов по крайней мере В течение 10
15 мин. Кроме Toro, наличие устаllовившеrося тепловоrо режима
должно подтверждаться периодическим получением одинаковых пока
заниЙ температуры каКОЙ .тIибо одной иди нескольких точек. Послед-
нее .1евыполнимо при проведении специальных опытов. по определе-
нию быстроты проrрева двиrателя, так как цель исследований исклlO
чает воз},южность соблюдения постоянства тепловсrо состояния дви-
rаТeJlЯ.
Температуры измеряются обычно при работе двиrателя по Harpy
ЗОЧI-JОЙ (при ПОСТОЯННШf числе оборотов и переменном часовом pac
Ходе топлива) или по СКОрОСТНОЙ характеристике. При ЭТОМ, кроме
определяемых величин, обязательно реrистрируются все основные
показатели, характеризующие работу двиrателя, а также темпера
тура и давление в помещении. Для проверки зффеКТИБНОСТИ исполь-
зования ох..1аждающеrо воздуха измеряются ero температуры на БЫ-
ходе из межреберных каналов rOJlOROK и цилиндров. При этом чем
больше число точек измерения, тем точнее может быть определена
средняя температура выходящеrо воздуха. Примерный перечень
85
Форма протокола испытаниА
НаИ lеНопание Jlаборатории
Jlпиrатель (марка, N )
Топт180
"'\асло .
Тип lIacoca (карбюратора)
Тип форсунки (свечи эажиrания)
Испытания проводили
ТОр lOзной стенд
ЛнаJIИЗ N
Ана.1ИЗ No
-
.
19 r.
Протокол
..
..
;:r:
3..
'" а.
'" ...а..
.. '"
.. .....
:;; '" хМ
t: ;) "о
О ., ",=>
"о.
;;!; ., »
g . 1
..'
r: Масло
I
Температур;)
отраБОТ8RUJIIХ
rазов
N
Рёlсчетныс uеJl.IIIИНh l
I .. I I
" !
.
",и.. ;
a ,;.
c6 r:t ...
...,,0 ..; ., ..;
О;(х" Z
0;(":1\ '.
..' , '"
'" ..
;III "' .,
.. (... ..
"'о'" .. .. ..
1::..<1 <:. <: <.::> ц
ИэмерtoJе\fые R('..lJ1L1HHbI
=I= I I== I =I= = H I
,.;
.. ::; 1=0. %а. ';'0.
u "'о.
.. ..' .. "'О;( "'''t =... ::10;(
t:: >( ""х ...'" ""= -=
I":' .'" С;ё;
f-, ",-", с-о<; .;."
Температура ВО3Д}Х8
Температура OK
ружающеll сре;;ы Перед веНТIIЛЯТОрОМ ПОД кожуха,",
'. при барометри-
ческом ,аавлеIlИI.
.... Jo/Jo/ рт. СТ.
а ос
Нз ",.ходе uз межре6ерн,.х
K lIaJ10B
, I , '. '. I , , '. I '. I
I .. .
J I
I I I I I
i I 1 I
I
Температура стенок
rOJ10DKa I\и.nии,ара
UUпllllAP
""..n I I "'"
1, 1',1... ',1'.1... ',1'.1"'1" ! '. 1...
I
I I
Ce'lelll.e 1
Се'lсние 2
Се'lеЮlе ...
СечеllН!! ...
'. 1 '.
'. I '. I ...
ВБ
реrистрируемых показателеи приведен в форме протокола испыта-
ний, а изображение результатов измерения на фиr. 34.
Измерение темпера t"тall
туры rОЛО130К и цилиндров ос
обычно производится с по 200
мощью MeДHO KOHCTaHTO
вых термопар, устанавли
Езе:\о\ыХ в отверстиях про
CBepJleHHbIX в этих деталях
на соответствующей rлу
бине (фиr. 35) й залитых
сплавом Вуда или закреп
ленных при помощи BCTa
АОК. ДЛЯ непродолжитель
ных экспериментов воз-
можно применение зубноrо
цемента. При установке
термопар на некотором
расстоянии от желаемоrо
места измерения по толщи-
не стенки цилиндра к по
казателям прибора приба13
,rtяют или вычитают изме
нение температуры из
расчета 2 2,50 на каждый
миллиметр этоrо расстоя
пия. Однако ОТСТУШlение
от желаемоrо места измере
ний может быть допущено
ЛИШЬ в виде исключения.
Для получения представления
150
М 5 О С
70
0.7
9е
lj.JЛСЧ
220
",,""
t.,
""
Нел.е
'10
50
36
30
'lv
ав
32
28
180
800
16
п об/нин
1200
1600
. . . I
7 .1 t, 5 6 7 Pelfz/m'
Фиr. 3-1, ИЗ lенение основных показателей ра-
боты двиrателя. максимальной температуры ци.
линдра t ц и попышение температуры охлаждаю-
щеrо Dоздуха i\ t a при работе двиrателя по
внешней (сплошные линии) и по наrрузочноА
(штриховые линии) характеристикам.
f f.j
Н5
Фиr. 35. Установка термопары:
I .rep tonapa; :1 Mef\H<lJJ BCTal) ,
о тепловом состоянии rоловки
цилиндра температуры дол
жны быть измерены минимум
в JO J2 точках, а именно: в
. перемычке между rнездами
клапанов, в 3 4 точках ос-
нования rоловки, около фор-
сунки (свечи зажиrания), в
стенках впускноrо И выпуск-
Horo патрубков, в бобышках
направляющих втулок клапа-
нов. Температуры цилиндра
должны быть измерены не
меньше чем в восьми точках
(по четыре точки в верхнем
и нижнем поясах). Примерная
схема расстановки термопар в
ЦИЛИНДре и ero rолов е по-
казана на фиr, 36,
81
. "
:88
!J ili ,.9
r ,8
Br ,7
7r ,6
F '.'i
5 5 102
5 6
IП
6 6
7 7
.н.
А
r
r
,
t
f
Фиr. 36. Схема размещения теРl\fопар в rOJ!OBKe и ЦИJJШlдре
ДБиrатеJJЯ с воздушным охлаждением.
Рсзультаты измерений изображаются в прямоуrольных или в по-
лярных l<оординаТ8Х (фиr. 37). Полученные точки должны быть соеди-
нены кривыми линиями, более или менее соответствующими действи-
тельному характеру изменения температур промежуточных точек.
Если можно, то целесообразно провести изотермические кривые.
На rрафике откладываются абсолютные значения температур или,
что лучше, разности Между абсолютными значениями измеряемых
температур и температурой воздуха в ПО:\lещении.
Необходимо отметить, что абсолютные значения измеренных TCM
ператур зависят от на.7lИЧИЯ на двиrателе принудительноrо охлажде.
80
О 600
Фиr. 37. Измененне тепловоrо состоянии ОСIЮВНЫХ деталей двисаТeJlЯ:
/J иимененне температуры С'reИКlI ЦlыиидРа по ero окружиости: б полнриая
диаrра>lма темпеРатуРы 1'01lUОI(И ЦИ.ЧИ1!дра (N е з;; л. с.. " 1600 об/мин.
Ре 5.8 Ka/ol').
ния масла. При отсутствии принудите.ТIьноrо охлаждения темпера.
тура масла будет обусловливаться КО.ТlИчеством поrлощаемои им
тепловой энерrии, а температуры rОЛОВQI{ и цилиндроВ количест-
вом тепловой энерrии. поступающей к ЭТИ'\1 деталям. При наличии
принудительноrо охлаждения масла Количество подведенной К нему
тепловой энерrии возрастает, а количество тепловой энерrии, отводи-
Мой rоловками и цилиндрами, уменьшается. Это должно быть учтено
при экспериментальном определении температур. Однако разница
Б температурах rоловок и цилиндров при отсутствии принудителЬ-
Horo охлаждения масла и при наличии ero (например. в виде охлаж-
Дения поддона двиrателя холодной водой) сравнительно невелика
и при обычных измерениях без снятия теП,ТЮRоrо баланса может
не учитываться.
{ЛАВА 1/1
АЭРОДИНАМИКА воздУшноrо ТРАКТА
s; 10. ВОЗДУШНЫЙ ТРАКТ
Воздушным трактом называется система воздушных каналов,
определяющих траекторию движения охлаждающеrо воздуха от места
ero 13хода в вентилятор До места ero выхода в окружающую среду
РО V o 2
Т-----
Фl1r. Зt). C'-t'\I:J IJОЗДУШJlоrо тракта рЯДliоrо ДDllrатI.'ЛЯ.
(участок abcde на фиr. 38), а при заllП<НУТОЙ системе охлаждения
До места nOBтnpHoro входа 13 вентилятор (участок abcdea).
При охлаждении встречным потоком воздуха траеКТОРЮI
ero движения наиuолее проста (фиr. 39). При охлаждении с по
мощью вснтилятора траеl<ТОрИЯ движения охлаждающеrо воздуха
имеет более или мснее сложный вид.
В соответствии с изображенной на фиr. 38 принципиальной cxe
мой весь воздушный тракт МоЖНо разделить на следующие учасТl<И:
1 участок входа воздуха;
11 участок прохождення воздуха через вентилятор; в свою
очередь, этот участок подразделяется на три отрезка: 1
отреЗОI{ напраВ.'Iяющеrо аппарата; 2 отрсзок рабочеrо
ко.'1еса; 3 отрезок спрямляющеrо аппарата;
111 участок распределения воздуха по цилиндрам; этот участок
подразде.'1яется H(j число отреЗI\ОВ, paflJloe числу ЦИЛИf:lДРОЦ
fl одном ряду;
O
J V участок прохождения воздуха по межреберным каналам;
у этоrо участка необходимо раЗ.'Iичать три отрезка: 1 OTpe
зок входа воздуха в межреберные каналы; 2 отрезок
прохождения воздуха по межреберным каналам; 3 OTpe
зок выхода воздуха из межреберных каналов;
V участок отводноrо трубопровода.
Приведенная схема разделения воздушноrо тракта на участки
IIрименима I{O всем случаям, независимо от типа применяемоrо
вентилятора и I<ОНСТРУКТИВНОЙ схемы двиrателя. Разница будет
заключаться лишь в длине и форме отдельных
участков: Тш{, при наличии одноrо цилиндра
и совпадении оси Последнеrо с осью oceBoro
вентилятора участок J J J будет коротким и пря
мым; при установке центробежноrо вентиля
тора на переднем конце коленчатоrо вала уча
CTOI{ J J J будет более длинным и криволиней
ИЫi\\, чем при наличии oceBoro вентилятора,
и т. д. Что касается напраВ.'1ения воздушноrо
потока, то оно может совпадать с указанным
стрелками, а может быть обратным указанному.
В последнем случае оребренные элементы будут
находиться на линии всасывания, Этот ПРИНl ип
в современных двиrателях применяется как
исключение (дизели Астер и карбюраторный
двиrатель Татра 603F).Преимущества охлажде
ния просасыванием воздуха сквозь межребер
ные каналы состоят в следующем:
1) высокая равномерность распределения
охлаждающеrо воздуха по отдельным цилинk
рам блаrодаря наличию одинаковоrо давления
И одинаковой скорости воздуха у входа
в межреберные каналы отдельных цилиндров;
2) минимальные потери энерrии воздуха на удар о поверхности
и на завихрение на входе;
3) болсс ИНТСНСИDlIOС протекание воздуха по узким и кривым
межреберным каналам rоловок цилиндров;
4) возможность более простоrо использования энерrии выходя
щеrо HarpCToro воздуха, собранноrо в одном канале.
При установке Дllиrателя в задней части леrковоrо автомобиля
(как, например, на автомобиле Татра 603) и наличии oceBoro BeH
тилятора, обращенноrо 13 сторону, противоположную направлению
движения, применение охлаждения просаСhlванием неизбежно, так
как в противно;\\ случае воздух поступал бы в вентилятор из разре
жеllНОЙ зоны (фиr. 40).
В качестве иллюстрации на фиr. 41 показана схема воздушноrо
Tpal<Ta авиадвиrателя с охлаждением просасыванием. Картина потока
полученная [. Бсрндорфером [15] в дымовом канале, свидетельствует
о том, что, несмотря на ПрЯi\lоуrольную форму направляющеrо ко-
жуха И f!a отсутствие ю<одных Р<lссеI<;ателец, охлаждающий воздух
91
"""
uo
\
......
Фиr. 39. Обтекание
оребрениоrо Цl\линдра
свободным воздушным
потоком.
подходит к отдельным цилиндрам по кратчайшему пути и распреде-
Ляется более или менее равномерно между отдельными цилиндрами.
К недостаткам охлажде
ния просасыванием относится
следующее:
1) повышенная затрата
мощности на подачу охлаж
дающеrо воздуха, ввиду про
порциональности этой мощ
ности температуре поступаю
щеrо в вентилятор воздуха,
Harpeтoro при прохождении
межреберных каналов;
2) ухудшенная теплоот-
дача поверхностей HarpeBa
вследствие "Iею,шей плотно
сти разреженноrо воздуха и
i\lеньшеЙ степени ero завихре-
ния в межреберных каналах;
3) повышенная разность температур по окружности цилиндра
из за большей разницы абсолютных значений скорости воздуха
R межреберных каналах;
4) необходимость устаНОВI<И обтеl<ате
лей на входеохлаждающеrо воздуха в меж
реберные 1<8 Н а.%1 для обеспечения ДOCTa
точной скорости обдува ПередНИХ частей
цилиндров и связанный с ЭТИ;\f повышен
ный расход МОЩНОСТИ на преодоление со-
противления;
5) опасность подсасывания смазываю-
щеrо )\эСJlа и пы.1и через неп.'IOТНО-
сти соединений вследствие наличия
разрежения в каналах воздушноrо
тракта.
Способ охлаждения просасыванием мо-
жет быть применен в отдельных случаях,
например при установке двиrателя в теСНО;\1
помещении, коrда вентилятор может быть
использован одновременно и для откачки
Harpeтoro воздуха из помещения, что важно
не только для обслуживающеrо персонала,
но и для работы caMoro двиrателя.
r. Берндорфером [15] проведены опыты по исследованию эффек
тивности охлаждения наrнстанием и охлаждения просзсыванием
охлаждающеrо воздуха. Опыты проводились Iiад цилиндром с точе
ными ребрами, имевшим ДИЗ;\fетр цилиндра 105 JИJИ и диаметр контура
оребрения ОIЮЛО 145 мм. Высота и шаr ребер составляли соответ-
ственно 14 и 3,5 JJ/JW. Расход охлаждающеrо воздуха ИЗменЯЛСя от 200
до 800 KZ/llaC.
92
Фиr. 40. Схема установки двиrателя на авто-
мобиле Татра 603.
Вхоа 8Qз8 ха '
, ,
\
...
,
1!(J'Ji
3iз4у!Q
Фиr. 41. Воздушный поток
под I<ОЖ)'ХФI рядноrо ДВllrа.
Т('ЛЯ при охлаждеНIIИ про
саСЫl!анием.
По сравнению с охлаждением наrнетанием воздуха при охлажде-
нии просасыванием увеличились значения следующих параметров:
1) потребноrо перепада давлений Др (при ОДИНaIЮВОМ расходе
воздуха) на 12 23%;
2) затраты мощности на охлаждение No".r на 15 2%;
3) расхода охлаждающеrо Воздуха О, на 1 2%;
4) разности между максимальной и минимальной температурами
цилиндра на 6 4%;
5) разности между средней температурой цилиндра и температу
рой воздуха на входе в оребрение на 1 3"1!.
При. этом коэффициент теплоотдачи, отнесенный к основной
поверхности ЦИ.lиндра, У fеньшился на 0,5 3.5%.
В табл. 11 приведены полученные значения показателей степени
при величине расхода воздуха для зависимостей ряда параметров
от расхода воздуха:
А .. О т N .. О т'.
LJ.p .. 1; ОХА .. "
Таблица 11
Показатели степени при ве ичине расхода воздуха для различных па аметров
Способ охлажпеllllЯ ЦИ!IННАРОВ I ", I т' I т" I т
: I I
I Наrнетание)1 . . . 1,7 2.71 1.92 0.63
П,)осасывание\I . . 1,7 2,5 I 1,97 0,58
I
среДНЯЯ скорость воздуха в межреберных каналах
. ,от"
V'm .. 1 ;
Jюэффициент теплоотдачи, приведенный к внешней поверхности
втулки цилиндра:
а пр : : Ofn.".
Для зависимости N ц f (Re) в том и друrом случае получен
одинаковый показатель степени при числе Re, равный 0,687.
При решении вопроса о способе подачи охлаждающеrо воздуха
(наrнетанисм или просасыванием) необходимо учитывать особенности
установки вентилятора в том или друrом случае. При осевом венти-
ляторе для изменения направления воздушноrо потока надо заме-
нить вентилятор друrим, с противоположным направлением враще-
ния; при центробежном вентиляторе необходимо перенести ero
на друrую сторону двиrателя или применить реверсивный Mexa
низм.
Независимо от направления движения охлаждающеrо воздуха
желательно соблюдение следующих условий.
1. Поступление охлаждающеrо воздуха в первую очередь к наибо
лее HarpeTblM или чувствительным к HarpeBy местам rоловки: свечи
93
!Jажиrания (в карбюраторных двиrателях), форсунки и ДОI10лниtеЛЬ
ные камеры сrорания (в дизелях), перемычки между rнездами кла-
панов и т. п.
2. Применение эффективной системы дефлектирования, обеспе
чивающей равномерное распределение температур и снижение pac
хода охлаждающеrо воздуха.
11. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ДАВЛЕНИЙ ПО ДЛИНЕ воздушноrо
ТРАКТА
Изучение характера изменения давления воздуха по длине воз
душноrо тракта способствует более правильному проектированию
системы охлаждения двиrателя в це.Т'/ом и ее отдельных элементов.
о
.L
('-
ро"/ат"
.1, J I . I ,1 ,
III /V
"
Фнr. 42. Иэменение полноrо и статнчеСКОl'О дав. ения по длине 80здушноrо тракта
(см. фИI". 38):
"\ полное давлеНllе при Нllщ.ЧIIН иабеrаlOщеrо потоКа воздуха; С стаТllческое давление
I.ри I/аЛИЧИИ lIабеrающеrо потока воздуха; В полное давлеиие Прll ОТСУТСТВIIII Ilабсrающ<>rо
потока воздуха; [) статическое давлеИllе ПРII ОТСУТСТВIIИ Набеrающеrо пото!{а Воздуха,
На фиr. 42 изображено изменеНие полноrо давления воздуха
в условиях установившеrося потока, а также отдельных составляю-
щих этоrо давления по всей длиНе воздушноrо тракта. В качестве
примера взята наиболее распространенная схема с осевым вентиля
тором (см. фиr. 38), причем из методических соображений в нее вклю
чены направляющий и спрямляющий аппараты, хотя в сущеСТDУЮ
щих конструкциях двиrателей обычно применяется один из них.
При наличии встречноrо набеrающеrо воздушноrо потока, дви
жущеrося со скоростью v o , перед входом воздуха в вентилятор соз
Qt,2
. дается динамическое давление т (rде Q плотность воздуха).
Статическое даВJlение до начала учасТ!<а 1 равно атмосферному дaB
лению. Если известны место установки двиrателя и максимальная
94
скорость движения автомоБИJIЯ, то леrко учесть влияние встречноrо
потока. Наиболее тяжелые уСJIOВИЯ наблюдаются в том случае,
коrда направление движения воздуха на входе в вентилятор совпадает
с направлением движения автомобиля (фиr. 43). Применение данной
схемы приведет к значительному повышению расхода мощности
на охлаждение.
В существующих конструкциях автомобилей двиrатель разме
щается так, что встречный поток не ухудшает работу вентилятора
(фиr. 43, б). Однако наличие попутноrо ветра может значительно
снизить эффективность вентилятора. При наличии схемы. ИСК.1ючаIO
о)
5)
ФИI'. 43. Схемы 8Оздушиоrо тракта при :tаднем расположеНtlи
двнrателя:
а IIСЛРВОНJ1hнаJJ; б IIРSDн""ьная.
щей использование встречноrо потока (наПРИ:\lер, при заборе воздуха
Qv 2
сверху или сбоку), величина т будет равна нулю. Этот случай
является наиболее подходящим для расчета системы охлаждения
двиrателя универсальноrо назначения.
На участке J (фиr. 42) от входа в вентилятор до направляющеrо
аппарата скорость воздуха возрастает от V o дО V 1 ,иlcек за счет падения
ero статическоrо давления. При этом ПО.'lное давление также
несколько снижается вследствие наличия так называемых потерь
входа. Эти потери, составляющие обычно З 5 % от общих потерь,
зависят от отношения радиуса r кривизны входной кромки коллек-
тора к диаметру D ПОСJlеднеrо, а также от качества внутренней по-
верхности КО.'Iлектора. На фиr. 44 дана зависи:\юсть коэффициента
r
сопротивления входа t от отношения п. Таким образом зависимость
между падением статическоrо давления и возрастанием скорости
на участке J (фиr. 42) может быть выражена следующим образом:
2 2 )
VI VO
дРI == tQ ( 2 .-;
(53)
95
при заборе воздуха из спокойной среды (V o == О)
V 2
/1Р! == e т'
(54)
Для большинства случаев можно принять == 0,02, что COOTBeT
r
ствует отношению D == 0,3. В выполненных конструкциях венти
лятороВ для двиrателей с воздушным охлаждением величину скорости
на входе стараются уменьшить настолько, наСКО.IIЫЮ это допускается
rабаритами вентилятора и двиrателя в целом. Скорость Vl связана
со средней осевой скоростью С т вентилятора соотнош нием
2 ( 2 9'
лd 2 п d;l ' dj)
V 1 ==: С т 4
0.6
\
\
ь..
'\
"-
0.4
0.2
о .
0/
0.2
0.3
0.4
r/n
Фиr. 44. Коэффициент сопротивления вхща в воздухо-
сборник в зависимости от относите.'lblюrо радиуса
закруrлсння ВХОДНОЙ кро ки,
откуда
(d d )
V 1 == Cпr 2 ==: С rn (1 v 2 ),
d 2
(55)
rДе d 1 диаметр ВТУ.'lки рабочеro Колеса;
d 2 внешний диаметр рабочеrо колеса;
d
'\1 == d; .
На участке 11 (фиr. 42) воздушноrо ПОТОI<а размещаются: Ha
правляющий аппарат (отреЗОI< J), рабочее колесо (отрезок 2)
и спрямляющий аппарат (отрезок 3). На отрезке J происходит npek
вари е.l:lьное закручивание воздушноrо ПОТOI<а, на что дополнительно
тратится часть статическоrо давления.
На длине отрезка 2 происходит резкое повышение давления воз
духа вследствие передачи ему энерrии от вращающеrося рабочеrо
колеса. При этом повышаются как статическое, так и полное давление
воздуха.
96
На отреЗI<е ;} происходит возрастание статическоrо дав,пения воз-
духа вследствие выпрямления ero потока. Преобразоваllие энерrии
в спрямляющем аппарате, так Же как н в направляющем, сопро-
вождается некоторой ее потерей (порядка 4 5%).
Ввиду Toro что направляющий и спрямляющий аппараты яв
ляются составными чаСТЯi\1И вентилятора, целесообразно опредеЛЯТh
изменение давления в вентиляторе для Bcero учаСТI<а 11 в це,IIOМ,
т. е. с учетом изменения давления в направляющем и спрямляющем
аппаратах и в рабочем колесе,
Повышение давления D вентиляторе состоит из повышения стати-
ческоrо даВ.7Jе ия и динамическоrо давления, т. е.
6.Р в == ДР ст + Р д .
При ЭТО I динамическое даВJ1ение обычно подсчитывают по Ве.llИ
чине скорости С т В рабочем колесе.
Значение 6.Р ст определяется rllдравличеСIЮЙ хараlперистикой
F10здушноrо тракта (сети) при заданноЙ производите.'lЬНОСТИ венти
"lятора.
На участке 111 (фиr. 42) расположен J<ОЖУХ, направляющиЙ
воздушный nOTOI< от вентилятора к rоловкам и цилиндрам. Вследст
вие завихрений потока и ударов ero о стенки под кожухом происхо
дит постепенное уменьшение полноrо давления воздуха за счет
уменьшения ero динамическоrо давления. Статическое давление
по длине кожуха несколько возрастает вследствие преобразования
части динамическоrо давления в статическое. При большой д.7Jине
I<ожуха, например, у шестицилиндровых двиrателеи, а также
при ма"10М повышении давления воздуха за вентилятором CTa
тическое давление ero по длине кожуха остается неизменным или
У;\lеНhшается. От характера изменения давления в первую очередь
и зависит равномерность распреде.'1ения охлаждэющеrо воздуха
по цилиндрам, достиrаемая в каждом отдельном СJ1учае подбором
выходных сечений дефлекторов. При yCTaHOBJ<e одноrо вентилятора
на Двиrате"lе с рядным расположением цилиндров наибольшее сече
иие выходноrо канала между дефж'кторами обычно соответствует
первому цилиндру.
Если бы кожух Mor быть выполнен в виде диффузора (расширяю-
щеrося трубопровода), то это дало бы возможность использовать
определенное I<ОЛИЧество кинетической энерrии для повышения ста-
тическоrо давления. Однако осуществить это на двиrателях почти
невозможно.
В имеющихся конструКЦИЯХ I<ОЖУХОВ степень превращения дина-
1\Iическоrо давления в статическое ниже I3следствие СИ.'lьноrо завих
рения потока и входа воздуха в межреберные каналы под yr лом
к направлению OCHoBHOro потока. Если воздух выходит из вентиля
тора в осевом направ.7Jении (при 'наличии направляющеrо или спрям-
ляющеrо аппаратов), то потери под кожухом на поnoрот потока при
ero входе в межреберные каналы цилиндров будут составлять
большую часть потерь в направляющем кожухе. Потеря давления
6.Р IIl в направляющем кожухе в худшем случае равна динамиче-
7 Д. Р. ПоспеЛОD 409 97
с.КОМУ давлению на выходе И:i lJеИПl.'Iятuра, а в .'1учшем СUС"lаВJШС'I'
приблизительно 40 50 o от динамическоrо давления вентилятора.
Величина I'J.PIII в среднем COCTaBJlНeT приб.пизите,rJЬНО 10% от пол-
Horo давления, развиваемоrо вентилятором.
В общем случае можно подаrать, что часть динамическоrо давле
ния преобразуется в статическое давление. Это отражено на фиr. 42
в виде повышения статическоrо давления на участке /// (кривые В
и D). Однако Flследствие потери части динамическоrо давления
полное давление все же падает (кривые А и С).
На участке /V расположены цилиндры с входным и выходным
дефлекторами. На отреЗl<е / учаСТI<а /V воздух входит 1:1 УЗI<ИЙ канал
переднеrо деф.'Iектора, причем скорость воздуха резКО возрастает.
На этом отрезке статичеСКое даВ.'1ение падает с БО,,1ьшей ННТt'нсив
ностью, чем полное даИ.lf'ние, так как оно расходуется lIе TO.'IbKO
на преОДОJlение СОПРОТИI:I,lt'НИЯ оребрения, но и на повышение CKO
рости воздуха между ребра:\оlИ, что выражается в повышении динами
ческоrо даВJIения. У БО.lьшинства двиrателей входной дефлектор
отсутствует, и воздух из направляющеrо I<ожуха входит непосредст
вен но в межреберные каналы, вслеДСТflне чеrо СОПрОТИВJlение входа
сравнительно невеJlИКО.
Участок IV является наиболее важным в воздушном тракте,
так как на нем отводится тепловая энерrия. На ЭТОМ участке проис
ходит уменьшение 9нерrии Боздушноrо потока (вследствие потер»
последней на преодоление сопротивления), причем к указанным Выше
СОПРОТИВJlеНИЯ/\1 добавляется сопротивление вследствие повышения
вязкости воздуха, наrреваlOшеrося при прохождеНIIИ межреберных
каналов.
СОПРОТИflлеllие цилиндра :\южет БЫТl> предстаВ,'Iено как сумма
трех сопротивлениЙ:
l::J.P 1 \. '" !::.Р" 0== /'o,P, . ....j... l::J.PIl! +. (),P,t., (56)
rдс I'J.P'II' дР Il , и /'o,P'I> 1I0тери давления соответственно на отрез-
ках 1, 2 и 3 участка /V.
Величина t1P'!1 ХЩJаl<теризует в основном потери на входе, KOTO
рые НК.Т1ючают потери lIа удар воздуха о ребра и 1I0тери на сужение
и расшир€ние 1I0тока IЮ BXOДIIO I обтекателе ци,rlиндра, если noc_lek
ни.. имеется. У оодьшинства двиrате.Т1ей поверхность оребрения
полностью OTl<pbITa для обдува, поэтому величина I'J.P", в ЭТО:\i слу
чае характеризует в основном потери на удар. Эти потери MorYT быть
выражены в долях кинетичеСl<ОЙ энерrии воздушноrо потока, соот-
ветствующей средней СКОрОСТИ воздуха в межреберных каналах.
Тоrда
п ..,'1
l::J.P =- J' '!....!!!....
11, )I 2
(57)
rде y коэффициент потери давления на удар:
Qm П:IOТность воздуха, подсчитанная по средней температуре
воздуха в межреберном l,ана.Т1е:
V m средняя скорость воздуха в межреберных каналах;
1I покизатель степени.
98
Ilотсря давления !'J.P", составляет ]O 15% от полноrо давленшt,
развиваемоrо вентилятором.
Потеря даВ.'Iения !'J.P ц. происходит вследствие преодоления Tpe
ния воздуха о стенки канала и на сопротивления при повороте воз-
духа BOKpyr цили.ндра. Следовательно, МОЖНО написать:
Q vf!
6Р ц. :=: ( lIIp + "oo) т 2 т .
(58)
rде тp коэффициент потерь на трение;
1I0B коэффициент сопротивления при nost>poTe.
Коэффициент потерь на трение
I
тp ;;;:; Л тр d;'
rде Л тр J<оэффициент трения; Д.'lЯ высоких ребер Л mр ='"
== 0,03 ...-;- 0,04;
l длина межре6ерноrо канала по среднеЙ d1ИНИИ;
d э Эlшивалентный диаметр межреберноrо канала.
Величина "OB з шисит от относительной кривизны l<aHaJla.
r...L 11
Т. е. от отношения 7" (rде r . радиус J<РИВИЗНЫ канала по сред-
ней линии, h высота ребра, равная ширине канала). Потеря
давления !'J.Р Ц2 составляет 15 25% ОТ полноrо давления. создавае--
Moro вентилятором.
Потеря даВ.'Iения ДР Ц1 представляет собой потерю в выходном
,.;ан;ше между дефлекторами, которая слаrается из потери на трение
воздуха о стенки каналов, на поворот и на столкновение двух пото-
I<OB Iюздуха, оrибающих ци.rIИНДР.
Можно написать:
"
" Р t Qmvm
L1 '1. " .3 2 '
(59)
rде 3 - коэффициент потерь давления с тыльной стороны ци.rlИндра.
Потеря даВ.1ения !'J.P'(I составляет 1O 15% от полноrо давления,
СОЗДаваемоrо вентилятором.
Ввиду недостатка Эl<спериментальных данных о значениях коэф-
фициентов потерь давления для различных отрезков участка /V,
целесообразно определи.ть потерю давления на этом участке в целом,
испо.'lЬзуя данные о суммарном коэффициенте сопротивления оре6-
реннOl"О цн.rJИндра. В этом случае
Q {,"
6Р,! == "'2т . (60)
Показатель п колеблется в пределах J ,4 2,0, причем меньшие
значения соответствуют ПОНИЖенным скоростям и малым межребер
ным расстояниям (13).
7*
99
с:::со'
'" I';J
'= '" D.
'= :t D.
<:::> "'о Q)
:c ....c.
. ...."0"
8.."'..,15
8 m
U Ш
ro CWI Х;Х
...... c;:JO
:CM X
:S:: ;:;'
::i"'Х::
с:::. "'- 3 "
..,. t 5.;
o
:.: а.. о.. :,:
о.>;[;Е:'.
x",OJ(N
J:;: :Е I
а '" 1..
ос
E..
:s::.... ё.
. g r::
L!)X"':':
'"iI;I'"eJ
Cl.". t..J
- .
е OC
О"'"'
с:::.
""
....
f
!<
:".
" <:::>
'<:>
""1
""
с\"
... :r
.....
/
""1
IV
100
<:::.
Чем ближе значение n к единице, тем больше поток приближается
I{ ламинарному; при n == 1 имеет место чисто ламинарный ПОТОI<.
при n === 2 чисто турбулентный поток.
На фиr. 45 показано изменение значений при изменении ско-
рости воздуха в межреберных каналах от 10 до 60 MlceK. Диа lетр
втулки цилиндра равен 114 JIfM, ДР
ребра с параллельными стеро- Kl/M?
нами высотой 20 40 мм, pac lдО
стояние между двумя соседними
ребрами равно 2 8 ,М.М I 13 J,
Д_'Iя цилиндра с плотным ореб
рением с== 2 +-2,8; для ци-
.1индра с увеличенным шаrом
ребер ""'" 1,6 +-2,0. Для боль
шинства случаев можно при-
нять в среднем == 2.
Из формулы (60) может быть
наЙдено значение Сl<ОрОСТИ воз-
,.1.}'ха в межреберных каналах:
':/ 2tJ.P 6 АР
V m == V . (1) ке/м1
(62) 100
nоз
(, 1,21 KZ/If'
20
200 ЗОО 400 500 VMtCl'K
(63) б'
Для турбу.'1ентноrо движе- 1'10
ния при n == 2
1/ 2!J.P
V m y Q'
Расход охлаждающеrо
духа
V == fmvm ===
I J/ 2AP 3
=== f ==- J1J /сек
m J/ II Q ,
140
700
60
, 1,: 1,21 ке/,,1
20
О
ЗОО
VN3fC 1(
100
200
а,
Фиr. 46. 3аВИСJl IOСТЬ АР === f (v";, для
разлнчных дизеле.l;
а для rОЛОIIОК: 6 IIЛЯ ЦIIЛИIIДРОО; J Дсl!тц
FL 514; 2 M\Vl\\ AKD-12: 3 ТаТ1>а 924;
4 TaTpa 114; 5 Др"сrpонr Сид."и; 6 Д 30;
7 ДB 30; 8 rолоока ДIIЗСЛЯ Д 3().
rде 1т площадь сечения меж
реберных каналов.
На фиr. 46 изображена зави-
симость !'J.p === f (v"J для ro
ловок цилиндров и цилиндров
ряда дизелеЙ с воздушным ox
.:1аждеНие I, а на фиr. 47 даны значения , подсчитанные на основе
указанных зависимостей, но отнесенные к скорости V, перед ВХОДом
в межреберные I<аналы цилиндра. Величина находится в пределах
50 200. Величина /1Р ц (соответственно АРа для rоловки цилиндра)
для данноrо значения скорости определяется особенностями KOHCT
рукции пилиндра (rоловки) и fl.'10ТНОСТЬЮ оребрения.
Коэффициент живоrо сечения для прохода охлаждающеrо воз-
духа в существующих конструкциях rоловок и цилиндров колеблется
101
в довольно широких пределах: от 0,1 до 0,2 для rоловок ЦИ.'IИндров
и от 0,51 до 0,72 для цилиндров, причем у последних величина
живоrо сечения отнесена к сумме живоrо сечения и сечения ребер,
без учета сечения втулки цилиндра. Для rоловок живое сечение
отнесено ко всей площади проекции rоловки на плоскость, перпен-
l дикулярную к направлению
UO воздушноrо потока, поэтому
значения коэффициента живоrо
350 сечения у них значительно ниже,
3 l1/ft!K чем у цилиндров.
Приведенные данные OTHO
сятся к сопротивлению rоло-
вок и цилиндров, имеющих тем-
пературу окружающей среды.
Сопротивление цилиндра и ero
rоловки, HarpeTbIx до рабочей
температуры, на 4 5 11'0 Выше,
чем HeHarpeTblX, что является
следствием повышения вязкости
воздуха при ero HarpeBe.
Участок V (фиr. 42) COOTBeT
ствует выходному воздухосбор
нику, в котором собирается воз
дух, выходящий из межребер.
ных каналов отдельных ЦИЛИНk
ров. Выходной воздухосборник
применяется ПOI<а только на
некоторых двиrателях леrковых
авто юби.'lей, rде наrретый о по-
верхности ребер воздух исполь
зуется Д.ня обоrрева кузова и
для повторной циркуляции по
межреберным I<аналам с целью
ускорения проrрева Itилиндров.
При на,;zичии 13ыходноrо воз
духосборника статическое дaB
ление воздуха в не:'1 постепенно падает до атмосфер Horo, а дина
мическое давление к моменту выхода достиrает величины, COOTBeт
СТ13ующеЙ скорости выхода Harpeтoro воздуха.
При отсутствии выходноrо воздухосборника ВОЗДУХ, выходя
из межреберных каналов, встречает сопротивление окружающей
среды. Потеря давления, соответствующая скорости воздуха, выхо-
дящеrо из межреберных I<аналов. опреде.r:штся из выражения
Q ,,2
др а : i'2...'!.. .
r
J
'00
б
"
50
5
7
8
о
J
_. ................--
7
5
iI
б
а)
д V t f'f/Ct?1i
"(
.. = Tl
\
f
.. ,
i 1
....:::- . !
.........
r
iI
..........
.
б
I
'50
100
50
о
z
5
С)
б
7 'i ",{сек
J
Фиr. 47. Коэффициент сопротивлеНI\Я
цилиндров 11 их rОЛОВОI{ у различных
двиrателей:
II ДЛЯ rоловок; б ДJ1Я ЦИJlIIIIДРОН; 1 д.'iiтц
FL5J4: 2 М\УМ ЛКD-/2; 3 Татра 924;
4 Татра 114; 5 .I\р"стронr,СНДJ1И; 6 1t-30;
7 ДВ-Iб; 8 ноnаll rОЛОRка днзеЛII Д-за.
(64)
Величина I1Ра составляет значительную долю (25 ЗО%) в общей
потере давления воздушноrо тракта. Значение V a выбирается таким,
чтобы па fl() 1v!ОЖIiО('ТJ-! e ув личиват динаМIiчес оrо даВ.'lеIlИЯ.
102
соответствующеrо СIЮрОСТИ воздуха на входе в венти.'lЯТОР. В этом
случае статическое давление, создаваемое вентилятором, будет
использовано полностью на преодоление сопротивления rоловок
и цилиндров. Если. бы воздух при прохождении межреберных KaHa
лов не наrрева.'IСЯ, то указанное условие было бы соблюдено при
равенстве скоростей V e V a на входе в вентилятор и на выходе
из межреберных каналов. Но в связи с HarpeBoM воздуха указанное
выше УС.ТlOвие будет ВЫПО.'lНено при соб.rlюдении равенства
" ..
l.Ie V ; . Q'jV
"'"""2 . 2
II,'HI
и ,.
['е
1 /
I .
Q"
(65)
Однако необходимо учесть еще один важный момент, имеющиЙ
отношение к опреде.'Iению величины V a . Дело в том, что около BblXOk
HOrO сечеliИЯ деф.'Iектора ста.'lкиваются два воздушных потока, дви-
жущихся BOKpyr цилиндра. Вызываемые этим потери энерrии воз
духа в зпачите.1ЫIOИ мере зависят от размеров Rhlходноrо канала
дефлектора. ПОЭТО:\IУ ширина BbIXOAHoro !,анаJlадеJlается в l,5 2 раза
больше наименьшей ширины межцилиндровых проходных KaHaJIOB,
независимо от величины сечения входа вентилятора.
Придерживаясь схе IЫ воздушноrо тракта, изображенной на
фиr. 42, можно написать следующее общее уравнение баланса
давлений:
2 2
QOV O Л Р ' Р Р Р еаиа
-т u 1 I Д в 11 III Д 1\' АР\. с= О.
(66)
Следует отметить, что это ураRнение снравеДЛIlВО при наличии
установившеrося потока и ero неразрывности; сжимаемость воздуха
не учитывается.
Ана.IIИЗ потерь даВ.'lения по длине воздушноrо тракта показывает,
что только потеря на участке IV непосредственно влияет па степень
теП.'lоотдачи rоловок и ЦИJ1ИНДРОВ. Относя эту потерю к cYlllr.!e всех
rасс;\ютренных потерь, получим к. п. д. В03ДУШl-lоrо тракта:
fo.Р"
Ilт :=: 'J:. il.P . (67)
12. ДЕФJ1ЕI(ТИРОВАНИЕ
Под дефлектирование 1 в двиrатеJIЯХ с воздушным ОХ.lаждением
нанимают применение системы обтекателей, отражатеJlеи и рассе-
кателей для направления воздушнщ'о потока относительно поверх-
ностей теплоотдачи, т. е. в основном относительно оребренных поверх-
ностей цилиндров и их rоловок. Цель дефлектирования состоит
в получении рациональноrо распреде.'lения воздуха по поверхностям
нщrр('на I'! снижении расхода мощности на ero подачу,
1{)3
Конструкция rоловки цилиндра ДВИI'аТеЛН с воздушным uхлажде
нием с ее сложными и относитеJlЬНО маJIЫМИ воздушными проходами
затрудняет установку дефлекторов; поэтому ОСНОВНОЙ задачей при
проектировании системы охлаждения является разработка эффектив
ной системы дефлеlпирования цилиндра.
Цилиндры двиrателя с ВОЗДУШНЫМ охлаЖДением в большинстве
констрУКЦИЙ обдуваются потоком воздуха, направленным перПен
ДИКУ.l]ЯРНО осям цилиндров. Длина цилиндра, подверrаемая обдуву,
оrраничена, с одной стороны, rоловкой цилиндра, а с друroй кар-
тером двиrателя. Вслеk
ствие особенностей KOHCT
рукции воздух не может
обтекап. торцовые поверх
Фиr. 48. Обтекание ци
Лlfндра идеальноil жидко
стью.
!,,,,
IJO
20
'0
6
4
2,0
1,2
0.8
0,4
0.1
0.1
\
\
"-
"- .1.:00
'"
........ d
\
\
v
102
,01
'0" ,0'Re", vd
'i
10
Фиr. 49. ИЗ)I:'IIСlше коэфqтциента сопро
тив.1ення C w rладкоrо цилиндра в за8ИСИ
мости от Re (l длина ШlдllНдра; d дна.
)Ieтp цилиндра),
ности цилиндров. В связи с чем УС.10ВИЯ обтекания равносильны
условиям при поперечном обтскании ЦИЛl\ндра бесконечной ДЛИНЫ.
Следует раЗ.l]ичать УСJIOВИЯ обтекания идеа.'1ьноii жидкостью,
при котором отсутствует трение, и обтеJ<ания реальной жидкостью,
обладающей определенной вязI<остыо. При обтекании идеальной
жидкостью сопротивление отсутствует, линии потока раСНО.'IаrаIOТСЯ
симметрично (фиr. 48) как со стороны набеrания потока, так и СО сто-
роны ero схода. Принципиальное отличие обтекания действительной
ЖИДкостыо от обтеl<ания идеальной состоит в образовании и посте-
пенном утолщении поrраничноrо С.l]ОЯ (фиr. 39). При очень малых
числах Рейно.'1ьдса (Re <.: 10) обтеl<ание ЦИ.;Jиндра носит симметрич
ный безотрывный ха рЗI<тер , свойственный обтеканию идеа.'lЫЮЙ
ЖИДI<остью. При Re > 20 из .1а;\\Инарноrо поrраНИЧllоrо с.l0Я, сопри
касающеrося с поверхностью цилиндра, сначала отрываются отдель
ные вихри, образующис за цилиндр()м вихревую дорожку. При
дальнейшем возрастании величины Re число вихрей увеличивается,
и за цилиндром образуется сплошной поток. При этом, как видно
из фиr. 49, коэффициент сопротивления значитсльно снижается.
При Re >- 1000 ширина вихревоrо следа уже больше диаl\'lетра
ЦИJlИндра, ТЭI< как точки отрыва поrраничноrо слОЯ располаrаются
до диаметра.1ЫlOii П.lОСIЮСТИ, перпендикулярной к направлению
10-1
потока. НаЧИJlзющесся ПОС.Т[С этих точt'l< расширение сжатоrо потока
приводит к резкому падению скорости последнеrо, а затем к OCTa
новке поrраНИЧllоrо слоя и даже к ero обраТI!ОМУ движеllИЮ. BCJleд
ствие отрыва воздуха на ТЫ.1ЫЮЙ стороне ЦИJlиндра образуется
мертвая зона (по форме напоминающая треуrольник), в которой
почти отсутствует поступательное движение воздуха. Указанные
явления сопровождаются новым возрастанием сопротивления
цилиндра ПОТОI{У воздуха, продолжаlOЩИМСЯ до ОПределенноro зна
чения числа Re, paBHoro приблизительно 150000. При дадьнейшем
увеличении числа Rc (приблизительно до 250 000) ламинарный по
rраничный сло превращается lItOC
в тур6улентныи, а точки от-
рыва потока перемещаются в Ha 60 Ф
правлении потока за диамет, В ------ТО .+. 1800
ОЗr/УХ .
ральнуlO плоскость, перпенди 40
I<УЛЯРНУIO К ero направ.'1ению.
Ширина вихревоrо с.Т[еда за ци
:IIII!ДрОМ уменьшается, и сопро-
ТИВ.Т[ение ero резко снижается.
УС.IIOВИЯ обтекания ореб
peHHoro цилиндра I1ecKO,rlI.KO OT
Юlчаются отописанных(фиr.39),
На фиr. 50 "риведены .пaH
ные по изменению скорости воз
духа в i\lежреберных кана.lах
по окружности недеф.lектпро
BaHHoro ItИЛИllДра в виде отно.
шения абсоюотноЙ скорости в данном месте к скорости набсrаю
щеrо потока [131. Диш,rетр ЦИJНlНдра равен 118 .11/." по основанню
ребер, высота ребра равна 19 АIJ" и ширина меЖреберноrо канала
6,3 . /.И. Вс.Т[едствие наличия трения максимальное значение CKO
рости воздуха достиrается при уrде 700> (кривая 2), т. е. значи
те.'1рНО ранее, чем при течении без трения, после чеrо скорость па
дает с той же интенсивностью, с какой шдо ее нарастание. ОДНЮ<О
скорость становится равноЙ нулю не при уrле 180" (как в случае
идеальной жидкости), а при уrле приб.Т[изите.'1ЬНО 1300, ввиду чеrо
ветвь кривой, относящаяся к тыльной стороне цилиндра, получается
не симметричной с ветвью, относящейся 1< лобовоЙ стороне. Наличие
«хвоста» кривой объясняется вихреобразование 1 на ты.'Iнойй стороне
цилиндра и отрывом nOTOI<a от ero стенок. Конец кривой. соответствую-
щий ПО.'10roму ее протекаЮ-lIО (l30 1800). относится 1< «треуrоль
НlfI<Y мертвой зоны».
На фиr. 50 таl<же приведено измснение те\шературы 110 ОКРУЖ
ности цилиндра (кривая 1), причем вместо абсолютных значений
дана разность между температурами на стороне схода и на стороне
на6еrання ВОЗДУШIIОro потока. На участке от нулевой ТОЧI<И до точки,
соответствующсй 200 уrла поворота nOTol<a. температура цилиндра
l!еско.l1ЬКО падает в связи с возрастанием Сl<ОрОСТИ еще малонаrре
Toro воздуха при f'Щ(' Н{'()().Т[hIlIOЙ ТО.l1щине поrраничноrо С.l0Я. В даJIЬ
\O:i
v%
1БО
80
а
о
о 400 800 1200 шо о
!/;:ол по ОКРIJЖNостu ЦUllUнора
ФJlr. 50. И3 lенеНlfе перепада те lПер
туры и относите.'1ьноil CKOpOCТII Dоздуха
по ОКРУ>ЮIОСТН ЦИЛIlII;J.ра без дефлектора.
неишем, пu мере УТО.;Jщения поrраничноrо слоя и HarpeBa воздуха,
теплоотдача ухудшается, и разность температур увеличивается.
Степень этоrо увеличения характеризуется наклоном крИВОЙ. В месте.
соответствующеl\1 приб.:шзительно 900 по длине окружности I ИJl индра,
наблюдается, несмотря па частичпое разрушение поrраничноrо слоя,
дальнейшее более резкое увеличение разности температур, свил.ете.1Ь
ствующее об ухудшении теП.llOотдачи, вызванном в основном резким
падением скорости воздуха. ЕС.lIИ на тыльной СТОРОНР rладкоrо
цилиндра непосредственно за диаметральной плоскостью, lJеrпен
дикулярной к направлению потока, может иноrда, например, при
малых диаметрах цилиндра наблюдаться увеличение теплоотдачи
(вследствие УСИ.'lения турбуленцин). то д.'IЯ оребренноrо ilи:IИНДР
нодобный случай ма.'ЮI1СрОЯТен.
При наличии некоторой турбуленции воздуха с тыльной стороны
цилиндра вблизи мертвой зоны теплоотдача верхушек ребер улуч
шается, но основная часть их поверхности остается в соприкоснове-
нии с малоподвижным слоем воздуха. Поэтому теплоотдача на тыль
ном участке недефлектированноrо цилиндра, составляющем прибли-
зитe.rIЫЮ ОКО,10 четверти окружности 110следнеrо, очень мала. Это
приводит не TO.l!bKO к J{сэффективному испот,зованию поверхности
ребер для отвода тепловой энерrии, но и к значительной разнице
температур по ОI,РУЖНОСТИ ци.1индра, достиrаЮ!llСИ иноrда 100 150:.
Указанные отрицательные явления можно устранить установкой
дефлекторов, при которых улучшается отвод теП.l!а от боковых и Tbl.l!b
ных частей цилиндра и уменьшается I1еравномсрность температур
стенок. Это достиrается ВС:lедствие:
1) отклонения потока воздуха от прямолинейноrо пути и направ
ления ero по траектории, соответствующей конфиrурации оребрен
ной поверхности ЦИJlИндра н ero rоловки, и устранения зоны маJЮ
подвижноrо I1arpeTOro воздуха В тыльной части цилиндра;
2) увеличения скорости воздушноrо потока относительно oX.l!a
ждающнх ребер;
З) обеспечения paBHoMepHoro обдува всех ЦИdlИНДРОВ двиrателя.
Наряду с этим уменьшается удеJIЬНЫЙ расход охлаждающеrо воздуха.
Бы.'10 проведено большое число экспеРИ;\lентов по определению
оптимальной формы дефлекторов. Однако в экспериментах, проведен
ных над отдельными цилиндрами, не учитывалась в полной мере
начальная турбу.l!енция воздуха на входе в межреберные кана.'1Ы,
наблюдаемая в действительных условиях работы двиrателей с Воз
душным охлаждением от вентилятора, при подаче воздуха HarHeTa
нием. Тем не менее результаты этих опытов Mor 'T быть ИСПО:lьзонаны
при выборе конструкции дефлекторов.
Дефлекторы для цилиндра
Выбор наиболее подходящей формы дефлектора для цилиндра
представляет определенные трудности в связи с тем, что с целью
сокращения slежци.'1ИНДРОВЫХ расстояний контур оребрснноrо
цилиндр", COBP(' HHOrQ ДIщrат{'JIS! J3 большинстве случаев делается
IOG
некруrлым; вдоль оси двиrатсля размер оребренноrо цилиндра
MeHbIlJe, чем в перпендикулярном направлении. Имеющийся экспе
римеllТа.IJЬНЫЙ материа.fJ получен в OCIIORHOM из результатов испыта
нии цилиндров с контуром в виде окружности, ПРИi\lсняеМЫI\l в звездо
образных авиационных двиrателях. Ввиду этоrо приводимые ниже
данные должны быть экспериментально уточнены примените.fJЬНО
к каждому двиrателю.
На фиr. 51 изображены некоторые дефлеlПОРЫ ДЛЯ цилиндров,
которые были исследованы продувкой в аэротрубе (13 J. Направленн('
воздушноrо потока указано вверху стрелками. На фиr. 52 показано
изменение скорости воздуха по окружности ЦИdlнндра с дефлекто
рами J 4; на rрафике нанесены не абсолютные значения скоростей,
<1 отношение скорости в данном :\1есте к скорости набеrающеrо потока.
Из фиr. 52 видно, что для указанных деф.lекторов протекание кривоЙ
скорости воздуха в j\<lежреберных каllа.'1аХ от НУ.lевой ТОЧIШ на сто-
роне набеrания ВОЗДУlIIноrо потока и до yr.'1a 30 350 по окружности
цнлиндра при6лизнтельно одинаково, что является следствием ана-
JlOrии в I<ОНСТРУКЦИИ начальных участков дефлекторов рассматривае-
i\lbIX схем. Дат,нейшее протекание скорости воздуха в разных слу
чаях различно.
у дефлеlпора J, имеющеrо широкое «раскрытие» СО стороны
входа, скорост., воздуха 11 сопротивление потоку на значительном
учаСТl<е остаются приблизите.fJЬНО постоянными, По достижении уrла.
несколько превышающеrо 90 J , скорость воздуха вследствие сужения
канала начинает увеличиваться, достиrая максимальноro значения
при yr.le поворота 01<0.'10 130". С i\Ю:l,lента отхода дефлектора от наруж
Horo контура ребра (1600> уr.па поворота потока) скорость воздуха
в треуrО.'lьнике мертвой зоны быстро падает до нуля. Интересно отме.
тить, что от ну.IJСВОЙ точки воздух проходит около 1100 по окружности
ЦIiJ1индра, прежде 4С\I ;J.ocTllrHeT Сl<ОрОСТИ, равноЙ скорости набеrа
ния (100"11 по оси ординат). Подобное протеl<ание потока наблюдается
и у деф.'lектора 2, с тоЙ .'1 ИШЬ раЗНИI{ей, что в этом случае абсолютные
значения CKopocTeii Почти на BCei\1 диапазоне выше, че:\J у деф.'1екторъ /.
что объясняется меньшим «раскрытием» дефлектора 2. Дефлектор 3
птличается от предыдущих тем, что он оrибает значительную часть
Ilилиндра и в зоне. равной 100" по длине окружности, скорость ВОЗ
духа практически постоянна.
Дефлектор 4 отличаеТСЯ от дефлектора 3 наличием скруrJIении
l\paeB Д.1Я БОJlее плавноrо входа воздуха, вследствие чеrо Yi\1eHb
шаются потери и достиrается боJIее Bblcol<oe значение скорости в зоне
прилеrания дефлектора. Меньшее значение скорости в зоне перед
ВХОДЩI в деф.ТJектор ЯВ.1Яется СЛ{'ДС1'вием БС.'1ьшеrо yr.'1ё'1 раскрытия,
чем у дефлектора З.
Сравнение изменения скоростей при иаличии деф.lекторов и без них
(кривая 2. фиr. 50) показывает, что нарастание скорости на начальном
участке в том и друrОi\1 с.fJучае практически одинаково. Максима.lьное
значение Сl<ОрОСТИ воздуха в первом с.'lучае достиrается, как правило,
позже, чем во вторО1\!. Протекание скоростеЙ на тыльной стороне
J\илиндра '1ри на.. ичии дефлеКТОРПR n .1e::' б.lаrопршпно, чем
Ю7
5
9
fЗ
2
6
J
7
Ii
в
(О
:.;
If
fJ
(2
'F.
Фиr. 51. Схемы дефлекторов цнлнндров Двисателей с В03ДУШИЫ:\1
охлаждением.
108
на стороне обдува. Величина поверхности цилиндра, соприкаса-
ющейся с «мертвой зоной», сокращается, и теплоотдача тыльной
части улучшается.
Анализ КРИБЫХ относительных скоростей показывает, что при
схеме 3 (фиr. 51) приблизительно одинаковое значение скорости
распространяется на участок 1000 по длине окружности цилиндра.
т. е. в месте прилеrания дефлектора к ребрам, что является слеk
ствием постоянства сечения межреберноrо канала на этом участке.
v%
(80
80
(20
*0
о '100 800 1200
!/ZОЛ по окрgжн{/сти цt.lЛllНDра
стОрОlfа lfооееаlfУН 8{/]IJ!/xa
Фиr. 52. Изменение скорости воздуха по окружности
ЦИЛИllдра с дефлекторами 1-----4.
На ПервЫЙ Бзrляд может показаться, что ПОСТОЯНСТIЮ скорости воз-
духа в межреберном канале должно привести к аналоrии в характере
протеI<ания скоростей и температур. В деЙСТI3ительности же 3Toro
Не происходит, что ВИДНО из фиr. 53, rде наряду с кривой относитель-
ной скорости для деф.1Jектора 3 показано наБЛlOдае:\lOе при этом изме-
нение температуры по окружности цилиндра. Несмотря на малое
изменение скорости воздуха на участке от 50 до 160°, температура
по Оl<ружности цилиндра изменяется на 250. При этом характер
изменения температуры приблизительно такой же, как и в случае
цилиндра без дефлектора (фиr. 50). Более плавное уменьшение раз
ности температур цилиндра после точки, соответствующей 90°,
объясняется тем, что скорость воздуха продолжает оставаться макси-
мальной до уrла 160°, в то время как при недефлектированном
цилиндре она начинает уменьшаться уже при 700.
Причина падения теплоотдачи (а следовательно, увеличения
разности температур) у дефлектиропанноrо цилиндра на участке
109
ОДНШl/\Овuii скu!>uсти воздуха (фИl . 53) заключается в увеличt'НИИ
толщины поrраничноrо слоя по окружности цилиндра. Полаrая,
что протекание температуры по окружности цилиндра отражает
изменение теплоотдачи, можно сказать, что ПОСJlедняя по окружно
сти, ОТ НУЛ('f\ОЙ точки И до
конечной, все время ухуд-
шается. Наилучшая тепло
отдача, несмотря на мень-
шую среднlOЮ скорость
воздуха, наблюдается на
стороне набеrания потока,
что объясняется OTcyT
ствием сформировавше
rося поrраничноro слоя
и БОJlЬШОЙ разницеЙ те 1Пе-
ратур стенки и во:щуха.
В дальнейшем воздух Ha
rревается, а поrраничный
слой УТОJlщается, и хотя
скорость воздуха возра-
стает, Тt'плоотдача продол-
жает ухудшаться, ЩIЛОТЬ
до момента выхода воздуха из оребрения. На тыльной стороне
(13 «мертной зоне») температура ЦИЮlНдра на 4П 470 f\ЫIШ" чем со
стороны подачи воздуха.
III "с
'i0
/
v /
/ /
. / "" \
I ?е /
/ "
./
............ ........
70
о
о '100 800 1200 1600
I IjlОЛ по ОКРIjЖ/fости цилинiJра
{тOPOHa HQ6l"lOHUR 6o"rJgoКa
Фиr. 53. ИзМt'неllllе перепада TI'Mnep<lTyphl и (Yr-
носителыli! скорости поздуха по окружности
ЦII.'1индра пр\! дефлекторе 1.
,
.,
v'Yo
1БО
80
о
....
-
I
,
Фиr. 54. Дьщовыс Потоки при раЗ,IJИЧНЫХ деф.'1екторах
JJи. индра:
а дефЛСI!ТОР 5; (j дсф.1СКТОР 6; 8 ;tСФ,1l'КТОР 7.
Дефлекторы 1 4 мало применяются в двиrате.IIЯХ с охлаждением
от вентилятора.
Дефлекторы 5 и б представ.'IЯIOТ собой видоизмененные дефлеl(-
торы 4 и 3 и применяются в современных двиrателях. ДальнеЙшим
развитием дефлектора 5 является дt.'Флектор 7, который имеет ряд
преимуществ перед указанными ранее. На фиr. 54 изображен возДуш
ный поток для дефлеIПОРОБ 5, б и 7, ПОJlучеНIIЫЙ в дымовом
канале [131; "а фиr. 55 показано и:тенение скоростей воздуха,
110
а на фиr. 51) кривые изменения темпсратур 110 окружности
цилиндра. Для сравнения там же нанесены эпюры изменения CKOpO
ПJ
о "о 110 120 IbO"'I{ K
м
{j}
)
Фиr. 55. Изменение скоростей 1J0здуха 110 окружности ЦН.'1li11дра с раЗJlИ'IIIЫМИ
дефлектора 1И " без дефлектора:
а бе". дефлектора: б ----- с дефлектор(н" .'5; в c дot."C.p.I't.'KTOI\OM (i. ,"' c д..( tJJlекторf) ;.
стей и температур у недефле.{тированноrо, но оrраниченноrо по бокам
двумя плоскостями ЦИ.'IИндра. Во избежание переrрева недефлекти
Л02,,0,6080 О
о НО IБО 2"0 J20.C
О}
Н}
З20 2"0 ,60 80 О
О}
J20 ?"о 160 80 О
i!J
Фиr. 56. Из"енение Te lIIepaTYP по окружности JJllлнндра с разтlЧНЫМН деф
_leKTopa 1II 1\ без дефлеl<тора:
" бе. дефлектора: б с Дсф;lектоРО'" . ; в с дефлектором б: i! С дефлекторо.. 7.
rOBaHHoro цилиндра кОличество воздуха для cro обдува было увели-
чено. так что абсототные значения температур нсльзя сравнивать
111
с таковыми у деф.пектированных цилиндров. Можно сравнива1l.. лишь
хаРЗI<тер ИЗ:\1енения температуры. Дефлектор 5 отличается от дефлеl<-
тора 4 лишь тем, что точка СОПРИl<основения ero стенки с ребрами
ЦИ.1индра отнесена назад на 30° от диаыетралыlOЙ ПЛОСIЮСТИ, пер
пеНДИI<улярной к напраВ.lению потока, поэтому изменение Сl<оростеЙ
воздуха в этом случае в основном такое же, как и дефлектора 4:
скорость от начальной точки постепенно увеличивается, достиrая
МaJ<симума при 1500 по длине окружности ЦИ.'Iиндра. Вследствие
подвода свежеrо воздуха к тыльной стороне цилиндра последняя
хорошо охлаждается и распределение температур по окружности
1000
800
600
400
I
j, ...
5
"....
'1
:::
&.1 iJ фпl!ктОРI1
«пр
ЗООО
2000
0.03 0.05 D,J
liZ 0/; 0.6 0.8 {О
2.0
4,0 6Р Ш!'! л.с
75 ..
Фиr. 57. ЗавпсюlOСТЬ лrи еденноrо коэффициента
теплоотдаЧl1 П"п ОТ расхода МОЩности На ОХ1Iaждеиш'
для дефлекторов 5, 6 и 7.
цилиндра (фиr. 56) по.пучается БО.'Iее paBHoMepllbJM, чем при ИСПО.'Iь
зовании друrих дефJIекторов. Однаl<О по этой же причине степень
исполь:ювания охлаждающеrо воздуха, характеризуемая степенью
есо HarpeBa, в данном случае будет ниже, чеi\1 у дефлектора б. Послед
нее подтверждается значениями коэффициента теплоотдачи, полу-
ченными при одинаковом расходе МОЩнрсти на подачу охлаждающеrо
воздуха (фиr. 57) и отнесею-lыlIии к основной поверхности цилиндра
(проходящей через основания ребер).
Из картины потока (см. фи.. 54) видно, что в межреберных кана-
лах имеется поперечное движение Воздуха. «Мертвая зона» (в форме
треуrольника) в тыльной части цилиндра имеет большие размеры.
При установке дефлеl{тора 5, обеспечивающеrо более высокую, чем
дефлектор б, равномерность температур по окружности цилиндра.
потребуется повышенный расход воздуха д.r!я по.тrучения 1'0.0 же
охлаждающеrо эффекта.
Дефлеl<ТОР б ОТ.'Iичается от дефлектора 3 лишь меньшей шириной
входа (меньшим «раСI{рытием») И наличием направ.тrяющеrо KOH
фузора, поэтому участок приблизительно постоянной максимальной
скорости в даННОI\I случае. соответственно длиннее, с началом при 30°
у дефлектора б Bt.IeCTO 60" у дефлектора 3. Картина потока по окруж-
ности цилиндра (см. фиr_ 54) показывает,. что отдельные струйки,
112
образопавшисся на входе, сохраняются и в дальнейшем при про
хождении по межреберным каналам. Перемешивание их начинается
после прохождения приблизительно половины пути, т. е. значи
телыlO раньше, чем при широком входе, чем обеспечивается лучшее
использование охлаждающеrо Воздуха. Величина «мертвой зоны»
на выходе ОХ. 1 :шждающеrо воздуха значительно меньше, чем при широ
I<OM «раСI<рЫТИИ» ДСф_lектора, ОДНaJЮ это ЯВJIЯется в основном резуль
татом меньшей ширины выходноrо канала. Вследствие большей
длины пути ОХJlаждающеrо воздуха в межреберных каналах степень
ero HarpCBa выше: Это приводит к уве_1ИЧСНИЮ разности температур
по ОI<РУЖНОСТИ цилиндра (01. фиr. 56) и к более высокой степени
использования охлаждающеrо воздуха. Последнее выражается в полу
цении большеrо lюэффициента теплоотдачи при той же затрате мощ
ности на подачу охлаждающеrо воздуха (фиr, 57). В этом отнОшении
деф.rJеl<ТОР б является наиболее эффеl<ТИВНЫМ.
у дефлеl<тора 7 выходной кана.'1 для воздуха подведен вплотную
к ребрам, вследствие '1ero в ЭТОl\-I месте наблюдается резкое возраста
ние Сl<ОрОСТИ воздуха (см, фиr. 55). Поэтому в зоне касания деф.lек
T pa к ребру температура стенКи цилиндра минимальная. Распре
ДСJlение температур по окружности цилиндра весьма равномерное.
Наряду с этим, Kal< псказа.:Ш опыты r. Берндорфера 115 J, YMeHЬ
шается и расход мощности на подачу воздуха. Расширение ПрОХОk
Horo сечения для воздуха за диаметра.'1ЬНОЙ плоскостью, перпен
дикулярноii 1< напраВ.'Iению потока, необходимо Д.'IЯ создания интен
сивноrо завихрения и перемешивания воздуха. При этом дефлеl<торе
раВlЮ\lерность распределения температур по окружности цилиндра
получается еще более высокой (см. фиr. 56), чем при дефлекторе 5,
однако это достиrается за счет дальнейшеrо повышения расхода мощ
ности на охлаждение. Последнее выражается в меньшем значении
I<оэффицнента теП.'Iоотдачи при том же расходе мощности на охла
ждение (фиr. 57).
Сравнивая данные Д.1Я трех рассмотренных дефлекторов с дaH
ными для недеф.1СI<Пlропапноrо цилиндра, можнО отметить, что
у последнеrо наблюдается наибольшая неравномерность распредЕ'-'
.'1еШIЯ температур по Оl<ружности (см. фиr 56), а использование
ох.llаждающеrо воздуха наименее эффективное, так как коэффициент
теплоотдачи имеет минимальнОе значеиие при одинаковом расходе
мощности на подачу воздуха (фиr. 57, нижняя кривая).
В таб.lI. 12 приведены данные об эффективности охлаждения
и нераВНОi\Jерности температур для деф.'Iеl<ТОрОВ рассмотренных
типов. Под неравномерностью температур понимается отиошение
разности между температурами наиболее наrретой и наиболее ХО.l0Д-
lюii точек по окружности цилиндра к ero средней температуре.
Как видно, по степени равномерности температур дефлектор 7
является наилучшим, а по эффеl<ТИВНОСТИ теплоотдачи он стоит
на последнем месте. Дефлектор 6, наихудший по равномерности
температур, стоит на Первом месте по теплоотдаче. Дефлектор 5
по обоим показателям занимает среднее положение. То обстоятель-
CTI30, что дефлеl<ТОР 7, наи.'lУЧШИЙ по равномерности охлаждения,
8 д. Р. ПпСI1СJlОВ 409 113
Таблица 12
Неравномерность температур и ксз4кРициент теплоотдачи при наличии
дефлекторов б 7
Пар"..етр
I
I
5
Дефлектор
6 7
3В.5 7,0
НеравномеРllОСТЬ температур по OK
РУЖllOСТII циюшдра в % . . .
Коэффициент ТСIIЛООТД3'IИ в
IiliаЛ/М 'IUС'2рад. отнесенный к основ-
lюii поверхности цитшдра, пр" за-
трате 0,7 л. с. 11:'\ подачу ОХ. аждаю
llJ,ero воздуха
15,5
1100
1700
950
с)<азывается наихудшим по теплоотдаче, указывает на TpYk
IЮСТЬ одновременноrо выполнения двух требований, а именно:
pa8HoMepHoro распределения температур по окружности цилиндра
11 эффеКТlII3IIоrо охлаждеНIIЯ, т, е, при минимальной затрате МСЩIIOСТИ
lIа ОХJIаждение. Поэтому в каждом отдельном случае необходимо учи
тывать степеш, допустимсй неравномеРIlОСТИ температур, чтобы знать,
окупается .flИ эта нераШlOмерность достиrнутым повыIlениемM эффе)<
ТIШНОСТИ охлаждения.
Дефлекторы 8 Jб были исследованы Берндорфсром и TOMa
сом 115 J с целью улучшения охлаждения авиационных двиrате
лей BMW. Контуры всех этих дефлеIПОРОВ образуют прямоуrоль
ное пространство, внутри KOToporo находится оребренныЙ цилиндр.
Охлаждающий воздух входит в это пространство через одну И.fJИ
нескОЛЫ<О УЗI<ИХ щелей в передней стеш<е, которая у большинства
д€флеIПОРОВ не касается ребер, что сделано для получения большей
равномерности температур по окружности цилиндра. Пройдя узкую
щель в переднеЙ стенке, воздух расширяется и СIIЛЬНО завихряется,
что содействует хорошему обмену между наrрпыми и ХОJIOДНЫМИ
частицами воздуха. Этот характер теплообмена сохраняется до места
плотноrо прилеrания де4'лектора 1< ребрам: в одном случае (дефJIек
тор 8) это будет при уrле 900 от начальной ТОЧIШ, в друrом СJIучае
при уrле 135 150°. В месте касания стенки ДЕфлектора и ребер про
ходное сечение минимально, а скорость воздуха максималыrа,
вследствие чеrо улучшается отвод тепла ОТ тыльной части цилиндра.
ТреуrольнИI< мертвой зоны на выходе воздуха очень невеЛИI<, а дву-
кратное завихрение воздуха обеспечивает хорошую равномерность
температур cTeHOI< цилиндра по окружности пос.lJеДНЕ'rо.
Дефлекторы 9 Jб имеют одинаковую конструкцию и pa:JMepbl
8ыходноrо канала. Отличие входных каналов видно из чертежа.
Дефлекторы /4 J6 имеют дополнительное сужение проходноrо
канала в диаметральной плоскости, перпендикулярноЙ к направлению
потока. В таб.'l. 13 приведены результаты исследований дефж'кто
ров 8 lб.
111
Таблица 1З
Неравномерность температур и КО9:J!фициент теплоотдачи IJрИ Ilаличии
дефлекторов 8 ! 6
Дефлектор
II"pa"eTp
8 I 11 I 11
I
I 12 I
13 I 1,/ I
I
25 21
15 I 16
Неравн(мерность TeM
ператур по окружности
ЦlI.1l11iдра в % .
К03ффllUllент тrп:юот
Д<I'Ш в к,..-ал/,,,2'Jaс.zрад,
отнесенный коспевней
повеРХНОСТII ЦИJJНJlдра,
nplI затрате 0,8 л. с. 118
подачу охлаждающеrо
воздуха . . . . _ . .
1В 24.4 22
32
25 19
1160 1310 1250
1275
1220 1510
I
1460 11310
Из табл. 13 видно, что по степени равномерности охлаждения
цилиндра на первом месте стоит дефлектор 8, на втором 16,
на третьем 14, на последнсм 12; по эффективности теПЛООТД<IЧИ
lIа ПерВОМ месте дефлектор 14, на втором 15, на третьем 10
и 16, на последнем 8. Jtефлсктор 8 (так же как и ранее де<lтектор 7)
является наилучшим по равномерности охлаждеНIIЯ и наихудшю.1
по эффективности охлаждения. Дeqтекторы 8 16 применю.tы в OДHO
ЦИJIИНДРОПЫХ или двухцилиндровых двиrателях с ДВУХСТОРОНIIИМ
расположением ЦИ.'Jиндров; для рядных мноrОЦИJНIIJДРUВЫХ ДВИrа
телей эти дефлекторы применить нельзя, так как они имсют ширину,
ЗlJаЧlIтелыlO большую, чем орсбренный цилиндр.
Сравнивая данные табл. 12 и 13, IOЖНО сдеJlать вывод, что из всех
рассмотренных деф"lекторов наи.1УЧШIJМ по эффективности теплоот-
дачи является дефлектор 6, а наилучшим по равномерности темпера
тур цилиндра дефлеlПОр 7. Оба эти дефлектора можно применять
Ila двиrатслях с воздушным охлаждением от венти.llятора.
При отработке I<ОНСТРУI<ЦИЙ двиrателей с воздушным охлажде
ннем по;t.бору соответствующих дефлекторов уделястся серьезное
внимание. В качестве примера можно привести исследование охлажде
ния карбюраторноrо двиrателя Фолы<сваrен [161 с четырьмя проти
волежащими цилиндрами (конструкция двиrателя рассмотрена
в r.fJ. Х). Вначале для обеспечения paBHoMepHoro распределения
ох.'J.аждающеrо воздуха между двумя соседними цилиндрами был
устаНОВ.lен рассекатель (фиr. 58). Как видно из картины ПОТОI<а
(фиr. 59), установка рассекателя lJa входе привела к дросселирова
нию потока между цилиндрами и к ухудшению обдува ОДllоrо из них
(левоrо), но не оказала В.I)ияния на характер ПОТQJ<а за цилиндрами.
Этот поток остался завихренным, оторванным от тыльной стороны
цилиндрuв Tal< же, как это имело место и при отсутствии рассеl<ателя.
Характер потока OKOJIO цилиндров совершенно изменился при
8* 115
lt
. .. . н 1. ,,:2,
1. . ..:1 \ 1'
.' !I '" '
, .
.... . r
: i' \. .: ..-::;--....
. ...':-t- .. , . ...
",
.
5'
{:.
. '.
00 00
,\' " ",'
,\, " · е: ' 1 '
I ., ; . .-'.... r I :. . .;;.:;.,. ,,/
,. . .. ...... ....
,.r " . ' j'
..,"
\
,
I
I
-..
...
а)
\
J
Н,?
" N
,-P \.. -... .. 2
:.:'; ooToo :1!
. ,. 111 11_ ; f-+
.; 8 ,,'" _]
-:.
..:..'
.,
j
"
.....
1)
Фиr. 64. ПОТОКИ воздуха в rолопк(' ДВllrIlТЕ'.1Я Фо.,ьксuаrен:
а . cTapn'i КШ\СТР)"IЩ!'" без дефл"ктщ)","; б 11011011 КОIIСТРУкщш с п.оаСТlIн"атымн
д<-флеКТОРIIШ': I p""I)a: 2 СВе'!И "':!;КllraJШЯ; :1 КОЖУхи Шта 11 r; 4 ш'аСТltна
дефлектора; , КОIIЧ'Р rO. ODK".
Л:..'реМЬ/Уf(:1
/ 7
Вш,оiJ 6PJfJyxa
М
U)
Фиr. 65. Изменение теlllпературы седел клв'}анов и стенок rоловки:
а температуры СеДел клапанов: б темпеРатуры CTeIIOl( камеры сrораиия: сп.'Iош-
ные линии старая rОЛОDка: штриховые ./НIНИИ IlOlIая ro.'Iooкa.
120 "
аэродинамическоrо сопротивления rоловки. I10ЭТОМУ в ряде двиrа-
телей дефлекторы для rоловок цилиндров не применяются.
Все же, 1{31{ пО\{азывает опыт, тщательный подбор дефлекторов
может дать значительныЙ эффект. Об этом свидетельствуют данные,
полученные при испытании карбюраторноrо двиrателя Фолы{сва
reH [16]. На фиr. 64, а показана rолов!{а (единая на два ци
линдра), не имевшая дефлекторов, а lIа фиr. 64, 6 с деф,.'lек
торами в виде поперечных пластин Наряду с установкоЙ дефлектора
й)
Фиr. 66. ПОДВОД
воздуха " отдель.
НЫ)I зонам:
{} r0J10BJ<1t: (} н В......
ЦИДИ1iдра.
8)
у I ОЛОВКИ несl<ОЛЬКО увеличена высота ребер, прилеrающих к вы-
"YCKHO y патрубку, а также разрезана на ОТДС.l]ьные ЭJIементы часть
основания на ТЫJ1ЬНОЙ стороне rоловки.
На фиr. 65 приведены результаты измерений температур, из
которых следует, что температуры в седлах клапанов новоЙ rоловки
снизились на 20" (фиr, 65, а), а в стеlll<ах камеры сrорания
на 300 (фиr. 65, 6).
Необходимо ПОДЧерЮIУТЬ, что подбор соответствующеrо дефлек
тора д,'IЯ rОЛОВIШ цилиндра должен обязательно сочетаться с изме
пением КОНСТРУIЩИИ rОJIOВКИ и послеДУЮЩЮI уточнением формы
дефлектора_ Без взаимной подrонки формы rОЛОВI<И и дефлекторов
задача может быть решена лишь частично_ В этом отношении npek
ставляет интерес способ охлаждения rоловки цилиндра (фиr. 66, а)
и llилиндра (фиr. 66, 6 и в), предложенный Ленероы [17]. На этих
схе:\УаХ ПОТОI{ охлаждающеro воздуха делится на части, каждая
из которых охлаждает определенную зону. I1YTb каждой части потока
при этом I<ороче, а сопротивление меньше. Вызванное этим увеличе
ние скорости воздуха и уменьшение ero HarpeBa приводит к повыше
нию теплоотдачи. Эти схемы MorYT найти примеllение на двиrателях
с большим диаметром цилиндра. Конструктивная возможность
,использования их должна быть JJpOBepeH .
121
Общие рекомендации
Анализ приведенных схем дефлекторов позволяет наметиТl>
основные общие рекомендации:
1. Наличие дефлекторов для оребренных цилиндров является
непременным условием получения эффеIпивноrо и paBHoMepHoro
охлаждения при МИНИl\ШЛЬНОЙ затрате мощности.
2. С целью лучшеrо использования охлаждающеrо воздуха
степень ero HarpeBa должна быть настолько высокой, насколько это
допускается условиями долrовечности и надежности работы дви
rателя,
3. Выбор схемы дефлектора в первую очередь определяется
потребными значениями скорости воздуха на отдельных участках
периметра обтеI<аемоrо тела, обеспечивающими необходимую тепло
отдачу, и сводится 1< выбору СОотношения сечений воздушных
каналов.
4. Схему деф.rJеIпора следует выбирать лишь после определения
!\Iинимальноrо проходноrо сечения воздушноrо ТрaJпа, rарантирую
щеrо условия переllоса тепловой энерrии от поверхностей HarpeBa
к охлаждающему воздуху, с учетом количества и физичеСI<ИХ пара
метров воздуха.
5. За исходную всеrда дo.rIжна быть принята наиболее простая
из схем дефлекторов. Окончательная проверка и доработка схемы
ДОJIЖНЫ производиться ЭI<спериментаJIЬНЫМ путем. НеоБХОДН!I<1O учи-
тывап.>, что нриведенные данные относятся к ус.'10ВИЯМ сравнительно
спокойноrо набеrания воздушноrо ПОТОI<а на лобовую поверхность
цилиндра. В действительности ОКО.'10 лсбовой поверхности имеет
место значительная турбуленция воздуха, создаваемая вентиля-
тором.
6. Приведенные данные относятся к оребренным цилиндрам
круrлой формы; для цилиндров друrих форм, а таюке ДJIЯ цилиндроn
круrлой формы, но окруженных друrнми элементами (штанrи тол-
кателей, шпилы<и крепления rолоВI<И), которые охватываются
дефлектором, указанные данные должны быть скорректиро-
ваны.
7. Для цилиндров малоrо диаметра, коrда величина расхода
мощности на охлаждение относите.rJЬНО мала (менее 5 б% от НО IИ-
наJIЬНОЙ мощности двиrателя), целесообразно применять дефлек
торы 5 Н.'1И 7 с широким «раскрытием» (см. фиr. 51), для цилиндров
большоrо диаметра, у которых трудно снизить расход мощности
на охлаждение, целесообразно применять дефлекторы б с малым
«раСI<рытием». Для цилиндров средних размеров можно использовать
комбинацию дефлеIПОРОВ 5 и б, ,
8. Дефлеl{тирование rоловок цилиндров представляет З}lачи
тельно большие трудности, чеl\I дефлектирование ЦИ.lиндров;
поэтому при отсутствии ЭI<спериментальных данных по rеометрнчески
подобным rоловкам проектирование системы охлаждения лучше
Bcero начать с roловки без дефлектора. Более важным является
обеспечение необходимоrо Ж!iвоrо сечения rО,1l0J3КИ для прохода
122
охлаждающеrо воздуха. При этом определяющими ЯВЛЯЮТСЯ степень
HarpCBa воздуха при прохождении ero по отдельным каналам и пре
дельно допустимые температуры наиболее ответственных точек
I'ОЛОВКИ. Особое внимание должно быть yдe.'1e 1O охлаждению пере-
мычск между rнездами клапанов, форсунOI{ и дополнительных камер
crорания в дизелях и свечей зажш'аНЮI в карбюраторных ДВllrателях.
Охлаждение особо lIarpeTblx мест В ряде случаев может быть ocy
ществлено путем непосредственно"о ПОД130да к ним части потока
ОХ.'1аждаlOщеrо ноцуха.
Указанные рекомендации В отношении наиболее рациональной
схемы дефлеК1'"рования нельзя рассматривать как твердые правила.
Окончательные выводы о приеl\fJlемости той или иной схемы дефлеl{
"ИрОJ\<НIИЯ для конкретной I<ОНСТРУI<ЦИИ двнrателя можнО сделать
1ИШh после экспериментальной проверки с измерением температур
соответствующих точеl<.
Т.7АВ,4 /1'
РАСЧЕТ СИСТЕМЫ воздУшноrо ОХЛАЖДЕНИЯ
Расчет СIlСТбlЫ IЮ.ЦУШllоrо охлаЖДения ,J.виrатеJtя I3I1YTpeHHero
сrорания, в конеЧНО:\1 счете, сводится к устаНОв.'Iению нараметров,
обусловливающих конструктивное оформление оребретш цилиндров
и их rоловок. а таЮI{(' к определеlllllО потребноЙ мощности и раЗ:\lеров
вентилятора с IlРИПОДОМ.
BB IДY бо.1ьшоrо КОЛИ'lества взаимообусловленных факторов,
влияющих lIa Эфф('IПНВI-IOСТЬ систе:\IЫ охлаждения, дать прямое
однозначнос решение для нахождения указанных выше параметров
не пред.ставляется ВОЗМОЖIIЫМ. Так, ДJIЯ определения П.;lOщади ореб
рения Нt'обхо.'lЮIO :щать В(.'.'Iичину КОэффllциента тсп.rlOотдаЧII, KOTO
рый зависит n OCHOL!IIOM от СI{ОРОСТИ воздуха в межреберных каналах;
в то же вреМя эта скорость сама является функцией КОIIСТРУIПИВНЫХ
форм и размероI3 ребер. Для расчета вентилятора надо знать необ-
ходимую степень псnышения давлсния и потребную производитель-
ность венти.'1ятора, которые ОllSlТь таки MorYT быть определены
rолыш нри извсстных данных о конструкции оребреНIIЯ. Кроме Toro,
решение данноН задачи усложняется также ВJIИЯШlеl\1 следующих,
почти не по,:иающнхся учету факторов:
1) раз.'IИЧИЯ параметров, характеризующих оребрение rОЛОВI{И
и ци.'Iин::r.ра;
2) неравномерности оребреIlИЯ rОЛОВI{И и цилиндра (разная
высота ребер, наличие отверстий или разрывов в ребрах для шпилек
крепления ЦИЛlIндра и .J.p.);
3) раЗШIЧИЯ скоростей воздуха в разных сечениях.
Сложность состоит не только в отсутствии точных данных о взаи
мозависимости расчетных параметров системы охлаждения, но и в раз
делении параметров на определяемые и исходные. Поэтому на прак
тике при проеI{Пlровании двиrателя с воздушным охлаждением
исходят, KaI{ прави.'IО, из удельной поверхности оребрения. а более
точнОе определение параметров системы охлаждения и ес отработку
производят в процессе доводочных испытаний.
Однако, как показывает опыт, провсдение предпарительноrо
даже caMoro ОрIlеНТИрОВОЧllоrо расчета может избавить от неожидgн
ностей при проведеllИИ доводочных испытаний вновь спросктироваl/
Horo двиrателя. При пrедварительном расчете следует задапаться
ИСХОДНЫr-lИ УСЛОБИЯМfi, неоБХОДИМblМИ не только для Qпределеющ
124
конструктивных параметров двиrателя, ио и для проведения расчета
ero системы охлаждения. Сюда относятся: внешние условия (тем-
пература, давление и влажность окружающеrо воздуха), а также
УСЛОВИЯ работы двиrателя (режим ero работы и тешювое состояние).
На этой стадии расчета можно определить величину живоrо сечения
RОЗДУШНЫХ I<аналов, а СJlедоваТeJlbllO. и меЖЦИJlИндровые расстоя
ния. По.ТJученные данные дают ВОЗМОЖIЮС1Ъ разработать KOHCTPYK
цию ОХJlаждающих ребер, а затем перейти 1< окончате.'IЫIOМУ расчету
системы ОХJlаждения, т. е. к опреде.'1ению велнчины поверхности
ОХ.'Iаждения и параметров вt'НТИJlятора.
При ПрОRедении расчета системы охлаждения необход.имо учи
тывать. 'по в процессе эксплуатации двиrаТl'.lЯ состояние ero ПОС.IJе
опреде.lIснноrо MOMellTa BpeMeHII наЧII/IЭL'Т у ХУ.1IJНI'IЪСЯ: ПОRЫII[Ж'ТСЯ
КОJшчество Harapa на повеРХIIОСТЯХ рабочих дета.'Iей, ухудшается
ТОПJlипная экономичность двиrателя, заrрязняеТСSI поверхность
оребреllИSl. Ввиду этоrо система ох.rrаЖ.lеIlШI .'I1060ro двиrэтеля.
независимо от ее типа, До.'Iжна иметь заllас ох.'IаждающеЙ способно-
сти. Это тем более справед.ilНВО в ОПIOIlIСIIIШ системы воздуwноrо
ОХ.ТJаждеIlИЯ, обладающеЙ вследствне отсутствия ВОДЯIIОЙ рубашки
пониженной аККУЫУJШРУlOщей сrюсобностыо. 3аН<lС ОХ.lаждаЮЩ,ей
снособlЮСТИ может выражаться в IIOIlИжrнных расчетных тс:\-шерату-
р<IХ детааей, в увеличенной поверхности охлаждеllllЯ ИЛII в ПОlJышен
ноЙ нроизводнте,J1ЫЮСТИ веНТИJlятора. Uе,lесообразнее Bcero. еС.'IИ
имеется ВОЗМОЖIIОСТЬ, создавать запас охлаждающеЙ Сllособности
за счет уве_1И'lеIIИЯ новерхности охлаждения, так как это, во первых,
повышает аккуму.ТJИРУЮЩУЮ способность систеJ\-IЫ и, BO BTOpЫX,
не требует увеличения расхода мощности lIa охлаждение. Снижение
расчетных температур равноси.тIЫЮ rlOвышеШl1O производ.ите.IJЬНОСТИ
вентилятора и сопряжено с повышеииеl\l расхода J\IOЩIIОСТИ на охла-
ждение, ПОЭТО:'IУ менее желате.'IЬНО.
Ве.f/ичина запаса охлаждающей способности зависит от степени
возможноrо ОТКJIOII('НИЯ деЙствительных условий работы двиrателя
от расчетных. Это в первую очередь относнтся 1< температуре OKPY
жающей среды, затем к реЖИ:\IУ работы двиrателя 11. наконец. "состоя
нию послеДllеrо. Ве.ТJичина запаса ОХJlаждающеЙ Сlюсобности может
быть опреде.lJенэ ЮIШЬ lIa oCHoBaHl1II KOHKpeTI!OrO за.J.81l11Я, 110 во всех
случаях требуется не Mellee че f 5 1О% ныЙ запас.
13. ИСХОДНЫЕ ПАРАМЕТРЫ РАСЧЕТА
К исходным параметрам расчета относятся пара:'lетры OKPY
жающей среды, заданный уровень Т(':\lПеРrIТУР рабочих дета.'Iей
и режим работы двиrате.IJЯ.
Внешние условия
К внеШНI1М расчетным условиям относятся температура, даВJlе/lие
и влажность воздуха, при которых ДQлжен работать двиrатель.
Эти ус.'IОВИSl В значительной мере определяют как вепичину lIеобхс
125
димой поверхности охлаждения, так и затрату МОЩНОСТИ на привод
вентилятора. Поэтому при сравнении расхода мощности на ОХ.1ажде-
ние у отдe.nьных двиrатe.nей c.nедует учитывать, для каких внешних
уc.nовий ОНИ спроектированы.
Основным параметром внешних уc.nовий для расчета системы
ОХJ1аждения является температура окружающей среды.
Температура воздуха в ОТДельные периоды rода и для различных
районов колеблется в широких пределах. ДJ1Я расчета воздушнсrо
ОХJIаждения более рацнонаJIЬНО принимать не крайние значения
температур окружающей среды, а HeCKOJIbI<O более блаrоприятные,
но при этом необходимо предусмотреть возможность изменения
охлаждающей спосо(ности системы.
В тех случаях, коrда внешние условия не oroBopeHb! особо,
в Ka'IecTBe маl{сималыlOЙ расчетной температуры принимаlOТ темпе
ратуру окружающей среды, равную +40 С ; при наличии требования
надежной работы ДВllrателя при повышенных температурах окру-
жающей среды в качестве расчетной может быть принята темпера
тура +550, которая близка к маКСИlllалыюй тропической. Нижние
rраничные значениЯ температуры окружающей среды не отражаются
на расчете систеi\-IЫ ОХJlаждения, но должны быть заданы при раз
работке системы реrулирования охлаждения.
УказаНIIЫМ значеllИЯМ температур окружающей среды COOTBeт
стпуют опредеJIеl-lные значения плотности н вязкости воздуха.
Наряду С ТЕ'мпературоЙ воздуха до,rlжна быть задана и ero В.11аЖНОСТh,
еc.nи она значительно ОТI{лоняется от средней. Это необходимо ДJJЯ
более 'fочноrо определения плотности воздуха. Измснение атмосфср
Horo давления оказывает НИЧТОЖIlое влияние на изменение пара
метров воздуха, поэтому в большинстве случаев можст не учнты
ваться.
Итак, для двиrателей автомобилей, тракторов и стационарных
установок общеrо назначения в качестве ИСХОДных данных внешних
условий для расчета системы охлаждения можно принять лишь
температуру окружающей среды, равную +400.
В случае необходимости пересчета пара метров СlIстемы охлажде-
ния серийноrо двиrателя вследствие изменения "нешних условий
более целесообразно изменить чиc.nо оборотов Ji.'1И размеры венТИ
лятора, чем конструкцию деталей двиrате.пя (раЗ:\iеры ОХJ1аждающих
ребер и пр.).
Расчетные температуры рабочих деталей
Система охлаждения должна быть спроектирована таким обра-
зом, чтобы во времЯ работы двиrателя температуры ero деталеи
не достиrаЛIl критичеСI<ИХ значениЙ. Одной из важныХ преJ.ПОСЫ,'10К
решения этоrо вопроса является разработка раиИОllалыlOЙ кон-
струкиии цилиндра и ero rоловки. В ТaJ<ОЙ конструкиии распределе-
ние температур по поверхности HarpeBa должно оставаться более
или менее равномерным на всех режимах работы двиrателя и должна
126
соблюдаться пропорциональность между температурами отдельных
точек. Это позволит судить об изменении тепловоrо состояния дви-
rателя по температуре I<акой нибудь одной точки, например, точки,
раСПOJюженной в перемычке между rнездами клапанов, около свечи
зажиrания (в карбюраторных двиrателях) или около форсунки
(в дизелях). Можно также ориентироваться по температуре верхней
зоны цилиндра.
При отработке конструкции в качестве критерия Для оценки
системы ОХ,Т1аждения обычно принимается температура наиболее
наrретой точки дашюrо двиrателя.
Н большинстве случаев эта точка расположена в перемычке между
rнездами клапанов, около rнезда ВЬШУСI<ноrо клапана. Для измере
ния соответствующих температур установка датчика термопары
в указанной перемычке сопряжена с неудобствами и с риском порчи
rоловки, поэтому термопары устанавливают обычно в одной ИЗ б,Т1ИЗ
рвсrЮ.Т10женных точек. При этом предельно допустимая температура,
измеренная в ТОЧI<е установки датчика, должна быть соответственно
ниже маКСИМ2лЬНОЙ предельно допустимой.
Преде.'1ЬНО допустимое значение температуры опреде.Т1яется усло-
виями работы двиrатеJIЯ, харaJпером и длительностью el'o заrрузки
и друrими факторами. Для предварительных расчетов системы охла
ЖЩ'IlИЯ можно пользоваться данными табл. 14, составленной на осно.
ваНIIИ измерения теМПt'ратур ряда двиrателей (см. r.'1. 11).
ТаБЛU/fU /4
ПрСДfJIЬНО допустимые зна'IСНИЯ тс",шеlJатуры rо.qовки цилиндра И Itилиидра
1'1111 AJlIfTaTe.1SJ
ПредеЛhНО AOIIYCTIJNaH re..neparypa в ос
ЦllЛНllдра I rоловкн I\ИJ]l{lIдра
Из спецнальното чуrу"з I Из аЛЮ>lIIlIневоrо
Cn.1CJBi:I
,
I 180 300 32O 200 220
I
СтаJ1lЮlIарlIЫЙ
Тракторный .
АRтоt.юБНJlЬНЫЙ
: I
200
220
320 340
34()........З60
22() 240
240 260
Приведенные значения теfo,шератур относятся к работе двнrателя
с поднои наrрузкоЙ: для частичных наrрузок температуры будут
с(ответственно ниже.
Соответствие действительных температур двиrателя принятым
в расчете доюкно быть провереllО экспериментвльно при ДОВОДI<е дви-
rате.'1Я. При этом особое внимание должно быть уде.'1ено выявлению
наибо.'1ее наrретои зоны.
Превышение предельно допусти:мых температур rО.Т10ВКИ иилиндра
в карбюраторных двиrателях может привести к появлению детона-
иии, преждевременной вспышки и к помехам со свечой; в дизелях
к закоксовыванию или зависанию иrлы форсунки; в двиrателях
обоих типов к увеличению нвrарообразования, короблению
127
и проседанию седел клапанов, к деформации rоловки в целом, YXYk
шению мощностных и экономических показателей. Во мноrих
случаях неизбежно появление трещин.
НеоБХОДИJ\Ю подчеркнуть, что приведенные в табл. 14 предельно
допустимые температуры относятся к чистой rОЛОВI<е; при наличии
на поверхности теплоотдачи отложений, препятствующих отводу
тепла, деЙствительные значения температур будут соответственно
выше.
Превышение преде"lЬНО допустимых температур цилиндра при
водит к усиленному износу ero рабочих ПОI3срхностt>й и поршневых
КО.lJец, 1< повышенному выrоранию масла, заКOI<совыванюо поршне-
вых КО"lец и 1< друrИi\l отрицате"lьныM ЯВd1ениям.
.мииимаJIЬНУЮ температуру внутренней поверхности rоловки
и ЦИJlиндра желательно иметь НС ниже 130 140"; Во всЯl<ОМ случае
она должна быть выше точки рОСbl отработавших rазов, равноЙ при
БJlизитеJlЬНО 65 70C'. Температуры точек, лежащих вне рабочеrо
пространства, MorYT быть ниже. Для стенок впускнOI'О патрубl<а
дизеля это весьма желательно.
Знание предеJIЬНО допустимых температур необходимо Д.'lЯ общей
ориентации при Ilроектировании двиrате,lJЯ и для IIрОВерКИ COOT
веТСТВIIЯ их деистщпсЛl>НЫМ тсмпературам при испытаниях onbITHorO
образца, ДJIЯ расчета системы ОХЮl>кдепия неоБХОДИi\1O также зна
ни среДНИХ теl\шератур поверхности теплоотдачи. Допустимость
ИСПОJlьзования последних основывается на преДПО.'lаrаемоЙ пrОIlОр
ционаJIЬНОСТИ температур отде.IJЬНЫХ точек рассматриваемоЙ детали
максимальной ее температуре. Для средней температуры оребреНJю i
поверхности можно принять следующие значения (8 ДОJIЯХ ОТ пре
дельно допустимой температуры для этой же детали):
Д.'IЯ rО:JОВКИ ЦИЛl!J!Дра . . O.4 O.45
дДЯ ц.илиндра . . . _ . O,7 .75
Разница отношения средней расчетной температуры к предельно
ДОПУСТIIМОЙ для цилиндра и для rО,IJОВКИ объясняется тем, что
ЦИ.IJИНДР солрю<асастся с рабочими rазами почти по всей своей высоте
(хотя и не все время). а rO.10BKa TOJlbKO СВОИ:liI основанием, Вс.lJед-
ствие чеrо rрадиент температуры по высоте цилиндра ниже. чем
по высоте rоловки.
Расчетный режим работы двиrателя и количество тепловой
энерrии, подлежащей отводу
Система охлаждсния должна поддерживать ТаУ<ое тепловое состоя
ние ДВИI'ателя, при ]<отором обеспечивается ero нормальная работа
на всех режимах. При изменении условий работы двиrате.'l51 поддер
жанне ero тепловоrо состояния не ниже опредслснноrо уровня ocy
ществляется при помощи системы реrулирования охлаждения.
С одной стороны, казалось бы, что за расчетныЙ режим, при
котором определяются параметры системы охлаждения двиrателя,
должен быть принят режим максимальной мощности, при котором
128
тепловой поток в СТенки Достиrает наибольшей велl-iЧIШЫ (точка Рl,
фиr. 67). С друrой стороны, учитывая не только харюпер изменения
теплоотдачи в стенки (I<ривая 1), по и характеристику производи
тельности вентилятора (кривая 2), BaJI l<oToporo связан с КО.l1енча-
тым валом неизмеННЫi\1 передаточным отношением, режим двиrателя,
определяющий параметры системы ero охлаждения, переместится
в сторону меньших чисел оборотов и будет соответствовать Hel<OTo
рому режиму, характеризуемому точкой Р2' При падеНИИ числа
о IiКО/l/ЧОС
I
П 1
п, п об/"!",,
Фиr. 67. К выБОI)У расчетноrо рсжима работы двисателя
для опредeJIешlЯ парамстроu системы охлаждения.
оборотов вентилятора ero ПРОИЗВОДитеJIЬНОСТЬ. а CJleAOBaTe.l1bHo,
и эффеl<ПШНОСТЬ охлаждения, уменьшится; при этом теплопередача
от стенок также снизится, но в меньшеи степени, чем ЭффeI<ТИВНОСТЬ
10хлаждения, поэтому температуры рабочих деталей двиrатеШI
неСКО.I1ЬКО Возрастут. Если новышение температуры превысит допу-
стимую величину, то за расчетный реЖЮJ надо принять параметры,
соответствующие точке Р 2 (и через эту же точку должна пройти xapaK
теристика вентилятора 3), Tal< 1<31< при падении ЧИС.rIа оборотов
ниже п2 значитеЛЬноrо повышения те шератур двиrателя уже
не До.I1ЖНО ПрОИЗ0ЙТИ. ТОЧI<а Р2 обычно соответствует режиму макси
мальноrо крутящеrо мо:\тента. lIри этом необходпмо обеспечить ВОЗ
можнрсть повышения числа оборотов веНТИ.lятора до веJ1ИЧИИЫ,
соответствующей точке Рl, при сохранении наД.rIежащеrо ero к. п. д.
Система охлаждения должна быть спроектирована так, чтобы при
переходе с расчетноrо режима работы двиrатеJIЯ на любой Ilерасчет
ный температура рабочих деталей не превышала предельно допу
стимой.
Количество тепловой энерrии, отдавае ой СИстеме охлаждения
без учета энерrии, отводимой масляным радиатором, может быть
найдено по известноЙ эмпирической фОРМУJlе:
Q =: ANcgeh и ккал/час,
(68)
129
9
Д. Р. Поспелов 409
rде А ДОЛЯ теПJIOВОЙ ЭIiсрrии топлива, отводимая В систему
охлаЖДения; для J<ар6юраторных двиrателей
А == O,28-- 0,33, Д.:IЯ дизе.'1ей А == 0,25+0,30;
N e и ge - эффеl<ТIIВная мощность В л. С. и удельный расход
ТОIIЛИВН в ке/л. с. It., соответствующие расчетному
режиму работы двиrате':IЯ;
h и теплотворность ТОП lива,
К найденноЙ ве.1ИЧ IНе Q прибавляется 5 10% от ее значения
для дизелей и 10 15 o Д.1Я l<tlрбюраторных ДВИrате.l1ей, ес.I1И необ
ХОДимо уч('сть КО.iIичество тешlОВОЙ Эllерrии, поступающеЙ в систему
охлаждения от маС.l1яноrо радиатора. Принимая Д lЯ современных
двиrателеЙ со средними ПОI<нзате.1ЯI\IИ уде.l1ьные расходы топлива
на номинальном режиме 0,2 к?/л. с, ч. (дизели) и 0,25 ке/л, с. It. (I<ap-
бlOраторные ДВIIrатели), а таюке Cpt=,J.l-lие (из указ.анных выше)
значения коэффициента А, при теП.110ТВОРНОСТИ бензина и дизельноrо
топлива соответственно 10 300 11 10 000 ккалiке, подучим:
для дизелеii
Q == O,275N c O,2.10000 == 550N,; (69)
Д.ТIЯ I<арбюраторных двиrате.l1ей
Q == O,305N"O,25.10200 == 778ЛI с . (70)
с.l1едовате. I IЬJ-IO, в сrеДНt:'J\! карбюраторный двиrате.I1Ь при работе
на номинальном режиме ДО.1ЖСН отдавать в систему охлаждения
приблизитеJIЫlO на tJO u ОО;lьше тепловоii энерrии, чем одинаковыii
с ним по мощностн ДИзе.'1Ь.
ПереПИС<iВ выражени(' (б9) n форме
Q -- CN e ющл'//{t7с
и раздеJIИВ обе ча{ ти ур:ШllеflJ;Si на N c , ПО.:'Jучим
{] == С f,l\iu. .1. с. ч.
Коэq:фициен'I' С указывает на количество теП.'lовоrl энерrии,
подлежащее отводу в систему охлаждения в течение ОДноrо часа
на каждую эффеJПИВНУЮ лошадиную си.ау ДНlirате.'lЯ. Значение el'o
зависит от эффеl(ТИВНЫХ ПOl<нзате.1СЙ и IЮНСТРУI<ТИВНЫХ особенностей
ДвИ\'ателя и для дииrате.'lСЙ с воздушным ОХJ18ждением от вентиля-
тора колсб.'1ется в С,'1едующих преД('<18Х (в /Скал/л. С. ft):
Дllзс.1И . . . . . . . _ . . . , . . . . . . . 350 --650
Кl1роюраторrlые ДBнraтe;1II . . , . . . 550 R50
14. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРдl\\ЕТРОВ СИСТЕМЫ
ОХЛАЖДЕНИЯ
I(оличество 1I0требноrо охлаждающеrо воздуха
Количество охлаждающеrо воздуха, необходимоrо для отвода
задаНlIоrо количества теЛ.lОВОЙ энерl'ИИ, определяется из выражения
G I == (l Q ') 1\.i!/ftl4C, (71 )
("р, 1" 1,
130
:l удельный расход воздуха, т. е. расход. приходящиikя на 1 э. л. С.
двиrателн,
с' Q
q, == N e == N,cPZ(tlo tle)
Ahl/geN е
N,cPI (/10 tz e )
Ahl/g e
Ср' (ilo t'e) ,
rде С р ' средняя теплоемкость воздуха при постоя н HOi\'1 даВJlении
в интервале температур t, н t , ;
а е
t ,e , t Za соответственно средние температуры воздуха, входящеrо
в межреберные каналы и выходящеrо из них.
Применяемые для рассматриваемых двиrателеЙ топлива мало
отличаются по своей теплотворности, а теплоемкость воздуха изме
I-lяется с температуроЙ очень незначителы-l,. поэтому приб.'lИжеllНО
мОжно считать, что
Ag e
g'==C ( t t ) '
10 'е
а для Оllределенноrо режима работы Двиrателя, коrда А == сопst
и ее == const, получим
е, == CI Ке/л. С. Ч.
tl a t 'e
(72)
Таким образом, при работе двиrателя на определенном режиме
удельный расход охлаждвющеrо воздуха обратно пропорциона.1ен
повышению температуры воздуха при ero прохождении 110 межребер
ным K3HaJlaM. Степень HarpeBa воздуха определяется разностью
температур между стени:ой и воздухом, скоростью движения во:щуха
в межре6ерных каналах и физичеСIШМИ ero своЙстваыи, причем пер-
вые два фактора имеют решающее значение. HarpeB воздуха неоди-
наков по высоте цилиндра и rоловки. В зоне расположения l{aMepbI
сrорания наблюдается наибольший HarpeB (на 40 70C» в зависимости
от I{ОНСТРУКЦИИ двиrатеJIЯ, режима ею работы, эффективности
системы охлаждения и температуры окружающей среды.
От камеры сrорания в обе стороны, т. е. в сторону цилиндра
и в сторону ero rОJЮЩ<И, HarpeB воздуха уменьшается вследствие
lIадения температуры теплоотдающих поверхностей. Повышение
температуры воздуха в удаленной (нижней) от камеры сrорания
зоне составляет 20 ЗОО. HarpeB воздуха в средней части цилиндра,
приб.тiизительно равный среднему HarpeBY Bcero охлаждающеrо
воздуха, обычно колеблется в преде.lJах ЗО 500. Меньшие значения
относятся к цилиндрам Ma.IJOrO диаметра и работе двиrателей с частич-
ными наrРУЗl<ами, большие значения к ци.IJИНДраi\l большеrо
диаметра и к работе двиrате,,1еЙ с i\lаксиl'>ШЛЬНЫ:'Ш наrрузками.
Цилиндры бо.rIЬШОЮ диаметра труднее охладить ВС,,1едствие
меllьшеrо отношения их поверхности теплоотдачи к рабочему объему.
Это заставляет допускать повышенный HarpeB охлаждающеrо Воз-
духа, т. е. повышенные температуры стенок, чтобы расход МОЩности
на охлаждение нахоДИ.ТIСЯ в допустимых пределах. Это объясняется
9* lЗl
следующим. Чем больше диамстр цилиндра, TCi\'1 большс путь ОХ.1lа
ждающеrо воздуха. Лоэтому для поддержания пизкоЙ СТСIlСНИ ШJJ'ре
тости воздуха ПРИШ.l0СЬ бы Зl:lачите.1ЬНО попысить ero скорость.
А так как потеря ДJвления пропорциональпа I<BaдpaTY скорости
воздуха, то расход мощности НЕ\ подачу воздуха резко бы вшрос.
Влияние действите.1ЬНЫХ УСJЮВИЙ работы двиrателя на ero ПOl,а
затели значительно упрощает задачу выбора оптима.'1ЬНОИ степсни
l. l
"с
. ,.... . ... . , :-. ,. 1
'i
r:п
.
f ! I i
. t . "
б
,.1
l; /
20
О
700
1100
1500
й}
i U
80 . ! rl
бо . t 8j
O i
20
1000 2000 1000 п ot'i!"1UI/
[;}
"
"I .
1900 п 00/ нин
( HC. 6S. ПОII':Ш.'НlIС
. '11;: 'рач'rы IЮJДУХ!l
при ПРОХОЖД('ШIII МСЖ
реберных I(ШI8.70В;
(f ДI!'3t.'.Т'1lf: б l(арuЮ
п<:1ТОрНЫ(! ]tU!lr3Т JJИ;
J Деiiтц FЗL514 (ци-
_",,,,др); 2 Дt"ЙЩ F31.511
(I"оло"ка); а ТаТр:! !112М
(ro< oRKa); 4 THI''1 912,\\
(ЦIIЛIШДР); . Ap,'cTJ1ollr,
Сид.,и (ЦII.1IIIIДр); 6 ApM-
ctpOllr-С't;t.,,, (rо.'юска);
;' Татра 603; 8 CII'
TPoell 2С.
HarpeBa охлаждающеrо воздуха. (тс'пень lIarpeEa воздуха IlpciI.rTaB
ляет собой разность между температурами воздуха, выхuдищеrо
из межреберных каналов, и воздуха, ВХОДящеrо в них. Температура
ВХОДящеrо воздуха равна температуре окружающей среды (если
IJe СЧИ13ТЬ ничтожноrо JlarpeBa в вентиляторе) и задается КЮi одно
ИЗ исходных условий. Что I<асается температуры ВЫХОДящеrо поз
духа, то из условий нормальной смазки ЦИJIИНДРОВ она не должна
превышать 90° н JIИШЬ В OTAeJlbHbIX случаях 100<>. Следовательно,
II3rpeH воздуха в межреберных каналах не ДОJIЖСН превышать
100 40 == 600. Но и снижать степень HarpeBa нет смысла, так
как это приведет 1< повышенню затраты мощности на вентилятор.
На фиr_ 68 приведены данные о повышении температуры воздуха
для ряда днзеJIСЙ и карбюраторных двиrателей с ВОЗДУШНЫ:\1 охла
132
,
ждением. ВеЛИЧlIна HarpeBa воздуха может быть определена из выра-
жения (52)
1
!:J. f 1 :=о О,8 + О,В5 !:J. t""
rДе !::.tl::) повышение температуры ТЫ.1ЬНОЙ стороны ЦИ.'JIIНДРа
по сравнениlO с температуроЙ стороны набеrания воздуха.
Иноrда B"lecTO подсчета )(оличества I10требноrо вuздуха по )<оли
честву отводимоЙ тепловоЙ энерrии и величине иаrрева охлаждаю
щеrо воздуха задаются непосредственно уДеJIЬИЫМ расходом воздуха
и по нему подсчитывают потребное ero количество.
В таб.l. 15 I1риведены удельные расходы ОХJIаждающеrо воздуха
некоторых карбюраторных двиrате.'Jей и ДИзс.lей. Как видно, удель-
ный Р<JСХОД воздуха колеБJIется в пределах З5 IО4 Jr1 3 /Л. с. Ч., в зави-
симости от типа и конструкции д ВШ"ате.1Я. В табл. 16 приведены реко-
мендуемые ориентировочные значения удеЛЫlOrо расхода охлаждаю-
щеrо воздуха для I<арбюраторных двиrателеЙ, cocTaB.lJeHHbIe на основе
таб.'J. 15 и друrих литературных и э){сперимеНТ8JIЬНЫХ данных.
т аблича /5
ЗliачеНI\Я YAe';IMIOl'o расхода воздуха и затраты мощности на ОХJ!аждение
I t! 1 '= " I Затраты
tJ :а ns,,; ЪtОЩНО:ТИ
о . :r: t;(:.-: .
I = ..с. О '-; на oxпa
=. I '; '''.1енис
IO r1nsa .
j:;;: "',>' to."' ",Ih А.с.1 В /.
;..DlI....aTt>-IЬ
' ''' " ,.; I З.JТраты 1 1
r.'ОЩНОСТlf I
= " I .!) о:;......:. на OX..'1a
. i": ...::I ж::еНI.е I
Iз""';; 8';: I . I
1"""1.... "'''' ",1 п л. С. п Y. 1
l\ШII af('J]1.J
'!
ЭIlфJl.щ 100 . 2rJ I 75 0,9 4,5 :
Tf1Tpa 912,'11\. !)о 61.6 6.2 3 6,9 , '
fю.%днер 2LD. 17 60 0.51
д зо _. _ . . 351 51,5 2,3 6.5,
ДеilТЦ F L514 _ , 48 45 3,75 7,B'I
АрЖТрО!lr СJlДJlII 2 35,5 1 2,2
ArTrp ВУ. 020и 49,5 12 6
Робур GJ) 4 60 45 47 В
ВСрНОII ПUП 25, 1.2 5
T Tpa. 111. 202 1 ' 7,6 3,8
SAME . . . 61 5,35 В I
'1
Д.1Я кщ:бюраТОрllЫХ двиrате.lJей
расход воздуха на 20 25 больше
дены в таб.lJ. 16.
I
I
I
I
1
Д/l;lсли
Карбюраторные дви i?атели
Снтроен 2СУ. 12 100 0,42
Франклин . . . В7 В9,5 4,2
Татра 600 . .. 52 56,2 3,5
ФО.fJьксвюоеll . . 30 45 3
П:lрше3б9(I.l л) 56 42,75 5,7
Татра 603 . . . ВО 37,5 6
П()рше547 (1,5л) 135 34,6 В,В
ШrеЙр. . . 75 3,2
Паllар ДlIна 42 1,3
Фиат 500 13 2
Л'ЮИД . '119 40
3,5
4,В2
6,7
10
10.2
7,5
6,5
4.3
3,1
15,4
можно п;>ннимать удеJIЬНЫЙ
тех величин, которые приве-
ТаблU/{а 16
3!I3'lения УДI.'ЛЫlоrо l acxoдa охлаждающеrо воздуха для Дl1Зl.'JJей
с воздушным ('Х. аждеl1ием (в .м"/А, с. '1.)
.l' иа!ltеrр Ilилиндра 8 ;.'М
Тип ДоН:"атеJIИ
7:' IOO
100 125
Свыше 125 150
Сr;щнонарныii
Тракторный .
ЛlIтомоt'II,'1 ьны ii
60
55
50
55
50
45
50
45
40
123
Приведенные значения удельноrо расхода воздуха относятся
к дефЛСJ<тироваНJlЫМ ЦИ.IIИндрам; при свободном обдуве, приме
нимом лишь Д.JJЯ цилиндров диамеТрОi\l не более 80 ,М,М, удельный
расход воздуха будет на 20 25% Выше. Уменьшение удельноrо
расхода ОХ.JJаждающеrо воздуха с увеличением диаыетра цилиндра
объясняется более высокоЙ допустимоЙ степенью H3rpeDa воздуха.
Практика показывает, что с развитием конструкции ДБиrателеЙ
с воздушным охлаждением удельный расход охлаждающеrо ВОз
духа постепенно снижается вследствие повышения эффеКТИRllOrо
к. п. д. ДБиrателя и усовершенствования системы охлаждения.
Выше rОВОРИ.1l0СЬ о значениях удельноrо раСХОД1 воздуха Д.IlЯ
двиrателя в п.елом, без разде.'1ения ero на доли, приходящиеся
отдельно на цилиндр и rОЛОВI{У. OAHaI<O при расчете оребрения YKa
занных элементов такое раздеJIение необходимо. IIpl1 отсутствии
ЭI{сперимента.JJЬНЫХ данных в качестве первоrо приближения можно
принять, что СОПРОТИВ,lIение rоловки и цилиндра проходу воздуха
одинаково и распределение охлаждающеrо воздуха между rолош<ой
и цилиндром происходит пропорционально ПРОХОДным сечениям
их воздушных каналов. Однако действительное распреДС.lJение
неСКО.IlЬКО отличается от указанноrо Бс.llедствие различия в rидраБЛИ
ческом сопротивлении rоловок и ЩIJIИНДРОВ.
Опыты по продувке rоловок и цилиндров ряда двиrатслей с Воз
душным ОХJIаждением в аэротрубе при постоянном псрепаде стати
ческих давлений (100 K<,I. (2) показ8..llИ (табл. 17, rрафы 12 16),
что необходимый харю<тер распределения воздуха определяется
в первую очередь особенностыо J<ОНСТРУКЦИИ ДБиrателя и во вторую
очередь приннтым способом смесеобразования, размерами
цилиндра и ДРУI'ИМИ факторами. Из сопоставления данных видно,
что у дизелей с неразделенной камерой сrорания доля воздуха,
проходящеrо по каналам ЦИJIИндра, колеблется для различных дви
rателсй от 49 До 72,590 по сравнению с 33 72% для дизелей с разде-
ленной kamepoi-i, т. е. у первых она в среднем несколько выше.
Необходимо также учитывать, что указанное распределение
воздуха относится к HeHarpeTbIM rОЛОВI<ам и цилиндрам. В связи
с различием в значениях допустимых температур rОЛОВОI{ и ЦИЛИJlk
ров и, юн< следствис этоrо, различной степсни HarpeBa воздуха
в их межреберных каналах, доля воздуха, проходящеrо по каналам
цилиндров, будет бо.JJьше, чем при одинаковых ДОПУСТI1 IЫХ темпе
ратурах rО.IIОВI<И и цилиндра. Те!vшература воздуха, выходящеrо
из I{аналов rОЛОБI<И, может быть на 1O 15° выше, чем температура
воздуха, выходящеro из межреберных J{aHa.rlOB цилиндра.
В ряде случаев для проведения приб.пижешюrо расчета предпо
ЧИ1;ают задаваться непосредственно значениями скорости охлаждаю
щеrо воздуха в межреберных каналах.
В табл. 18 приведены скорости воздуха в межреберных каналах
некоторых двиrателеЙ С воздушным охлаждснием. Значения CKOpO
стей ПОДсчитаны путем деления расхода воздуха на величину мини-
Ma'nbHoro сечения Боздушноrо J{анала rоловок и цилинДрОВ и нахо-
дятся в пределах 20 50 ,м/сек.
134
ТаБЛUl/а 17
Соотношения повqJхностей охлаЖ;J:ения, проходных сечений для воздуха и расхода воздуха в rO.10\lKax и цидиндрах,
снабженных фирменными дефлекторами
I 1l0 СРХИОСТЬ ОХJ12ждеИIIЯ IlРОJ<ОДИh,е ссче'!",1 I Рас,",од "Оэ;tУХ2
ЦИ:ШIIДI' I rОЛОБК:! Итnrо ЦII-"НII/tР _1__ ro" : J Итосо ЦИ."НИДР rOJ10"1<2
i " с...' I :' в С.::' I I Б С.'" _ "-'" ' " " i 11 C,II' : I II ..... 11 ,иЗ/час % в А,'/чае l в %
I I з I 4 I 5 I б 1 7 i . '. ! 'о i j\ I I 13 14 15 I
.12904 1 173'3 - 10;)8 I 26,7 3 &321 g.1 I Z, ). ! o I 40.2 49,7 I 2! 8 I 4з.61 282 55,1 I
. 1 2750 51,6 2560 'IB,4 5310 1 IR.:J 59.7! 14 10,3 32.5 I I
. 3684,54.9 3023 43.1 6707 21.3 461 23 54 46.3 i !Ы :>2,61 345 б7.4
11734 _ 1 60'8\1122 139.2 28561 20,1 I ! I I 52
3520 9' I 2-100 I O, 5920 16,2 i 53,7: 14 46,3 30,2 I '22 203 48
2 581 5, , 2960 I () ,;) 5618 22.2 59.tч 15 0.2 I 37.2 I
. 1 Н6 LJ,1,,! \:ЮО I 3v,3 2 5ЗG 26 50 I 26 :J{) I 52 1
. I : Б.)О i 53,з1 3364 1016/ 7214 :)1.8 55 11;,2 35 i -;9 i
. i 4805 I 61.5! 3020 38,5! 7 825п 33,41 21 -16,6 i 45 I
. ; 4-:ОО 16З,5 2332 36,5 б 932 1 4:3'8 ; 63'31:.1-1 :31.7 , ! 69 I
. I 211 <1 66,2 1130 33,8 32'14 17 51 I 16,4 .: ) З: ,4 ,
. I 3030 54,4 2534 \.15,6 5 564 " 28 56 i 26 .Н! 51 I
. I 1924 58 1395 42 I 3319 16.3 62 ' 1 10 38 :;6,:1
. I 5259 i 57'51 1 3893 42,.5 1 9 152/
. 1 1575 1 42'5 2130 57,5 37051
. I 870о 52.5j 7800 147,5\165001
Деисатель
Арl\lстрОJ/r СII.'1ДJf .
rlO. bДOllep 2LП
ДсНти FL514
::.:>
с11
ДЭIЩ:I,-1)раУIl
.'>\\\-.Ч . .
ПJРШС AP 22
П п('р А УА2
Татра 11'1
Татра 92-1
Хащ 100
ЭНфl!.'1Д В5 .
д зо
Татра 87
Ро6ур 4N\'1)12.5 .
Татра 603 .
(;KD 6\!145 .
72
320 61,5 125 2В 445
360 225 38.5 585
312 61,3 152 39 ' 64
,; I
250 53,8 215 46.2 I . 65
I
1
Итоrо
в .."/час
16
;,00
512
127
Таблица М
Зllачеиис I:редней I:KOpOl:TIt воздуха в J\lежр(uеJ:НЫХ KaHa. X ЦИ.1ИНДрvв
и их rоловок двиrателей с воздушным схлаждением
ДоНr<П(!,'h
Расход охла.
жда"..оrо
воздуха
n ,.,3.t,tf2C
Скорость
ЛРОХОДllое 00ЗДУХВ в "H
CE:'4etllle ."OJIO- ННМ,JJlЬНn'l
DОК н ЦII.1ИН np')XOAlIOM
I ДРUD /\JIJI И :3 сечеllllН
духа D 1:."- D AI./I:C"
ЭllфИЛД 85
fюльднер 2LD .
Дейтц FЗL514 .
д зо .........
Армстронr СИДЛlI 20 33 .
Робур Всрке 4NVDl2.5 .
: I 1140 66,8 47,5
1020 65 43,6
1920 139 38,4
1800 216 23.2
785 99.4 21.4
50,0
При м е ч а н И е. У двнrателеi1 Эн НЛД 1'5 I1 А),стронr СIIДЛII CKUPOCTII lIe
скo.nЬКо выше деЙСТDll'Jеа'lhНЫХ. "fifK как }:С У 1 IТШl3 Ч&lСТ!J UtJздухп. ОТDОДН:\IVП) 11.J1J1
охлаждеНIIЯ поддона.
Ниже приводятся ориентировочные значения среднеЙ скорссти
воздуха в межреберных ханадах, несбходимые при предварительном
расчете системы ОХ.lJдждения:
Диаметр UИЛlfндра в ,J,Щ. . . .
75 .lOa JOо . 125 СI\ЫJIIС 1:l5 150
CI<орость воздуха в t,lежреберных
Ka"a. ax npll рLlботе двю'аТ ,lЯ на
макси)\Зльной МОЩНОСТИ в A;ft:lK 2O .4() !lO 50
50 БО
Уместно подчеркнуть, что З2Щ!ТЬСЯ ОНТИМЗ.'1ьным значением CKO
рости воздуха значительно труднее, чем расходом воздуха.
Потребная ВеJ1ичина поверхности охлаждения
Под поверхностью ОХJlаждеНШJ пони:-.taется поверхность, сопри
касающаяся с потоком охлаждающеrо воздуха. Она состоит из поверх
ностей ребер, 1\lежреберных ПрОJ\lежутков и друrих элементов. OCHOB
ную часть поверхности (90 95 o) составляют охлаждающие ребра
rОЛОRОК и цилиндров. Они отводят 85 90% Bcero КОJJич€ства тепло
вой Э\Jерrии. Оста.'1ьные поверХllОСТИ отводят не более 1O 15%,
несмотря на их бодее высокие темнературы по сравнению со средней
температурой оребрения. Это объясняется, BO l1epBЫX, относитсльно
малой величиной этих nOBepXI!OCTeii 11, BO BTOpЫX, небольшой CKO
ростью движения воздуха около них ВСJIедствие незначительности
проходных сечений и СЛО? Ji9r! формы ВОЗДУШНЫХ каналов около
этих поверхносте ;
I::\fl
. .
Поверхность F ОХJlС1ждения связана с КОJlичеством теПJlОВОЙ
энерrин Q, подлежащеЙ отводу, соотношением
Q
F . r
a2(lи'I1I /lт)
rAe а 2 средний коэффициент теПJlоотдачи поверхности OX.Т1a
ЖдеIlИЯ;
fw среДtlSlЯ температура поверхности ОХ.'1аж.1СНИЯ.
т
Величина а2 зависит в основном от скорости воздуха в межребер
ных канаJlах и от размеров ПОС.'1едних. Значением скорости ВОЗ;J.уха
можно задаться. Размеры же каиа.Т1ОВ связаны с величиной поверх
ности ОХJJaЖДения, которая ЯВJlяется искомой веJlИЧИIЮЙ, поэтому
заДаваться ими без учета этой связи нельзя. Неизнестна также
средняя температура поверхности ОХJlаждения. Поэтому произвести
расчет по форму.'1е (73) не предстаВ_1яется возможным.
При предварительном расчете более праВИJlЬНО исходить из при-
веДенной поверхности теплоотдачи, J<оторая ЯВJIЯСТСЯ функцисй
опредеШIЮЩИХ размеров двиrателя (диаметра цИJlиндра и хода
поршня), известных из задания.
Приведенная повсрхность ОХJlдждения ЦИJlиндра
Fl1p 'lC (D + 2 ) h,(,
(74)
rде D диаметр I H,'1I1Hдopa;
11 ТОJlщина стенки ЦИJIиндра;
h,( высота обдуваемой (оребренной) части ЦИJlИlIдра.
ВеJlИЧИI-ЮЙ h,\ :\1Ожно ::!адаться J<Ш{ функциеЙ хо}\а S пuршня.
h
Из таБJl. 19 (rрафа 24) видно, что отношепие т ДJlЯ переЧИС.'1енных
двиrатеJlей с воздушным ОХJlаждением колеблется в преде.rlах O,87
1,72, а в среднем равно 1,2 I,4.
Приведенная поверхность ОХ"lаждения связана с общей новерх-
ностыо ОХJlаждения F через коэффициент оребрения 'Р:
F == Е"р'?' (75)
В rрафе 2G Т<lб_1. 19 привеДены значения коэффициента оребре
ния <р Д.1Я ряда дизеdlеЙ и карбюраторных двиrателей с воздушным
охлаждением. Как ВИДно, величИtJa <р находится в предеJlдХ 4,4 7,95,
причем болсе высокие значения относятся к современным двиrателям.
Контроль достаточности поверхности охлаждения может быть
нр изведен путем определения величины удеJIЬНОЙ поверхности
охлаждения
F
F д==
11 N.
(76)
или
. F
E vd == Т'
.1
(77)
137
u:>
ос>
Двиrатель
Хатц ZIOOR
Парwе АР-22
rЮJJl,днер 2LD
Дейтц F3L5I4
Д-Iб и Д.30 .
I Пзвид БраУII.
Энфи.'1Д В5. .
м \\'М
Петтер А\"А2
Армстронr-СIIД,ПII "
Фольксваrен .
ФеНОlе/l.rр/lIlИТ 27
Тптра I Н
TaTra 924 .
Т атра В7
Характеристика оребрения цилиндров
13ысота иилиидра в..,..,
I
t'Q 3 .0 о
::.... с.. :: = I
; 3 : t
.:'; I ..:; \01 \:> " с. ""
....... O!I "11 ка О Q ':1' a:r I
2 -------з -1 5 ' j
I
.1100
95
85
110
!
"1
.,
'! 75 I 8.J
115
'ОВ
115
140
95
8В.9
85
Шi.
80
IOR
75
85
I
120 1 234
101,6 197
В5 1 195
120 257
110 207
IOВ I 249
64 1 124,5
]25 212
I
lЗО 1247
110
120
130
225,5
230
212
2Ы
255
159
IBI
145
137
162,5
165
ВВ
]03
173
IB9
122
В6
134
17В I
IB5 1
IБВ
13б
117
152,5
122
]34
72
71
144
111
122
1 1 7В,5 1
134
i
:: I
9В I
Изображен"" ребр;,
7
t
Плоские литые
.
. . ""
1
. --
" b .:.
Tpcyr(тblfbIe JlI/TbIC
1 Р:lIlеЩlеlНlДl 1 ые,
[5
механически обрабо-
TarlllbIe
Таблица /9
I Ради)'с D "1.'1 ТО:JЩИН'I В .11..,1
<> I
I '" t;: 10 ra-f::
со 1%1 ;; ох "'It
I
:r 3 ..." .. () .,
8 I I 2 :
24
19
18
27
17 I
I
i I
14 1 "
12
I 15
1
I 29
3'1
25
7
7
б.В
5,7
в
в
1]
б,9
9,7
8,;}
7,5
9
5,4
5
4
4
4
4.3
3.5
2
2
2
1,5
2.5
2
1,5
2
0,51
1 5
3
3
2.5
2,2
I
I
1,75
I
0.75
1.25
1,5
3
3
2.5
3
3
2.5
2,2
I
2.2
3
:3.5
5
3
3
4,5
4,5
4,5
2
2
3,5
2,5
1.5
3
2,51
3 !
I
],51
2,5
2
2
0,7
1
Двн,-атель
Хатц ZIOOR
П "Jрше AP 22
l.юльднср 2LD
ДейТ!t F3L5I4
Д 16 и д зо .
Дэвид Браун
Энфи.:J;1. В5 .
MWM
Петтер А\' А2
А pl\ICTpO.. r CJ[ДЛJ{
Фот>l{("ваrен .
Фе'IO)lен rраJlИТ 27
Татр а 114
Т атра 924
Татра 87
1Iысота ().ак- 1 ==...:::1 'g ПовеРХИОС1Ь о C IZ
CHMaJlbIl3S1) П.оuщаJ(Ь cc :( ...
В"'." 18ения о C..1t J . CIJ
':) с:>
I ::к:... Ж :s: ...... C::(Q
.; I.I..Q. " :c..C: c ;; : ; ;
ii ... «J :& D. -а- t се 8. x ! %
со ::ас: со Clr:>.:: а- -9 ОЖ к:;r::t .о3:
,g : ctd\Q'g6 с... 'g :!: I
U I u I u со cuiEc. "':<: g c.uc .... 0:::(
'.I ' 1 ;; 16" 11 -18 '!' 20 21 22 23
15 121 21 3:3,6
15 13 15 15,5
21 10 21 9,1
21 10 21 13,5
. . 15 13 25 11
2В 1В 28 15.9
29 29 29 22.В
17.5 7 17,5 8.9
15.5 15,5 15,5 10.4
23 123 ,,23 i 2 .7
22,<:1 10,0 22,5 ;'9 1
13 22 J.1
22,5 15,5 22,5 22.2
20 11,5 20 17,3'
'114 12 I 14 I 9,5
43,В
22.2
18,5
21,3
2В
20.1
17,0
16,2
26
29,7
lО.В
26.3
31.В
24.0
16,3
177.
37.;
2i.6
34,8
39
36
39,8
25.1
36.4
58,4
1Ю
40.:
5.1
41,3
25,8
0.556
0.59
0.66
0,61
0,72
0,56
0,427
0.645
0,715
0,51
0,575
0,65
0.59
0,58
0,635
528
406
312
52В
3В8
281
223
44-\
378
413
1В5
358
530
622
231
5ВО
446
36В
596
442
21В
277
510
332
485
214
415
585
675
I 256
I
I
4-\00
2558
.2670
" 3684 1
:3030
173-1
21\.1
3520
1471
2!J04
115О
2670
3В50
4f<05
1924
>.::;Jt
01'"
'g ..[
:r с.о
:l!c: 01 С
o:l:
C2:S:
:!
a:I =M
1.57
1,34
1,19
1.16
1.38
0.867
1,03
1.44
1,72
1,13
1,301
1.07
1,37
1,42
1.42
ОТllошс.tllfС
Продо.1жеJlие таб.1. 19
.o 2: :s:
a;lU:':=O 1-- х...
::.:; U ио:: u;JI
o:r ; :t
-=c:t::. r::t a;c:t)(=«;:c
i'Ё; g.
u:к:;::J:: Cl:Q,lt:;c>.:s:...
и%';= l ос:..з::о...:s:;:
a:c.:::o::i CC.='CClC;......
251 26
24
0,73
0,59
0,55
О,5В
О,57
0,366
0,364
0.56
0.535
0,49
0,63
0,63
0,62
0.65
0,62
7,58
5,74
7,25
6.18
6,85
7,95
7,63
6.9
4,43
6,0
5,3В
6,43
6.58
7,13.
7,53
I i: ", t I
;tQg ; I
:::хс.Жа::ОЖ
xvt::.JCQ,lt.I.,
с.а.Жс.:о:llс.
U\:) :S: QI :> С\:)
са с" с; I:\:) Q,I
OQ,:S:C :!I:Ic.
СО:2Са.=о
27
В,З5
6.3
В.57
6.9В
7.8
6.1
В.26
7,93
3.9
7
6,22
7,46
7,27
7.75
8,35
(,J
<D
При м е ч а н н Н: 1. В uGщуlO площадь сечення DК.1ЮЧСН эаэор (:l ."AI) \Iежд). конца).и peGcp двух сосеДIJИ" ЦИЛИНДРUВ.
2. Разрывы в Рt:бра:< lIе }'IITt.:llt.I при 110;tсче о rе: ПJ'lоща)tи сеЧС1IН). КШliIJЮВ.
3. 11 ОДILU- н ДВУХЦНЛIIНДроn..,х дою'аТс.l"Х с "еси",..еIРИЧIIЫМН ребра),н ципИIJдра уЧИТ"Нlзпос среднее проходиое сеченнс.
в таб.'1. 20 приведены значения YAe.lbHoil повеРХНОСТII ОХ.'lаЖДения
для ряда двиrателей с возДУШНЫМ охлаждением. Поверхность, при-
ходящаяся на 1 Л. С., изменяется отЗООдо БЗ5САt 2 /л. С., а поверхность,
приходящаяся на 1 л рабочеrо объема двиrателя от 4000
До 8000 САI 2 ,'л.
Т;;б.lIща 2()
3наЧt'liИС уд.f'.lЬJi(Й Ш 8CpXHGCТl: охлаЖДСНllЯ
.. I Поверхность ОХЛ Ж.'\ I!IIЯ
.. n сж:!
,.r::tоиr:IП."JJЬ "
Ъ : I на '"а 1 ..
" .
О": 'CIrJC"""1 общая I 1/. с. r oJfer()
"'''' '1
""dI o..o ооъема
'.
Дllз/'ли
fют)днер 2LD : I 17 1.350 I 10 620 625 7 В70
Хатц Z 100R 22 1,8110 13861 630 7700
Порше ЛР-22 22 1,536 11236 510 7 35()
М\'-М 24 1,800 11840 495 6570
д зо : I 35 3,400 22 z56 635 650()
Татра 114 70 4,940 28 856 415 5850
Энфи.qд 85 . 15 1,135 648В 435 5710
Татра 924 80 5,870 313tЮ 395 5 350
Дейтц FЗI_514 4В 3,990 10 121 420 5020
Петтер А V А2 12 1,106 5072 425 4600
ДЭВJlд БраУII 2D . 12 1,262 5712 8() 4550
Армстронr-СIIДЛИ . 22 1.976 7924 360 4 02О
Робур-Верке 4NVDI2,5 . 60 3,180 36 700 6!I) 11500
CKD 6VI45 . . 150 17.IЮО 98 50,} (j5.'J 55<111
/(ap()fO/:lllllopHble двlli'/IIt1l'ли
Порше 547 (1,5 л) 135* ! '.4ВВ 23 300 172 15 650
Порше 369 (1,1 л) 56 1 .086 16800 3(1) 15500
Фо.%ксваrеlJ . 25 26 1,125 13 80() ;;3'} 550 12 250
ШтеЙр . 75 3,520 40 IOО Ы6 11600
Татра В7 7f=. 2,968 26 552 354 8930
Франклин . 87 4,500 30 800 351 6850
Татра 603 100 2,545 !) 711() 297 '! 700
· JltОЩl;ОСТЬ ДВIIПlте.,я Д. Я 101Ю'l"010 аllтщюll"ЛII.
I
. - . --- ....... - ...............
Иноrда вместо определения ве.1ИЧИНЫ поверхности охлаждения
через приведенную поверхность и I<СЭффИЦИf'IfТ оребрения задаются
непосредственно величиной удельноЙ поверхности охлаждения.
С этоЙ целью в табл. 21 приведены рекомендуемые ориентировочные
значения удеJ1ЫlOЙ поверхности ОХ.'lаждения для двиrате,l1еЙ разЛИЧ
ных типов.
В Двиrателях малоЙ мощности размещение ДостаТО1Jноrо I<()ЛИ
чества ребер не представляет трудности, поэтому для У1\.lеНhшения
затраты мощности на ОХ.rIаЖДение удельная поверхность беретс.я
большей, чем для ДDиrателей повышенноrо литража.
140
ИЗШ'lit'IШС уД ..1ЫlОfl поверхности охлажд ния ТеСНО связано
с раЗВИПIС' '1 двнriJт\:.1ССТРОСНИЯ в целом. С ОДНОЙ стороны, непрерывно
возрастает Л:lтровая мощность двиrате.'lей, а С друrой улучшается
топливная экономичность и снижаются потери трения. Кроме Toro,
ТаБЛllца 21
ЗliачеliИЯ YACv'lbHoA поверхности ОХ,'I3ждения
rолсвкн и цилиндра
' n ,"ш.renn
I
j.
I
I
СТ:НШОlшр"ыii
Тр нпорныЙ
ДвтомоБН.'1hНЫЙ
I }.'де.1ЬШIЯ поверхность
ОХ...lзJti.ДСНIJЯ в l,;obl"ljA. с. '.1.
I
: I
i
д 113('.' 11
I f\a рБЮр>lТОр
ные ДDнrап'""
5OQ 5Б0
4UO 450
300 З50
I
I 600, 650
500 550
400 450
.возра::НII-IIIе литровоii I\ЮЩIЮСТИ двиrап'лей происходит в основном
за (чет 1I0r.ЫШf:\НИЯ ЧИС.1а оборотов, поэтому снижается ДО.1Я теП.10воIJ
энерrии, отводимой в стенки рабочеrо пространства в единицу вре-
мени.
СOlЮI\}'шюе ВЛИЯllие УI\аЗ<lННЫХ факторов зависит от 1'oro, в какоl1
мере ОДНИ ИЗ пС'реЧИС.1еIlНЫХ фЗl\Тороп превалируlOТ Н8Д друrJJ:\1И.
Пос. е опреде.l]ения неличины поверхности ОХ.l]аждения необхо
димо рзспреде.'1ИТЬ ее между rО.'10вками и цилиндрами.
В l'ЗU.'l. 17 НРllвсдены Данные по распреде.'lениlO .пrшерхности
ОХЛЗЖДСIШSl между rоловками и ЦИЛИНДрами. Поверхность OX.1a
ждения, ПРИХОДSllцаяся IIа цилиндр, Д.I]Я переЧИС.l]енных двиrателей
составляет 45 73% ОТ c)'I\IMapHoii поверхности rсловки и цилиндра.
Распределение поверхности зависит от пша двиrателя, при
няl'OJ'О Сllособа смесеобразования, конструкции двнrатеJ\Я и мноrих
друrих фаl<ТОрОВ.
Табдuцй 22
РаСliреде. еНllе поверХllGСТИ ОХJlзждеllИЯ Iежд)' ro. oDKOii
и цилиндром в %
I
Тип Дl!нrnтt'. Я rоловка ЦИЛИllДр
ЦИЛ!lIIдr n
Ка;>бюраторные ДВllrате. И -1 6O 65 40 35
!lJШ'J1I1:
с разделенной камерой : I 55 O 45 40
с нсраздс.1ешюй камерой 45 50 55 50
в табл. 22 приводятся рекомендуемые ориентировочные данные
по распределснию поверхности охлаждения между rоловкой и цнлинk
pO I, нес6ходимые для llредварительноrо расчета.
141
Размеры оребрениg
Сечение межреберных ВОЗДУШНblХ каналов
Определение сечения воздушных каналов, так же кю< и определе
ние поверхности охлаждения, должно производиться раздельно
для цилиндра и для ero rоловки.
Проходные воздушные кана.1Ь! ЦИ.1индра раСПО.10жены с двух
сторон, и поэтому они определяют расстояние между осями ЦИJIИНД-
ров, а вместе с ЭТИМ и ДJIИНУ Bcero двиrателя. Сечение f, межребер-
ных каналов однOI'О ЦИ.'НlНдра можно опредеJIИТЬ, исходя из объема У,
ц
воздуха, проходящеrо по этим
каиалам в 1 се 1<' , и принятой
среДlIей скорости V, воздуха
т
В минимальном их сечении, т. е.
\1
f == J м 2
'1 Щ m
Фиr. 69. Обозначение 9лемеНТОD ореб-
рения.
(78)
Средняя ширина поздуш
Horo канала между двумя. со.
седними I ИJIИНДрами, равная
удвоенной средней высоте ребра
ПJIIOC зазор между верши нами
ребер (фиr. (9), может быть
определена из выражения
Ь == i .
'1
(79)
rде hu, высота оребренной части цилиндра в .м;
I(оэффициент жиnоrо сечения оребрения ЦИЮIндра;
== ' ц
{,,+fp
(80)
(rде f р ПJlOщадь сечения ребер цилиндра).
Приб.lJнжеНIIО коэффициент может быть опреДеJI Н из выражения
5'
==T'
(81)
5а -+ Sb
2 среднее расстояние (просвет)
сосеДНИМИ ребрами цилиндра
И 8 ь УI<азаны на фиr. 10);
8 шаr ребер.
Значение коэффициента может быть взято из rрафы 20 табл. 19,
rде величина ero колеблется от 0,51 до 0,72. Зная ширину Ь воздуш
Horo канала, можно опредеJIИТЬ межцилиндровые расстояния:
rде 8'
между двумя
(размеры 8а
142
[ц==D+Ь+2А.
(82)
l,!
а заТt:М и отношение этоrо расстояния к диаметру цидиндра "'[).
Величина в соответствии С табл. 23 изменяется для различных
и
двиrателеii в предеJ1ах 1 ,29 2.12- С раЗБитием двиrате.llестроения
31'0 отношение уменьшается.
ТаБЛUllQ 23
1
Отношение
Доиrа
Ди"..етр Ход РИССТОЯНlfе 1,(
порш между ОСЯМ1I ,ц п
те.1Ь ЦU. III'lIра JJJJS ЦИJJIIНДРОО Р
lJ D ..11..1' D "".11 'ц D .мм
- .
120 130 155 35 1,29
75 72 ЮО 25 1,33
110 140 'б() 40 1,36
85 115 118 33 1,39
I 110 140 153 43 1,39
120 140 168 48 1,40
., 110 130 155 45 1,41
95 120 14() 45 1,47
114,3 110 170 55,7 1,48
95 108 146 51 1,53
90 120 140 50 1.55
'DS. 1 79\1 146,1 146,1 22В,6 82,б 1,57
11 108 108 180 72 1,66
100 125 150 61 1,67
IOО 115 168 I 68 1,68
9а 115 16В 78 I,B7
80 110 170 I 90 2,12
I
Т <lтра 924
Татр а 603
ДеНтц F4L514 .
rю.nьднер 2LD
SBl .
Астер .
Татра 1 Н ..
Д I6 . . . . .
Петтер PO 4 .
ПОрlllе АР 22 '
Деiiтц fL612 '
KOHTJlHeHTa:l А\
Армстронr СН;tл
Робур-Верке
Хатц ZIOOI{ .
Хатц Z90r ' ,
Петтер А V Л2
Воздушные канады rоловки ци.'JИllдра расположены не только
по ее сторонам, но и в средней части, поэтому их величина не опре
де.'1яет rабариты rоловки. OAHal<o для обеспечения отвода соответ-
ствуюшеrо I<оличества теп,повой энерrии и прохо}щ через rCJIOBKY
определеююrо количества воздуха ее воздушные KaHa.'IbI до.'1жны
иметь необходимое сечение. Последнее определн€тся по коэффи-
пиенту живоrо сечения rОЛОВI<И, под ,<сторь",,, понимают отношение
П.'lOщади '., сечения воздушных каналов к площади fn." ПроеКЦИИ
орсбренной части I'ОЛОВКИ на направление, перпендикулярное к Ha
IIравлениlO т чения воздуха, т. е.
. jf Jii (83)
" . {п. " . II.,Iц'
rде h,. высота оребреНI-IОЙ части I'ОЛОВКИ;
',! расстояние между осями двух сосеДНИХ цилиндров,
В таб.п. 24 (rрафа 13) приведены значения J{оэффициента l дЛЯ
I'OJIOBOI{ ЦНЛIIIJДРОВ ряда двиrате.'1ей, ВеJlli'IИIШ 2 колеблется от 0,098
до 0,205, т. е. площадь fz воздушных KaIJaJIOB составляп" 10 20%
143
.:.
;!.К ю а,.еJ1Ь
Арыстронr-Сид.'IИ
Петтер А \"A 2
Энфи.щ 85 .
rЮIJьднер 2LD
..'1.eiiyц FЗL514
м '''''М
П рше AP 22
T Tpa 11 [
Т1IТРН 924
Хатц Z!OOR
д.зо
Татра В7
;;'С:!
t
g:
= ...
I r::;C]
I
I
' " 108
80
I 85
I
110
120
. 1 " 100
95
: I 75
85
110
[ 115 I
140 1
I !
120
10В
'"
Характеристика оребрения rОЛОDОК ци. IIНДРСВ
(1)
B-пощаДh 1("(:.ч. .III:IoL
R t:lI
I
97 I
108 1 108 I 0.98 1 ;
120 120 1 1.0
80 ,80 О,В I I
93 i 93 I 0,98 i l "
81,51 81.5 1,09
3
BЫ:OT r:.r.OBKH в:ж I
:r: I cUt :!: Ь ;!
10: '1.'11 t'D aJ I
r": c:::r :"':r D
::i' c: -g""
\,"') CI... :.0 I
I I -"'- I
! 4 1" 6 7
941941
I .51 .5! = I = I
..
jE
'"
L..
"'
о"
",><>
:s:::
!'!
m l
I g
..
'"
'"
...
о..
I
I
10 1
1 I
. 1 12 I
1 I
9
14
17
7
6,4 (верхние
I ребра)
15,8 (нижние
' 1 ребра)
13 7
15 6,5 (верхние
I ребра)
I 5 (НИЖН:lе
12 i pe :Si\)
13 7.5
9 8
13
12
.,
I
6
1 163
185
1 " 245
127 I
83
'"
..
:r
'"
о
",<>
s g
:с.з;.(
:;:I:;OlQlaJ
;1
..,
:!;a;I
......
"'...
...
i c
А5сс.
0'1 с::;;:
с::....
!E:c
12
ТаБЛUIЩ 24
.a
..
...=
0=
="'
,,
"" !Е"
....
-=:
t:cc::
13 14
0,149 1058
0.183 900
О,В2" 1130
0,120 2560
0,06В 3023
I
0,107 2400 I
0,114 2960.
0,107 3364
0,11 3 3020
0.098 2532
0,205 2534
0,12 1395
При м е '1 а 11 И . Пр" П'1Дсчсте )tИНIIм!\пЫlоrо щ:оходиоrо сечеШIН учитываЛСII зазор IСЖДУ веrШИ1fа,," r-ебер ДВУХ сосеДНIIХ rОЛОIIОК.
)8
95
130
130
115
1 120
84
g
::,t..
XtI)
3
108
110
100
138
198
102
11 B
102
120
. с учетом зазоrа (1\ IO мм) Me)lC;r.y ВСjLUИIIЗМI! rебер 11 Аеjтсктоr-ом.
120
92
102
92
102
92
11
134
142
20
20
26
16,4 *
,
1108
I 120
155
I l.б I
116
294
I
1 14
20
130
131
14
15
17,2
21
24
26
10
от площади проекции rоловки на плоскость, перпендикулярную
к направлению воздушноrо потока.
После о'пределения площади сечений воздушных каналов rоловки
И цилиндра целесообразно проверить их долю в суммарном сечении
каналов этих деталей. В соответствии с табл. 17 (rрафы 8 13) доля
Проходноrо сечения цилиндра (rрафа 9) составляет для перечислен-
ных Двиrателей 46 65,3% от общеrо Проходноrо сечения воздушных
каналов. Следовательно, в большинстве случаев сечение воздушных
каналов у цилиндров бо.пьше, чем у rоловок.
Шаr и количество охлаждающих ребер
После определения общей поверхности охлаждения и ее распре-
деления между rоловкой и I1ИЛИНДРОМ можно путем деления общей'
ЛОf111НОРlfыti . слой
/////////L///////{<'(/ «//4
.....
C6050ilHDliJ
60зi1ушный
потои
, Vs
///////Л .///;;
:Ла11uнарньllJ. СЛОи
Фиr. 70. Схема воздушноrо потока на nходе n 1IТежrеберный
KaHa. .
поверхности на поверхность oAHoro ребра определить количество
охлаждающих ребер. Однако полученное при этом расстояние
между двумя соседними ребрами, или шаr ребер, может оказаться
недопустимо малым. И тоrда возникает необходимость сравнить
полученныЙ шаr с минимально допустимым. Последний опреде
ля тся как конструктивны:\ш и технолоrическими соображениями,
так и характером ВО3ДУШНОI'О потока между ребрами.
Воздушный поток между ребрами (фИl'. 70) можно рассматри-
вать состоящим из OCHOBHoro слоя (ядра), имеющеrо турбулентное
движение со сравнительно большой средней скоростью, и двух
поrраничных ламинарных слоев, движущихся медленно, причем
в месте соприкосновения этих слоев со стенками скорость воздуха
равnа нулю. В ламинарном слое теплообмен происходит путем тепло
проводности, а так как теплопроводность воздуха очень мала, то
че.\I тоньше поrраничный слой и толще ядро потока, тем интен.
сивнее будет теплоотдача от стенок канала воздуху. В том случае,
если поrраничные ламинарные слои соприкасаю'rся друr с дру-
rOM, поток и дальше сохраняет ламинарное )\вижение, что значительно
ухудшает теплоотдачу от стенок.
Толщина ламин'арноrо поrраничноrо CJlоя при турбулентном
течении возрастает от нуля у входа в межреберный канал до макси
мальноrо значения в КОНЦе участка стабилизации. l\\инимальное
10 Д. Р. пri'спе.llОВ 4!>9 145
расстояние между сосеДНИ?1I1 ребрами можно оnредеJ1ИТЬ исходя
из условия, что при сБJlИжеllИИ ребер их поrраничные слои не должны
соприкасаться. В этом случае и место перехода ламинарноrо norpa-
ничноrо слоя в турбулентный будет хаР8l<теризоваться критическим
расстоянием Х КР от места входа воздуха и толщиной Ь КР ламинарноrо
слоя, которые ориентировочно Mor)'T быть определены из Bыpa
жениfl:
Х кр 4,85.10:;+ .\1;
,
(84)
fJ lCP == 4,06. 10 3 ..!...... ,'1,
t's
(85)
rде V s скорость воздуха вне поrраничноrо СJIOЯ в ",(сек;
v . кинематическая вязкость воздуха.
Чем больше скорость воздуха, тем меньше толщина поrранич
Horo слоя на ,'ом же расстоянии от начальной точки СОI1РИКОСlIове-
IIИЯ воздуха с ребром и. следовательно, может быть выбран MeHb
шиfl шаr ребер. Об абсолютных значениях Х"р и Ь к // можно получить
предстаВJlение, приняв V s равной среднеЙ скорости воздуха в меж
ребернuм канаде, т. е. V s == V'rn == 40 м/сек (что соответствует дeH
ствительным данным современных двиrате.'lеи с воздушным охлажде
нием), а также задавшись температурой воздуха ЭО.> (,.
1 6 .1O 6 J.t 2 /ceK). Тоrда получим:
Х,ф == 4,85.105 1O 4() == 0,194 .1, 194 .".\1;
б кр == 4.06.103 IO 40 == 0,0016 А, == 1.6 ,Н,Н.
Учитывая, что д.1ИНУ межреберноrо канала подсчитывают по ero
средней линии, можно, задаваясь средней высотой ребра, YCTaHO
вить, что найденная величина Хкр приБJIИЗlпельно соответствует
диаметру цилиндра 120 мм, если I<ритическую ТОЧI<У считать находя-
щейся ОIЮЛО места выхода воздуха из межреберноrо канала. .
Величина Ь"р ==: 1,6 ,1tM указывает на то, что просвет между двумя
ребрами должен быть больше 3,2 At,1t. Решая совместно выражения
для Х"р и fJ Kp , получим
Х кр
бкр-::::::' 120 или
Х"р
2{)кр-::::::'оо,
СледоватеJlЬНО, чтобы ламинарные поrраничные слои не пришли
в соприкосновение, необходимо, чтобы просвет S' между двумя
ребрами удовлетворял неравенству
S' > . (86)
Размер канала можно определять по этой формуле, если значе-
ние Х,ф не меньше длины межреберноrо канала.
'4(}
fiриведенные ФОРМУJII>I деikтшlТСЛЬНЫ для Iiрямоfо канаМ1: в юо-
rHYTbJx l{aHa.!laX УСЛОВИЯ образования поrраничноrо слоя вследствие
наличия центробежноrо эффекта несколько друrие. Необходимо
также учесть, что характер потока воздуха в межреберных каналах
в значнтелыюй мере определяется условиями на входе в оребрение,
в частности. на6еrанисм воздуха под уrлом '( повеРХНОСПIМ ребер.
При опрсдеJlевии шаrа ребер цилиндров, обдуваемых свободным
потоком (как, нанрпмер, в :l-ЮТОЦИКЛСТНЫХ двиrателях), ИСПО.1ЬЗО-
вание приведенных соотношении невозможно, тз!{ '(81( при этих
условиях образование поrраничноrо СJlОЯ опасной толщины почти
ИСI(лючено. Кроме Toro, при свободном обдуве значительное YMeHЬ
шение Шal'а ребер приводит к возрастанию аэродинамическоrо сопро
тивления оребренвоrо тела, вследствие чеrо охлаждающий воздух
стремится обтекать ero по внешнему контуру оребрения, не ПРОНИI<ая
в пространства между ребрюш. Эти соображения являются доми,
нирующими при выборе шаrа ребер ЦИЛИНДРОВ и rоловOI(, охла-
ждаемых свободным (без дефлекторов и направляющих кожухов)
потоком воздуха.
Средниii Ш8I' ребер, т. е. расстояние между одноименными точ-
ками двух соседних ребер, должен быть больше просвета между
ними на толщину ребра
с' ". Хл'р ...L. .
. _. s 1-- /)ср . 60 ' b t .".
(87)
rде Ь СР средняя толщина ребра.
ТОЛЩIlIlУ ребра задают, исходя из наиболее рациональной формы
ero сечения.
При определеllИИ шаrа ребер целесообразно исходить из прямо-
уrольной формы сечения ребра с тем, чтобы ВПОСd'IСДСТВИИ ее можно
было скорректировать с учетом всех соображениii, изложенных
в 3 rл. 1.
В соответствии с табл. 19 и 24 шю' ребер цилиндров изменяется
от 4 до 11 AtM, а шаr ребер rоловок цилиндров от 5 до 12 A'At.
КОЛllчество ОХ.ilаждающих ребер цилиндра определяется путем
деления высоты h,c оребренноЙ части цилиндра на шаr ребер 8,с:
h q
zq == S'
ц
(88)
Число ОХ.llаждающих ребер rоловки цилиндра определяют, исходя
из ,высоты h ее оребрснной части и шаrа ребер 8z:
he
Z" :=:: s; .
(89)
в СООТВСТСТIЗИИ С табл. 24 (rрафа 7) h =-= (0,8 --71,2) D, rде D
диамстр цилиндра.
Вообще число охлаждающих
деля ют, зада аясь необходимой
JO*
ребер для I'ОЛОВКИ цилиндра опре.
поверхностью охлаждения и опре.
141
деленным шаtом ребер. Последний берется обычно IlecJ<oJlbKO б6J1Ь
шим, чем у цилиндра. У некоторых rОЛОВОI< (см. табл. 24) шаr ребер
lIеодинаков по высоте rОЛОВIШ: в зоне раСПОJlOжеllИЯ камеры cro
рания он неСIЮЛЬКО меньше ДЛ.I :>беспечения более эф:рективноrо
отвода тепла от стенок камеры.
в н е ш I1 Н Й Д и а м е т р о р е б р е н 11 о l' О Ц 11 .ТI И 11 Д Р а
Контур оребренноrо цилиндра в боJlьшинстве С.ТIучаев представ
ляет собой OI<ружность с двумя или БОJlее срезами (фиr. 71). Величина
тих срезов в выполненных IЮНСТРУIЩИЯХ различна.
При опредеJlении поверхно-
сти одноrо ребра можно сначала
принять, что IЮНТУР оребрен
НО1'0 ЦIlлиtIдра имеет форму пол-
нон окружности, IIричем не
следует учитывать уменьшеllие
поверхности вследствие наличия
в ребрах стверстий или выре-
зов под ШПИJlЬКИ крепления ro-
ловки JI цилиндра.
Поверхность одной стороны
ребра
Фиr. 71. Схематическое изображенне
оребрения цилиндра.
{ ц
Рр == 2 Fa'
Z'C
(90)
rде F" поверхность ОХJlаждения цилиндра;
Fa == 1fDaSa поверхность одноrо межреберноrо промежутка.
Расчетный внешний диаметр о ребренноrо ЦИJlиндра
О.. "= Y !!.. + йй?.
;t
(91)
Ллощадь одноrо среза, имеющеrо форму cerMeHTa, может быть
подсчитана по приБJlиженной формуле
Fc""" (12 2RН Н2+8 П iRН ), (92)
rде
R. == п н D'i ;
н CM. фиr. 71.
Однако лучше вычертить цилиндр в плане и подсчитать веJlИЧИНУ
поверхности ребра rрафичеСIШМ методом. При этом будет БOJlее
точно определена и ПJlOщадь, занимаемая вырезами под шпилЬ!<и.
После окончательноrо уточнения поверхности ребра можно опре-
де..'1ить действительный ВI{СШНИЙ диаметр оребренноrо ЦИJlиндра
J48
по формуле (91). Дзлее необходимо опредеJIИТЬ среднюю высоту ребра
по ОI<РУЖНОСТИ ЦИЮЩ.1,ра
I Пн П"
l == 2 .
(93)
Подставляемое в выражение (93) значение D" определяется по фор
муле (91) по уточненной величине Fp.
Теплоотдача оребренных поверхностей
ПодробныЙ расчет теплопередачи от рабочих rазов внутри ци
JlИндра двиrателя к охлаждающему ero снаружи воцуху должен
вестись с учетом всех термических сопротивлений на пути тепло-
вoro потока. Однако отсутствие надеЖllоrо метода аllЗJlИтическоrо
определения коэффициента теПJlOотдачи от rазов в стенки цилиндра
деJlает этот расчет чрезвычайно затруднитеДЫIЫМ и даже невоз
!'.южным.
Лимитирующим фактором в процессе передачи тепловой энерrии
от cтeHOI< цилиндра в окружающую среду является теплоотдача
от внешней поверхности оребрсНlюrо ЦИ.1индра к ОХ.'Jаждающему
ero снаружи воздуху. Поэтому расчет оребрения двиrателеii с воздуш
ным охлаждением обычно сводится только 1< расчету этоrо I<онеч-
Horo вида теплопередачи. Поверхность оребрения при этом рассма.
тривается I<a!< совокупность ребер. размещенных на П.10СКОЙ или ци
линдрической cTeНl<e, не имеющей толщины. В I<ачестве исходной
принимается температура основаllИЯ ребра, равная температуре
внешней поверхности втулки цилиндра.
Эта TeVlnepaTypa 11<1 15 25 ниже температуры точек, раСIIOЛО-
женных вблизи (11a расстоянии O.5 I,O JlfM) рабочей поверхности
цилиндра, что, конечно, должно быть учтено при задании расчетной
температуры основания ребер. ОДНа!<О 'lермическое сопротивление
стеlll{И можн() непосредственн() учесть и в OCHOI3HOM уравнении.
В этом с.ч"чае ФОРМУJlЫ (36) и (38) примут вид
Q == ! (t u , . 11т) ккал _,,2 час, (94)
!'! .
л ' а пр
rде
л
................
;. . :tпp
== К:
(95)
i. коэффициент теплопроводности стенки цилиндра;
U lIp коэффициент 'lеплоотдачи, oTHeceHHbIii к внеШней noвepx
ности втулки ЦИЛИllдра;
t w , средняя по высоте и по окружности цилиндра температура
стенки вблизи ero рабочей поверхности;
А толщина стенки ЦИd1индра.
,
1 9
СВЯЗЬ между приведенным коэффициентом теП.аООТД<lЧII U щ ; и коэф
фициентом теплоотдачи а 2 внешней поверхности оребрения может
быть установлена следуюдим образом.
Количество тепловой энерrии, отдаваемое ОДIlИМ мсжреберным
промеЖУП<О1\1 поверхности ВТУЛКII цилиндра и отнесенное к единице
ДЛИIlЫ ребра:
Qc === а 2 5' (1;:, t 1т)'
rде t w средняя температура неоребреНН;JЙ части внешtlей rЮlJерх-
ности втулки цилиндра.
Количество тепловой энерrии, отдаваемой поверхностью втулки
цилиндра, СОПРИI<асаlOщейся с ребром и отнесенное также 1< единице
Длины ребра (при t'!f.'2:== t u ', =0; t w и и; ==о fL; '-= а 2 . см. фиr'. 10):
Qp == 2u 2 /zl\p (t.., t ,m ).
Общее lюличество этой энерrии
Q == Qc + Qp == 5' I t w t lm \ -+ 2u 2 11Т)р (t w t ,m ).
в то же время имеем
Q u IlP 5 (tw t ,m ) == аlI/' (б + 5') (/"" t lm ).
Совместное решсние послеДНIIХ уравнений дает
2ui1fJp (tu. t ,m ) == U llp (б + 5') (t w tlrпi.
откуда
aпp::' Ь 2 S' (5' + 2/l1jp).
(96)
Для определения ВЛllЯllИЯ термическOI-О сопротивления стенки
на величину коэффициента теплопередачи примем а"р ==
:::: 500 ккал/.w 2 час ера;] и б == 0.005 .м. Без учета сопротивления
стеНl<И
1(:::: + == а пр == 500 ккаЛ!А«2 час ерад;
Ппр
с учетом сопротивления стенки цилиндра
I J
К -::: !'! 1 C 0.и05 == 477 ККGЛ.!,li 2 'ЮС ерад.
+ T
л апр 5!) 500
Слсдовательно, без учета СОПРОТИВJlешш стенки величина К выше
u" ' u 500 1 0 5 r:: 01
деИ"lвительнои в 41/ , раза, т. е. на ;) /0.
Дпя определения значения а 2 используют формулу (: 2). в которой
I<оэффициент В 2 == 2,44+2.47 для температур воздуха 40 800,
наблюдаемых в межреберных каналах цилиндров. С достаточноi1
Щ)
степенью точности ДШl всех ,:лучаев может быть принято 82 == 2,45.
Тоrда формула (32) примет вид
(YL' { т )о,8
а 2 === 2,45 cfJ.,2 ' (97)
..
rде V f средняя скорость воздуха в межреберных каналах.
т
Значение эквивалентноrо диаметра d 8 воздушноrо канала nOk
считывают по формуле (19). которая с учетом обозначений ЭJJементов
ребра (фиr. 69) принимает вид
4hS' 2hS' 1'9 8)
,18:::: 2(11 +S') h+S" \
COrJlaCHO формуле (97). lюэффициент теплоотдачи обратно пропор-
ционален IЮРНЮ пятой степени из ЭI<вивалентноrо диаметра. Следо
вательно, увеличение эквива.lJеНПlOrо диаметра в 2 раза нриводит
1< уменьшению коэффициента теплоотдачи Bcero на 13%. Поэтому
формулой (97) рекомендуется пользоваться только для определеllИЯ
коэффициента теплоотдачи по ЭI<вивалентному диаметру, но не на-
оборот. ВеЛИЧИllа эквиваJlентноrо диаметра не должна быть больше
величины, указанной на фиr. 72 и ЯВJJяющейся максимальной
В выполненных КОНСТРУКltиях двиrателей.
Формула (97), так же как и формула (30), действительна при
наличии прямоrо канала, ДJlИна I<oтoporo по крайней мере в 50 раз
больше ero ЭКБивалентноrо диаметра, При наличии в ДБиrателях
с воздушным охлаждением I<РИВЫХ и J<ОРОТКИХ l<аН<lJIOВ в УI<азанные
формулы нужно внести ноправки путем умножения полученноrо
коэффициента теплоотдачи на поправочный коэффициент 8 f , учиты
вающиii ВJIИяние уменьшения длины I<анала (см. табл. 7), If на коэф
фициент 8 R , учитывающиЙ искривление канала (со средним радиу
сом R) и определяемый по формуле (33):
ER I + 1,77 ,
Коэффициент El наХОДSI1" 110 таБJlИце в зависимости от ЧИ('JJа
РеЙнольдса:
, d
Re ==
" '
f]одставляемыЙ в формулу (96) к. 11. д. ребра определ ют по фор
муле (44):
thтh
Т)Р == пlh '
{"де
' ',;
V 2a;l
т --=0 6,. .
Величина Т)р для современных двиrатеJlей КО.lJеблется в преде-
,f1ax 0,5 0,9.
\.
151
;;1
t I
I
I
I
!
I
I
I
10 70
d Iflf
,5
,
\\m
,0
.
5
I i
i
I
о
50
зо
50 60 70 80 vem ,,/сек
O
\'
I \ \ \ \ \ \ \ \' ,\ \ \
. \ ,\ \ \ \ \ \ \
'" \ \ \ \ .\\' \ \
\ \ \ '\ \ \\ \ \
\ \ \ \ , \ \\ \ '\ \ \ \
\\' \ ,\' \\ \ \ \ \ \\ \ \ \\
1\ \ \' \ \ \ \ ,\\ \\ \ \\ \ \\1\ \
\\ ,\' \\\'\ \\\'\\ \\\\'\\\\\
80. \\,\ }O \\. \ \\\ \\ \\\ \ \\ \l\('\\
70 OO ,\ \ \ \ \\""\ ,\ ",,,
60 О \ \y \ '\
I >
\
''''
:rF I 1"\ "1
100
700 ()( ккиЛ/f1 Z qиароiJ
150
Фнr. 72. ЗаВИСН ЮСТI> коэффш(иента теплоотдачи а от эквивалентноrо диаметра d з при разных скоростя);
и темнерат)'рах ВО3.1УХ!l. !
По величине ШJйдеНIIOI'О
ляют количество тепловой
воздуху ОДНИМ ЦИJIИJ-IДРОМ:
Qu, KF пp ( [ и "2 Il m )'
I{оэффициента теп.попередачи опре.пе
энерl'ИИ, отдаваемоЙ охлаждающему
tJt ККОЛ/IfZqОСi?роiJ
(У9) 200
Если полученные значения Q'4
или ( ю . ОТКJЮНЯЮТСЯ от заданных,
то необходимо ПОВТОрИТЬ расчет.
задавшись НОВЫМ значением CKO
рости воздуха.
Метод опредеJlения теПJlOотдачи
оребрения rо.ПОВКИ ци.пиндра ПрИJ-l
ципиально не ОТJlичается от метода I
примеllлемоrо для цилиндра; ok
нако средние и максимальные
значения температур и значения
скорости воздуха в I<аналах rОЛОВЮI несколько ОТЛlIчаются ОТ соот-
ветствующих величин ЦИJlИндра. В связи с указанными ранее сооб
ражениями расчет теплоотдачи l'o.noBol< обычно не ПрОlIЗВОДИТСЯ.
Q(пp
1fКОI1//12уоczрш]
rJte F пp опредеJlяется по формуле
(74). Если вепичина F пp известна.
то определяют температуру trJ'.":
t 0..= Q'4 + t l' (100)
Ш2 a"pF np ' 111
v tт с 70,SIf/cCI<
2000 65
55
39
26,10
1000
О
2 4 б 8
ПОВl'p.rность ребер
./
160
120
80
о
60 v I'1/с{;'х
70
Z,O
Фиr. 73. Изменение коэффициента
теплоотдачи а при обтекании плоскоii
n.rI3СТИНЫ.
10
/12
. I I . ,
17.7 8/17 6)5 IJ.?З3.63З.Ш 1.821,5IJ 2,175'1111
Фllr. 74. Влияние оребрения на ИЗ lенеНllе КОэффlluиента
теПJlООТД3'!И а пр .
в ряде СJlучаев при проведеНИll расчетов приходится задаваться
значением коэффиuиеllта теплоотдачи, отнесеИllоrо к ОСНОВНОЙ или
153
к общей поверхности теплоотдачи цилиндра. По значениям коэффи
циентов и скорости воздуха относительно обдуваемой поверхности
можно определить размеры оребрения. С этой целью на фиr. 73 76
приведены некоторые данные, полученные опытным путем.
'100
800
зо
OIf1p
ккаЛ/N час ,роа
7000
Cif]p
1( каli/н 2 час zpatJ
800
600
1БОО
1200
200
OO
о ЦилиНdр 14 28
6ез
ребер а)
'12 hl1H
ОЦиllИНUр 14 28
без
ребер б)
42 h НI1
Фиr. 75. Изменение приnеденноro коэффициента теплоотдз'lИ а"р ребер
треуrольной формы:
а при отсутствии ДСфJlСКТОРОD; б при пали',"и деф.ЧСКТОРОD ЦIIЛIIИДРОR с онеш-
ННМ дна метром 160 мм и Ра3J1\1ЧIIЫМИ ребрами.
rpynna Шаr Толщина
):сlSер peGep ос нона НнЯ:
j:e 6 ra
А 8 4
В 5 4
С 4 2
На фиr. 73 приведеllО изменение I<оэффициеllта теплоотдачи 1]2 J
плоской неuребренной поверхности в зависимости от Сl<ОрОСТИ обду
ваlOщеrо ее танrенциаЛЫlOrо воздушноrо потока при отсутствии
ударов воздуха о поверхность. Эти данные MorYT быть использованы
для сравнительной оценки теплоотдачи при изменении условий обте
кания, а также в случае применеllИЯ тонких плоских прямоуrоль-
ных ребер. ВШl'fшие оребрения на изменение теп'nоотдаЧI1 основной
J54
поnерхности ИЛЛlOстрируется данными (фиr. 74), взятыми из Toro же
истоЧника и относящимися к испытаниям деревянной пластины
с медными ребрами высотой 25,4 мм и толщиной 0,5 J t.И, но с разным
шаrом. Д:lНHыe MorYT быть ИСПОЛЬЗJваны с учетом различия в коэф
фициентах теплопроводности и для ребер из друrих материалов.
На фиr. 75 приведены значения J<оэффициента теплоотдачи а пр
оребреююrо цилиндра при отсутстnии (фиr. 75, а) и при наличии
(фиr. 75, б) дефлекторов. В последнсм
случае получены более высокие зна-
чения ПРИ13еденноrо коэффициента Te
плоотдачи, разумеется при более высо-
кой абсолютной, но меньшей относи-
тельнои затрате мощности на подачу 2'J00
воздуха. Друrие преимущества деф.'1ек-
тирования указываЛИСI) в rл. 111.
Различие в величинах приведенноrо
I<оэффицнента 'rеплоотдачи при изrотов
ленин ребер из разных материалов
видно из фиr. 76. Применение преры-
вистых медных ребер дает возможность
значительно повысить теплоотдачу ци
линдра (верхняя кривая).
Потребное давление ОХJIа>кдающеrо
воздуха
Для преодоления СОПРОТИВJIения
воздушноrо тракта системы ОХJlажде
ния и создания заданной скорости воз
духа в межреберных канадах необхо
димо иметь определенное давление воз
духа под напраВJIЯIOЩЮ! кожухом BeH
тилятора. Эrо давление создается за
счет преобразования энерrии в веН1'И
ляторе и за C'IeT энерrии встречноrо
потока, если он и\!еется и исполь-
зуется для данной цели, Хотя дина
мическое давление, соответствующее скорости движения автомо-
БИJIЯ, и может быть значительным (48к.?/ t2 при скорости 100 к.мlчас) ,
рассчитывать на eI'o систематическое ИСПОЛЬЗОВШlИе нельзя, так как
при дпижении автомобиля с маЛО!I скоростью, но с БО.IJЬШОЙ наrруз-
JЮЙ Д13иrатель будет переrревзться. Даже при движении с большой
с!<оростыо действителы-юе дина\Iическое давление у входа в венти
лятор может СНИЗИТЬСЯ в 2 3 раза, если перед вентилятором имеется
препятствие в виде решетчатой облицовки. НaJюнец, наличие попут
Horo ветра может свести на нет влияние Бстречноrо 'IOтоу<а. Поэтому
расчет систе !Ы охлаждения должен базироваться только на повы
шении давления, создаваемом вентилятором. Последнее определяется
J{З выражения
Olпр
ккол/н2l{ОСZI10iJ
3200
4
800
1БОО
о
200 !'оо ке/ч([с
РаскоВ 6озfJtjха
Фиr. 76. ИзмеНNlНе коэф-.рll'
Цllента теплоотдач\\ «пр для pe
6ер IIЗ разных матеРllалов:
J стальиые точеНые ребра (1.
п ..... 6 3.б .....); 2 алюми-
ниевые ребра. раЗВIIЛЬЦова ииыe
в Пn18Х стальиоrо цилиндра (h
20 ...... S 3 М.... 1\ I "М);
3 медные ребра. прнпаЯНllые
к сталыlIуy ЦII."иНДРУ (Т! 22 ММ.
S 2 ММ. 1\ 0,5 А'М); 4 ..eДHыe
ребра. ПРИП8Я1lиые к стальному ци'
IlIlндру,имеlОТ разр,.вы. с...:еlЦСННые
ОТИОс'IТе.1ЬИО друr ilPyra. Точки
соотвстcrвуют перепаду давлеиия
200 МА' вод. СТ.
\.
ДР,! ДР'!'+ p,! + l:1Pe'
I
(101)
Величину I1Р'I определяют по формуле (60), причем можно npek
варительно принимать ==2 .:....З. На фиr. 77 приведены данные по сопро
тивлению цилиндров ряда двиrателей с воздушным охлаждением,
полученные при продувке их в аэротрубс. Величина I1Р I1 включает
потери I1PJ и I1Р ш ИЗ фОр:\IУЛЫ (66), т. е. представляет собой потери
l,б
19IJP w
/li:j M 2
2,2
2,0
1.8
2/1 2.6 2,8 L9 V f'fJfчас
Фиr. 77. Потеря давления IlрИ обт(',<аНIfИ воздухом ЦИЛIIндра различных ДВllrателей
11 зависимости от расхода Dоздуха. Около КРИВЫХ указан ПОJ<азате.1JЬ линеЙной зави
симости:
1 /I\\VJ\1; 1 Деiiт; ; .1 ЭllфИЛД 100; ., ЭНф'lЛД 8';; 5 .\р!otстро..r СIIД"III;
б ТИТРа 921; 7 Т:IТ\Щ 11'1 А; 8 д зо: 9 Д B-16; 10 J ."ттеР.
'-
давления в шшраВJlяющеЙ части lЮЗДУШНОJ-О тракта. Ее можно оце-
нить в долях от I1Ре. а именно: ДР п == (0'10....;.--0'12) .I1Р". Вели
чину I1Ра определяют из выражения (64).
В ряде СJlучаев возникает необходимость задаться нспосредст-
вешiO ве.тJИЧИНОЙ 1I0Лllоrо повышения давления. В качестве ориен'fИ
РОБОЧНbJХ MorYT быть приняты СJlедующие значения (в Кё/м 2 ):
п< 100 .H.II . . .
D == 100 -+ 150 .1/,11
D > 150 .11,11 . . .
75 IOO
. 150 200
, 25 OO
156
Расход МОЩНоtПI на подачу воэдуха
Мощность, расходуемую на приведение в действие вентилятора,
нахоДЯТ как произведение секундноrо расхода воздуха V на удеJIЬНУЮ
работу L адиабатноrо или политропноrо сжатия 1 ",3 воздуха при
увеличении ero давления на величину I1P, т. е.
N == V L K .M/ceK.
Для БОJlьшинства случаев с достаточноЙ степенью точности можно
принять, что Н е %
L -;:::;;;; I1P KZJII/M 3 . 12
TorAa получим
N == V I1P K J t/ сек
или
i\PV
N === 75т)... ' л. с., ( 102)
rде '11" эффективны и к. п. д. Бен
тилятора, учитывающий
потери в вентиляторе и n
ero приводе.
Затрата мощности ШI подачу воз
духа обычно выражается в процен-
тах от максимальной мощности дви-
rателя, т. е.
N , N 00 0,
vд ,\{ 1 i 11'
. .'," е
8
\ ..
\
"-
"
........... ...........
.......
4
о
60
100
120 ! ос
80
Фиr. 78. 3ависи IOСТЬ мощности,
расходуемой на охлаждение, от раз-
ности температур стенки ци.тrиндра
и охлаждающеrо во:щуха.
(103)
Как ВИДНо из формул для определения мощности, затрачиваемой
на охлаждение, для снижения ее величины необходимо уменьшать по-
вышение давления и секундныЙ расход воздуха. Первое осущест-
вляется путем расширения воздушных межреберных каналов при
соответствующем подборе дефлекторов. Снижение сопротивления
воздушноrо тракта путем удаления дефлекторов недопустимо, так как
в этом случае резко ухудшится равномерность охлаждения цилин-
дров,
Уменьшение мощности, расходуемоЙ на подачу воздуха, путем
снижения ero расхода приведет к повышению температуры воздуха
на выходе из межреберных каналов, а следовательно, и к повышению
температур стенок. эrо весьма выrодный способ, что ВИДНо из зави
симости (фиr. 78) между мощностью, затрачиваемой на подачу
охлаждающеrо ВОЗJ\уха, и разностью между температурами охла
ждаемой стенки и воздуха,
Учитывая, что мощность, затрачиваемая на охлаждение Двиrа
теля, в значительной Степени зависит от температуры охлаждаемых
стенок, необходимо при сравнении этой мощности у отдельных
двиrателей исходить из одинаковой веJIИЧИНЫ УI<ззанной темпе
ратуры. \
157
ПредеЛЬно Дбhусtимай ДОЛfJ. моЩНоСТИ .n.виrйteJtsl, расХодуеМЙsl 11:1
охлаждение, определяется назначением двиrателя. величиной ero
номинальной мощности. размерами цилиндров, условиями работы
и т. п. Затрата мощности на охлаждение в существующих двиrателях
колеблется в пределах 3'5...;.....15% от максимальной мощности. дви
rателя для карбюраторных двиrателей и 2.5 8% для дизелей
(табл. 15).
15. ПРИМЕР РАСЧЕТА СИСТЕМЫ ОХЛАЖдЕНИЯ
Проведем ориентировочный расчет системы охлаждения дизеля
f<олесноrо трактора, имеющеrо следующую техническую xapaKтe
ристику:
Номинальная эффективная мощность в Л. С. .
Число оборотов в минуту при Н01llинальной IIЮЩ
иости........... . ..
Число цилиндров . . . . . . . . .
Расположение цилиндров
40
2000
.4
Вертикельное
в ряд
Определяющие размеры двиrllТСЛЯ:
диаметр цилиндра в мм. . _ .
хоп поршня в ММ. _ . .
Тип камеры сroрания . . . . . . .
Удельный расход топлива при номинальной мощ-
ности в /л. с. ч, . . . . . . . . . . . .
95
120
Разделенная
200
Уточнен не нсходных условий расчета
Двнrатель предназначен для работы в обычных условиях; при
мем макснмальную температуру окружающей среды равной +400,
тоrда расчетная максимальная температура рабочей поверхности
цилиндра не должна превышать 2000 (табл. 14).
В связи с тем, что при проектировании двиrателя еще неизве-
стен характер протекания кривой ero крутящеrо Mo eHTa, расчет
целесообразно вести. исходя из режима максимальной мощности
с тем. чтобы после проведения экспериментальных доводочных испы.
таний. моrла быть установлена степень повышения температур
рабочих деталей и определена допустимость этоrо повышения.
Определение основных исходных параметров
Количество тепловой энерrии. подлежащее отводу в охлажда-
ющий воздух в течение 1 часа. определяется по эмпирической
формуле (68)
Q == А Negeh и "кал/час.
Значение коэффициента А для двиrателей с воздушным охла.
ЖДением в общем ниже, чем для двиrателей С водяным охлаждением.
'
Приняв А ==' 0,25 и h и ==' 10 000 ккал/К2, nоеле nодстаtюВКИ заДан.
ных значений ge И N е получим
Q == 0,25.40.0,2.10000 == 20000 ккал/час.
Ввиду значительноro различия в конструкции rоловки и цилиндра
двиrателя, а также в связи с разной степенью допустимоrо наrреlJЭ
охлаждающеrо воздуха при ero прохождении по межреберным KaHa
лам этих деталей, более правильно отдельно определять параметры
их оребрения.
В первую очередь необходимо найти параметры оребрения
цилиндра, так как они определяют rабариты, а вместе с этим
и межцилиндровые расстояния двиrателя.
J{ля расчета оребрения цилиндра необходимо знать количество
тепловой энерrии, которое он должен отвести. J{ля этоro нужно
задаться распределением теплоотдачи между rоловкой и цилиндром.
J{ля дизеля с разделеННОЙ камерой сrорания в соответствии с дан-
ными табл. 9 можно принять, что количество тепловой энерrии,
отводимой отдельно roловкой и цилиндром, одинаково.
Количество тепловой энерrии, отводимое одним из четырех ци-
линдров в соответствии с указанным выше распределением между
rоловкой и цилиндром,
Q 20 роо
Qц == 2.4 == == 2500 ккал/час.
Количество воздуха, потребноrо для охлаждения одноrо цилиндра,
находят по формуле (71):
G Qц
1'/ Ср, (1'0 Ife) ,
rДе II средняя температура воздуха, выходящеrо из межребер-
fI
ных каналов цилиндра.
При раЦИQнальном использовании воздуха эта температура
должна быть одинаковой по всему сеЧеНИЮ выходноrо канала.
Однако это привело бы к тому, что и температура стенки цилиндра
по высоте последнеro была бы одинаковой, чеrо допустить нельзя,
так как для верхней части цилиндра желательны более высокие
температуры, чем для нижней.
J{ля лучшеrо использования воздуха примем ero температуру
на выходе из верхней зоны цилиндра равной 900, что вполне допустимо
для. заданной высокой температуры окружающей среды.
Температура воздуха, выходящеrо из нижней зоны цилиндра,
обычно на 2O 400 ниже температуры воздуха, ВЫХОДЯЩеrо из
верхней ero зоны.
При разнице 200 среднее значение температуры выходящеro
воздуха
1 90 20 80 0
'с 2 ,
причем среднее повышение температуры воздуха 80-----40 == 400
1JDI!" ТСЯ но мальным для Двиrателя подобноrо типа (см, фиr. 68).
'
ПОС.'Iе соответствующих ЛОДстановок наидем
2500
G [11 И: 4 (80 40) == 260 Кё!ЧйС.
При этом удельный расход воздуха
G[ц.8 260.8
g[ == 40 52 Кё/Л. с. '1.
При средней те1\lПературе воздуха в I\lежреберных KaHa.'IaX
t lm 40 90 == 650,
удельном весе воздуха Ут 1,01 К?!.М 3 получим
V Glц 260 2 '- 7 3 О 0715 3
[ == == l t)J == ;) ,Н' /lfас ==. , l' /сек,
'1 '\'т ,
'ITO соответствует норме для двиrате.пя заданноrо назначения и дан-
ных определяющих размеров.
Определение парамеТРО8 оребрения
При заданноЙ маКСII!\Ш.JIЬНОЙ температуре цилиндра 200 (табл. 16)
температура внешней поверхности el'o втулки не ДОJlжна превы
шать 1 JO°. Температура в нижнеЙ части цилиндра на той ж.е сто-
роне обычно в среднеr-.t на 50'" ниже, т. е. может быть принята
равной 140 . Тоrда средняя температура стенки по высоте на тыль-
ной стороне
/ == 19:) + 140 ==-' 16 :;0
Ша 2 v .
СреДНSIЯ температура ЩlJlиндра со стороны подаЧII воздуха опре
делится из ЭI<спериментаJIЬНОЙ зависююсти (52):
t'Ш а t We == (0,8 0.85) (t lu t["j.
оп<у да
t't!..c = t Wa 0,8 и'а t,J == 165 0,8 (80 , 40) == 133°,
Наконец, средняя температура стею<и по окружности и по высоте
цилиндра
t t We + I"'a == IЗЗ + 165 == 149
W m 2 2 .
Приведенная (основная) поверхность теплоотдачи, т. е. внешняя
поверхность неоребренноrо цилиндра, подсчитанная по диаметру
оснований ребер, определяется по формуле
F"p == 11: (D + 2.1) 11,!,
rДе h'4 высота обдуваемой оребренной части ЦИJlиндра.
160
в соо ветствии с таБJI. 19 в среднем h ц 1,35 1,3,0,120 ==
:0= 0,156 ,М, rде 5 ход поршня. Учитывая наличие утолщении
сТенки в верхней и нижней частях цилиндра, примем средНЮЮ
толщину ero стенки fj. при чуrунных механически необработанных
ребрах равной 0,008 м. Тоrда
F пp == 3,14 (0.095 + 2.0,008).0,156 == 0.0542 ,,\12.
Приведенный (отнесенный к основной поверхности) коэффициент
теплоотдачи
Q'I
а"р '----= F ( 1
"р W m
,. "/11)
2500 550 / 2 д
0.0542 (149 65) ккал ,11 час. ера .
Сечение межреберных воздушных каналов одноrо цилиндра
V['I
I ц == v/ .
т
rде V'm средняя скорость воздуха в межреберных каналах ци
линдра.
Д,rаl уменьшения мощности, затрачиваемой на привод веНТI\ЛЯ-
тора, зададимся умеренным значением скорости воздуха в межребер
ных каналах. Примем V[ == 25 м/сек. Тоrда
т
11; == 0.0 15 0,00286 ,ff2.
Среднян ширина воздушноrо канала между цилиндрами
b Ь
hц'
Приме"I коэффициент живоrо сечения оребрення в соответствии
с табл. 19 0,63. Тоrда
0.ОО2В6
Ь == 0,63.0,156 0.029 ,М.
Расстояние между ОСЯМИ соседних ЦИЛI\НДРОВ
1/; == D -+ ь + 2 == 0,095 + 0,029 + 2.0.008 == 0,140 ,,\1.
.Отношение этоrо расстояния к диаметру цилиндра
== .140 == 1 47
D 0,095 '
соответствует параметрам нормальноrо оребренин (табл. 23).
Задавшись в соответствии с табл. 19 (rрафа 26) коэффициентом
оребрения qJ == 7, близким к максимальному и соответствующему
достаточно большому значению отношения LiD, найденному выше,
определим поверхность охлаждения одноrо цилиндра, т. е. поверх
ность, обдуваемую охлаждающим воздухом:
" F,( == F"pqJ == 0,0542.7 == 0,3794 м 2 .
11 д. Р. Поспелов 409
161
Величину просвета между дnумя сосеДНИМИ ребрами определяем
по формуле (86):
S ' X1lP
> 60 .
Далее, по фОРМУ.'1е (84)
Х кр == 4,85. lО З ........!...... ,
t'l m
rде " кинематическая вязкость воздуха при t, =:: 650.
т
Тоrда
Х КР == 4,85. 105 2 : 506 =:: 0,472 ,"1.
Это значение Х КР значительно больше длины пути, ПрОХОДИмоrо
воздухом BOKpyr цилиндра. Так, если в качестве среднеЙ линии
потока принять окружность, диаметр которой равен расстоянию
между осями соседних цилиндров, то длина канаЛа будет равна
ПОЛОвине длины окружности:
[ 1f.L ц 3,14.0,140 О 22
" 2 - 2 , ..111.
Если принять, что толщина поrраНИЧI-Iоrо слоя нарастает paBHO
мерно по длине потока, то величина 6 кр ' соответствующая [к' будет
0,22 .. Т
в 0,472 раза меньше ве lИЧИНЫ u", соответствующеи Х кр ' о же
относится и к шаrу ребер S'.
Тоrда по форму.'1е (86):
S' == 06 2 == 0,0037 " с.
Заметим, что при наличии в ребрах разрывов для шпилек Kpe
пления цилиндров величина [к будет еще меньше и, следовательно,
шаr ребер может быть принят соответственно меНЬШИl\l.
При ранее ПРIfНЯТОМ значении коэффициснта живоrо сеченИЯ
==о 0,63 шаr ребер
s' 0,0037
S === т == б'--63 == 0,0059 .м.
Примем S == 0,006 ,М.
Средняя толщина ребра
6 == 0,0060 0,0037 === 0,0023 .м.
Для литоrо механически не обработаююrо ребра найденные
значения шаrа и толщины ребра малы. Примем из технолоrических
соображений шаr ребра S == 0,008 .м. Если в дальнейшем окажется,
ч"[о при принятой частоте расположения ребер Не обеспечивается
необходимое значение приведенноrо коэффициента теплоотдачи, то
шаr ребер можно уменьшить, задав друrой метод их изrотовления.
162
При S == 0,008 .м
S' == S.f3 == 0,008.0,63 == 0,005 .м;
б == 0,008 0,005 == 0,003 JИ.
Число ребер одноrо цилиндра
h'j 0,156
Z" == S == o.o08 19,5.
Примем щш расчета Z" == 19.
Допустив, что контур оребренноrо цилиндра имеет форму полной
окружности (в ребрах отсутствуют вырезы и отверстия для шпилек
крепления цилиндра), определим поверхность oAHoii стороны ребра:
Р ц
Fp == 2Z Fo,
rAe Fa ==: nDQS a поверхность олноrо межреберноro промежутка.
При отсутствии уклонов на боковых сторонах ребра
Sa == S' == 0,005 .iИ.
При наличии литейноrо уклона можно принять Sa == 0,004 .м.
Тоrда
Ра == 3.14.0,111.0,004 ==0,0014 Jlt 2
и
Рр == 0;71994 0.0014 == 0,0086 ,,,,2,
Расчетный внешний диаметр оребренноrо цилиндра найдется из
выражения (91)
Dn== 'V 4 p +D == -V 4, : 86 +0,1112==O,15] At.
Ввиду Toro что расстояние между ОСЯl\lИ смежных цилиндров
меньше этой величины, необходимо ребра срезать с каждоЙ стороны
в направлении оси коленчатоrо вала на вe.nичину Н (фиr. 71),
равную
Н DH 111 0,151 O.140 О 0055
2 2 , .iИ,
Площадь ОДноrо среза, имеющеro форму cerMeHTa, может быть
определена по приближенной формуле (92):
Ft: == (12 V2RH Н2 + 8 ]f2RH ).
Если в ребре имеются вырезы под шпильки крепления цилиндра
и ero rоловки, то площадь этих вырезов и П.10щадь срезанных
краев ребра нужно ВЫЧесть из поверхности ребра.
Площадь вырезов под шпильки крепления цилиндра может зна.
чительно превосходить площадь боковых срезов, поэтому нелесооб
разно вЬ!чеg,ТИТh цилиндр В плане и подсчитать вe.nичину площади
11* 163
вырезов. Последняя составляет примерно 20% от I10верхности ребра.
Вследствие этоrо площадь поверхности ребра, по которой опрсде
ляется действительный внешний диаметр оребренноrо цилиндра,
должна быть увеличена на 20%:
F == 1,20.0,0086 == 0,0103 ,м 2 .
Уточненное значение внешнеrо диам етра оребренноrо цилиндра
D ' I f 4.0,0103 О 111 2 О 1 1: 8
,. == у 3,14 +, ==,;) .JI1,
а уточненная веJlИчина бокоrюrо среза ребра
Н' 0.158 O,14U О 0 09
2 , ,И.
Средняя высота ребра по окружности цилиндра
h DH Da 0.151 O,III О 02
р 2 2 ,.JI1.
Средняя высота ребра должна быть уточнена путе:\\ П.'1аниметри
рования площади ребра и определения по ней значения D и .
Определение теплоотдачи оребренной поверхности
Эквивалентный диаметр межреберноrо канала
4hpS' 4.0.02.0,005
d" == 2 (h p + S') 2 (0,02 + 0,005) == О ,008 ,И.
l(aK видно из rрафика (фиr. 72), ПШlученное значение d s Haxo
дитея в пределах рекомендуемых.
Число Рейнольдса
v , d
Re, == ==
25.0,008.106 102 >: 0
1 9,5 ".
I(оэффициент теплоотдачи внешней повеrхности оп редс.'1я е:'о! по
формуле (97):
(VVi п ,)0.8 (1.01.25)0'/1, .
а 2 == 2,45 02 ::::: 2,45 о" :" 81,5 ккаЛ/.JI1 2 чаСl.рад.
d э ' О,ООВ .
Так как вследствие разрыва ребер отношение длины межребер
Horo KaHaJla к ero эквивалентному диаметру меньше 50 (оно равно
приблизительно 10), то полученное значение а 2 нужно умножить
на поправочный коэффициент 8, (табл. 7).
l
При данных значениях Re и d;8, == 1,23. Тоrда
а 2 1.23.81,5 == 100 ккаЛ/J.l 2 ЧQс.zрад.
Кроме Toro, полученное значение а 2 нужно умножить на коэф-
фициент 8 R . учитывающий искривление воздушноrо I<анала [фор-
мула (33)]
8 R == 1 + 1,'77 == 1 + 1,77 60:5 == 1,22.
.64
rде
R О Й .;. D H - 0,111 + 0,151 == О 0655 оМ.
4 4 '
Окончательно нахоДИМ
(12 == 1,2 .100::: 122 ккал/.м 2 /lUС'2рад.
К. п. д. ребра определяется по формуле (44);
th 111/1
1J p "'" mh '
rДе h /1" == 0.0235 ,И.
Приняв Д.1Я ре(ер из чуrунз ').. == 50 ккал.',w чt.J{:'i!рад, получим:
J/ 2Ц2 1/ 2.122 40 3 1.
т == M == 0,00:3.50 == ,.М ,
mh == 40,3.0,02 == 0,806;
th mh == 0,667.
Тоrдз
0.667
1J p """ O,BU6 == 0,827.
Приведенный I<оэффициент теплоотдачи найдеi\1 по юрмуле (96):
(1"р == fI l :iI 5' (2h.1Jp + 5')::::: о,оозl 2. 0,005 (2.0,02.0,827 + 0,005) ==
== 580 ккаЛ/J,/ 2 час.ерад.
Как видно из rрафика (фиr. 75), полученное значение U IIP не вы-
ХОДИТ ИЗ преДеJIOВ реl<омендуемых и мало отличается от наЙДенной
ранее величины {lIlP == 550 ккал/,и 2 чаС'i!рад. Следовательно, при-
нятые размеры оребрения должны обеспечить надлежащее охлажде
ние цилиндра.
Ввиду сложноЙ конструктивной формы rоловки цилиндра рас-
считать параметры ее оребрения весьма трудно. При проектирова-
НИli rолоnки необходимо обеспечить достаточные поверхность тепло-
отдачи и проходные сечения для ВОЗДуха.
. Jtля принятоrо типа камеры сrораНИSI и пропорционаJlьноrо рас.
прсделения теплоотдачи между rоловкой и цилиндром поверхность
охлаждения rоловки можно принять равной поверхности охлажде-
ния цилиндра, т. е. 0,3794 .1t 2 .
Величина сечения каналов rоловки для прохода воздуха также
должна быть по возможности не меньше, чем у цилиндра, т. е. равна
0,00358 .и 2 .
Принимая, В соответствии с табл. 25, высоту оребренной части
rоловки цилиндра равной 1,3D (h == 1,3 -0,095 == 0,124 .м), опре
1.6..')
делим площадь проекции rоловки иа ПЛОСI<ОСТЬ, перпендикулярную
к направлению движения ОХJlаждающеl'О во:щуха:
Р 2 == h 2 .'" == 0,124.0.140 == 0,0174 ",12.
Отношение площади воздушных каналов к площади проекции
rоловки, т. е. коэффицнент Жllвоrо сечения I'ОЛОВКИ:
0,00358
Р2 == 0,0174 == 0,2.
Как видно из табл. 24, такое значение коэффициента живоrо
сечения соответствует, как и в раСС lатривае;\юм случае. двиrателям
с относительно большим расстоянием между цилиндрами.
Общая поверхность охлаждения двиrателл равна сумме поверх
ностеЙ четырех ЦИJН/Ндроn и четырех rоловок:
Р'1; == 4.0,3794 + 4.0,3794 == 3,03 .Jt 2 .
Величина поверхности, приходящаяся на единиuу мощности,
F F'1; 3,03 758 2 /
1\', == N e == == C,\t Л. С.
является достаточно боЛl.шой (см. табл. 20 и 21).
Потребное повышение давления воздуха в веНТl/ляторе найдется
по формуле (101):
tJ.p в === tJ.p ц + tJ.p n + l:J.p а'
I10теря давления tJ.Рц найдется по формуле (60):
?
QL'i т
tJ.p Ц === 1 .
Приняв Сl == 2 (фиr. 45), получим
л р 2 0,I03.25 == 64 5 ! 2
L.1 ll 2 ' Ki?J/.
Величина tJ.P'1 может быть также определена по величине CKO
рости V t перед ЦII.1ИНДРФl. При ЭТО I И коэффпциент сопротивления
ДQлжен быть также отнесен к этой скорости:
QlI
tJ.Р ц == 2 ;
Vl q I/I q 0,0715
01 === F ц h С 0156.0 140 3,28 ",,!сек.
'. ц t ,
Приняв ! == 100 (фиr. 47), что соответствует цилиндрам со 3Ha
чением коэффиuиента живоrо сечения как у проектируемоrо дви-
rателя, получим
tJ.P === 100 О. Ю3. 3,282 == 55 5 К2: ! м 2 .
q '
100
Примем, что tJ.p fI 0,1 tJ.p ". Величину tJ.p (J определим из YCJIO
вий равенства скоростей воздуха на выходе из оре6реНIIЯ и в мини
мальном проходном сечении воздушных каналов, т. е. V'm V lII
что вполне допустимо ДJIЯ двиrателя с БОJJl>ШИМ межцилиндровым
расстоянием, как это имеет место в данном примере.
Тоrда
'}
l:J.p == Qa V ;;
а 2
При температуре ВЫХОДящеrо из оребрения воздуха 90 Qa== 0,096,
следовательно,
л р == 0,096.252 == 30 / 2
il а 2 Кi'J'A..
СУМ\ШРУЯ составляющие полноrо даВJlения, получим
tJ.P" == 64,5 + O,ItJ.P" + 30,
откуда
tJ.P" == 105 KeIJ j'.!..
Это значение :1Р" не выходит из пределов. рекомендуе!\IЫХ при
заданном диаметре ЦИШIНДра.
Теоретическая МОЩНОСТЬ, расходуемая на подачу охлаждающеru
воздуха,
Л , l\P. V \115 - 0,0715.8 О Q
Т 75 75 ,О Л. С.
Если па двиrателе отсутствует система реrулироваlll1Я подачи
ОХJI3ЖДalОЩСI'0 воздуха, то при температуре окружающей среды
пиже заданной расчетной величины l:J. Р" и N T будет соответственно
больше. Пересчет 5ТИХ величин на друrие уСJIOВИЯ (ИЗ:\iеllяющеiiся
ПЛОТНОСТИ при V == сопst) следует производить ПО форМУ.llilМ табл. 63.
rЛАВА v
РЕrУЛИРОВАНИЕ ОХЛАЖДЕНИЯ
16. НЕОБХОДИМОСТЬ РErУЛИРОВДНИЯ
При перемснных режимах работы двиrа7еля BIIYTpeHHero Cl"ора
ния, а также при изменении внешних условпii ВОЗНlIкает потреб
ность в поддержании заданноrо тепловоrо СОСТОЯIIИЯ ero деталеil.
Необходимость этоrо, независИ\1O от применяемоrо вида (водяноrо
или воздушноrо) .охлаждеНIIЯ двиrателя, обусловливается ПОJlУ
чением наИЛУЧШIIХ эффективных (r.ющность, уае.'1ЬНЫЙ расход топ-
.'шва) и эксплуатационных (;J.одrовечность, надежность) ПОI(азателеи
ero работы.
Обычно реrулирование теПЛО80rо состояния Д8иrателей Ilресле-
дует цель не ДОПУСТИ7Ь падение температур стенок цилиндров,
rоловок цилиндров, а также циркуляционноrо масла ниже опреде
ленноrо уровня. Наивысшие допустимые температуры УКЗ:iЗIIНЫХ
деталей. оrрзниченные при проектировании двиrателя расчетноii
способностью ero системы охлаждения при работе на режимах мзкси
мальноrо крутящеrо момента или максимальной мощности, не зави
сят от принятой системы реrулирования. Последняя лишь в основном
оказывает влияние на равномерность распределения теilшератур
по поверхности HarpeBaeMblx деталей.
у двиrателя с водяным охлаждением тепловое состояние цилин
дров и их rоловок поддерживается не ниже определенноrо предела
с помощью термостата, КОlIтролирующеrо температуру воды на выходе
из водяной рубашки rоловки Ц\i.lшндров. РеrУЛИРОВЗllие КО.'1llчества
охлаждающеrо воздуха, проходящеrо через радиатор, производится
в основном С целью избежать переохлаждЕ'НИЯ воды в раДиа
торе.
При отсутствии термостата и шторок у радиатора снижение
наrрузки двиrателя или температуры окружающей среДЫ Может
привести к значите.'1ЬНО:МУ переОХ:Jаждению указаНIIЫХ деталей.
В двиrателе с воздушным охлаждением тепловая энсрrия от rоря-
чих степок отдается непосредственно воздуху, имеющему температуру
окружающей среды, поэтому к реrулированию потока этоrо воздуха
предъявляются БОльшие требования, чем при водяном охлаждении.
Для карбюраторноrо. двиrателя систсма тснловоrо реrулирования
168
более необходима, чем для ДИЗе.I'\Я, так как при чрезмерном охла-
ждении цилиндров карбюраторноrо двиrателя неизбежна КШIДен-
сация топлива на стенках цилиндров, что приводит К разжиже
нию смазки и, как следствие этоrо, к нарушению нормальной
работы двиrателя. В дизеле топливо подается в цилиндры после
.Toro, как воздух в них уже сжат и имеет высокую температуру.
поэтому. независимо от наrрузки и температуры окружающей среды.
топливо на стенках не конденсируется. Однако падение темпера
туры стенок цилиндров ниже определенноrо предела у дизелеЙ
также нежелательно вследствие увеличения потерь на трение
и повышения коррозионноrо износа стенок.
Указанные отрицательные явления MorYT быть устранены приме
нением СИСтемы реrулирования охлаждения. Следует помнить,
что полный эффект от этоrо получается лишь при наличии автомати
ческоrо реrулировапия. Наиболее рациональной является такая
система, которая учитывает влияние изменения режима работы дви
rателя и температуры окружающеЙ среды, Именно по этому прин
ципу осуществлено реrулирование охлаждения в двиrателе Феномен
[ранит 27 (фиr. 79), rде имеются две дроссельные заслоНIШ, распо
ложеНllые в выходном отверстии вентилятора: одна соединена тяrоЙ
с термостатом, который установлен в потоке HarpeToro ВОЗДуха,
выходящеrо из первоrо цилиндра, а друrая при помощи канати
ков с дроссельной заслонкоi", карбюратора и таким образом деЙ
crByeT одновременно с неЙ. Заслонки работают независимо друr от
друrа.
В положении / они обе закрыты, что соответствует неработающему
двиrателю. При пуске двиrателя открывается дроссельная заслонка
карбюратора и соеДиненная с ней заслонка вентилятора (положе
ние //). Охлаждающий воздух подается 1< цилиндрам с количестве,
соответствующем измсняющеЙся наrрузке двиrателя (открытию
заслонки карбюратора). Однако при этом производительность вен-
тилятора используется неполностью, так как заслонка, соединенная
с термостатом, вследствие низкоЙ Tel\lnepaTypbI выходящеrо Harpe
rOl'o воздуха открыта лишь частично. По мере лроrревания двиrа-
rеля, а также и при повышении температуры входящеrо в вентиля
тор воздуха температура последнеrо на выходе из межреберных KaHa
.I]OB ТaI<же возрастает, что постепенно приводит к полному открытию
обеих заслонок (положение ///). При быстром прикрытии дроссель-
. НОЙ'заслонки карбюратора прикрывается и связанная с ней заслонка:
друrая же заслонка вентилятора, соединенная с термостатом. будет
прикрываться лишь постепенно, по мере охлаждения ВЫХОДящеrо
из каналов воздуха (положение /V). Из за сложности конструк-
ции указанная система реrулирования не получила распростра
нения.
Практика показала, что для реrулирования воздушноrо потока
достаточно одноrо термостата, если он работает надежно. Это nOk
тверждается, например. опытами, проведенными на автомобиле
Фольксваrен в дорожных условиях (фиr. 80) при температуре OKPY
жаioщей cpe ы минус 50 и езде по roрной дороrе с крутыми подъемами
169
I
I \
. . . .
I
\
\
1
11
111
/у
Фиr. 79. Схема реrУ.1l1роваНIIЯ охлаждения на
rранит 27.
ДвиrатеJJе ФеНО)lен-
!7Q
и спусками [16]. На rрафю<е лриведсно изменениl" температуры
цилиндра в верхнем поясе со стороны выхода ОХ.ilаждающеrо воздуха
из межреберных каналов. При наличии автоматическоrо реrулиро
ваПIIЯ воздушноrо потока TeM
пература цилиндра выше (кри tцОс
вая 1), чем при отсутствии pe
rулирования (кривая 2). Это 140
особенно заметно на участке
пути 40 45 КМ, rAe темпера
тура цилиндра при отсутствии
реrулирования падает до 350,
в то время как при наличии
реrулирования она не П}lже 700, 20
что исключает появление неис- о
праВJ\остей, сопутствующих пе-
реохлаждеllИЮ. Очевидно, что
у двиrателей, предназначенных
для работы в УСJIOВИЯХ с OTHO
ситсльно постоянной те...шературой окружающей среды (в ПО lеще
ниях, в районах с преимущестпенпо положите.iIЬНЫМИ теl\lПерату
рами). система реrулирования менее необходима.
10
20 .10
Путь
40.
50 Il11
Фиr. 80. Изменение TeMnt'paTypbl ЦI\Jшндра
при автоматическом рсr)'JIllроваЮIII и без
Ht'ro.
17. САМОПРОИЗВОЛЬНОЕ РErУJIИРОВЛНИЕ
При отсутствии системы реrулирования тепловое состояние дпи
rателя при изменении режима ero работы и внешних условии изме
няется в широких предеJlах. Эти пределы обусловливаются заКо-
нами теплопередачи, т. е. равенством Iшличества тепловой энерrии,
подводимой к стенкам цилиндра, и количества тепловой Эllерrии,
отводимоЙ от них в окружающую среду. При изменении CKOpOCT
Horo и наrрузочноrо режимов работы двиrателя, а также TeMllepa
туры окружающей среды характер изменения тепловоrо равновесия
различен.
Изменение CKOpOCTHoro режима двиrатеJIЯ
С повышением числа оборотов Дlшrателя интенсивность тепло
отдачи в стенки уменьшается (кривая Q,т, фиr. 81). Производитель
IJOCTb вентилятора, оБЫ1IНО связашюrо с коленчаТЬ! 1 валом неllзмен-
ным передаТОЧIIЫМ отношением, возрастает пропорционально числу
оборо1'ОВ двиrателя. Если бы степень lIarpeBa воздуха в' межребер
ных каналах цилиндров при этом оставалась постоянной, 1'0 тепло
отдача n окружающую среду 1'акже была бы ПрОПОрП,иональной
числу оборотов двиrате.'lЯ (кривая Qm)' в этом случае точка Р
соответствует СОСТОЯIJИЮ теПJlOвоrо равновесия, оБJlасть же между
кривыми левее ТОЧIШ Р состоянию neperpeBa, а область пр_шее
состошIИЮ переохлаждения. ОднаlЮ С понижением числа оборотuв
степень Harpena охлаждающеrо воздуха в межреберных KaHaJlaX
- возрастает, и это приводит 1< тому, что заlЮН теПJlOотдачи nыpa
?Кается ;рив()й QiJ' а не крипой Qtn' При этом переrрев дниrателя
171
на пониженных числах оборотов и переох.flаждение на повышенных
уменьшаются, т. е. происходит самопроизвольное реrулирование
тепловоrо ссстояния двиrателя.. Равновесное тепловое состояние
О ккал/час
п об/иин
Фиr. 81. Изменение теПJ100тдачи ДDиrателя при работе
есо по скоростной характеристике.
установится в точке Рl' Однако С'l'епенЬ этоrо самореrулирования
недостаточна, поэ'юму желательно ПрИ lенение прИIlудителыюrо
реrУJшрования.
Изменение наrрузочноrо режима двиrателя
При работе двиrателя с постоянным числом оборотов, но пере
менной наrрузкои, теllлоотдача в стенки характеризуется I<РИВОi'r Qcm
(jккал/час (фиr. 82). Производи
. . l тельность вентилятора
в этоМ случае остается
постоянной, и при неиз
мен нои степени HarpCBa
воздуха теШlOотдача
в окружающую среду
выражалась бы кривой
Qm с точкой Р тепло.
Boro равновесия. В дей
ствительных условиях
вследствие более интен
сивноrо иаrрева B03
духа с повышением Ha
rрузки двиrателя тепло
отдача в ОI<ружающую
среду возраС'rет (кри
вая Qa), и те nJIO вое
Nел.с
Фиr. 82. Изменение теПJ100тдачи ДВИrатеJ1Я при
работе ero по паrрузочной характеРИСТИI(е.
172
раВНовесие yctaHOBI-IТС 13 1'04ке Р l' В этом случае C1'eneHb С11\Ю-
произвольноrо реrулирования тешюпоrо СОСТОSllIИЯ Дl3иrатеJIЯ еще
ниже, чем при работе ero по скоростной харакrеристике. Поэтому
для обеспечения меньших изменений тепловоrо состояния двиrателя
при ero работе по наrрузочноЙ характеристике необходимо введение
принудительноrо реrУ.lирования.
Изменение внешних условий
Изменение внешних условий оказывает значительное влияние
на теПJlO130е состояние двиrателя. Это в.rIИяние ДОJIЖНО быть [10 воз
можности устранено созданием таких условий, при [{оторых коли-
чество тепловоЙ энерrии. отдаваеМOI 1 в систему охлаждения, соот-
вeTCTВOBaJIO бы изменению температуры окружающей среды. Это
1Ожет быть осуществле[.iо ИЗ:\lененисм количества охлаждающеrо
воздуха, проходящеrо 110 межреберным каналаМ цилиндров. Пре
деJIЫ Toro реrУЛНРОl3ания MorYT быть установлены следующим обра
зом. Пренебреrая влиянием ИЗ:\lенения атмосф рноrо давления,
можно считать, что количество тепловой эперrии, ОТI30ди:мое систе-
моЙ охлаждения Дl3иrателя при изменении температуры окружающей
средЫ от состояиия J до состояния 2, не изменитс , т. е. Ql == Q2'
ТОI'да
GICP. tl == G'1.cP. t'!.
или
VIYICp. tl == V2Y2Cp. I'!.,
rде V и G объем и вес воздуха, подаваемоrо в единицу времени;
С р , у и t теплоемкость, удельный Бес и повышение температуры
воздуха, соответствующие данному состоянию.
Отсюда
V I "2 C p.At 2
v; YIC p . М 1 .
Для температуры окружающей среды 20" и +40" при средней
температуре rОJЮВОК и цилиндров 1300 получим
М 1 == 1З) ( 20) == 1500;
М 2 == 130 40 == 900.
После подстановки значений удельноrо веса и тсплоемкости,
соответствующих заданным атмосферным условиям, будем иметь
== 1,092.0.242,90 == 048
v 2 1,365.0,241.150 ..
Следовательно, количество потребноrо в единицу времени охла
ждающеrо воздуха при снижении ero температуры от +400 до 200
должно быть уменьшено приблизительно I3 2 раза. Если это не будет
выполн но, то понизятся температуры rоловок и ЦИJIИНДРОВ. Приве-
денные р'зссуждения относятся к работе двиrателя на постоянном
173
режиме, I-iапример на реЖ1-lме maKCI-!ма.льноii мощности. Если lIарнду
с изменением внешних условий наrрузка двиrателн уменьшитсн
до близкоЙ к холостому ходу, то при снижении теплоотдачи в систсму
ОХJI8жденин до 60% от теплоотдачи при максимальной мощносrи
1
количество потре6ноrо охлаждающеrо воздуха уменьшитсн в 0,48'0,6 ==
== 3,47 раза. Таким образом, измеиение CKOpocTIIoro режима
и наrрузки ДБиrателн, а также температуры окружающей срсды
приводит К соответствующему изменснию ero теПJlOвоrо состонния,
поэтому влияние этих факторов может быть устранено лишь приме
нением эффективной системы принудитсльноrо реrулирования.
18. ПРИНУДИТЕЛЬНОЕ РErУЛИРОВДНИЕ
ПринудитеJlьное реrулировшше теПЛОБоrо СостоslНИЯ двиrателя
Бнутреннеrо сrорания в при щипе возможно двумя методами:
1) изменением величины активной поверхности теп.r.ОJТдачи;
2) изменением количества ОХJlаждающеrо воздуха, протекаю
щеI"О по д,lежре6ерным каналам.
АР
KZ/1'f2
1
11
с
f
J I ("""
VF
VD
Фllr. 83. Положение рабочеЙ точки хараК'fерllСТИКИ сети
при различных способах реrулирования.
в ДБиrателях С воздушным охлаждением обычно применяется
второЙ метод, которыЙ может быть осуществлен СЛ ДУlOщим образом:
1) изменением числа оборотов рабочеl'О колеса вентилятора;
2) дросселированием воздушноrо потока;
З) отводом части охлаждающеrо воздуха до поступления ero
в межреберные каналы;
4) ПОБОрОТОМ лопастей напраВЛЯlOщеrо ИJIИ сnрямляющеrо 8ППа.
рата или лопастей рабочеrо колеса Вентилят ра;
5) повторной подачей части HarpeToro воздуха в вентилятор.
174
Наиболее совершенным способом реrулиров3lШЯ является TaKoJi,
при коroрОМ мощность, затрачиваемая lIа подачу 1 К2 охлаждаю
щеrо воздуха, минимальна при раЗЛИЧIIЫХ условиях работы дви
rателя.
Разберем преимущества и н дзстаТl{И переL!ИСЛNIНЫХ выше спо
собов реl'улирования. На фиr. 83 изображеllЫ характеристики HeH
ТИllятора и сети воздушноrо тракта двиr;П JIЯ при различных спо
собах реrулирования.
Изменение числа оборотов вентилятора
Если аэродинамическая характеристика возлушноrо тракта дви
rателя, т. е. зависимость сопротивления этоrо тракта от произво
ДИТeJlbllOСТИ веНТIIJIятора, выражается кривой /I (фиr. 83), то при
числе оборотов п 1 х рактеристика вентилятора, т. е. зависимость
развиваемоrо вентилятором давления 01' ero производительности,
пересечется с характеристикоЙ воздушноrо тракта в точке А. Эта
точка должна соответствовать расчетным (наиболее напряженным)
режимам работы двиrателя и МЗI,симальной расЧ ТНОЙ температуре
окружающей среды. При изменении режима работы двиrателя (Harpy
зочноrо ИJIИ CKOpocTHoro), а также при изменении атмосферных усло-
вии ПОЯВJlяется необходимость уменьшения производительности BeH
тилятора. Это осуществляется понижением ero числа обоР010В
с 111 ДО 112' При этом предnолаrается полная неlависимость числа
оборотов вентилятора от числа оборотов ДВИl"ателя. В отношении
расхода мощности на привод вентилятора этот способ является
н иболее совершенным, так как при переходе от одноrо ЧИCJlа обо
ротов вентилятора 1< ApyroMY (от точки А к точке В, фиr. 83) YMeHb
шается не тол ько производительность С V А до V В, но и давление
с !!:.р А до t:.Pv, необходимое для подачи уменьшенноrо КОJlичества
воздуха.
При этом вследствие постоянства к. п. д. вентилятора мощность,
потребляемая им, уменьшится. Если число оборотов вентилятора
при реrулировании: изменяется не более чем на 20% в ту или друrую
сторону, то определение потребляемой мощности может производиться
на ОСнове соотношений подобия (см. табл. 63). При изменении числа
оборотов в БОJlее широком диапазоне использование соотношении
1l0добия хотя и возможно, но не дает точных результатов. HeДOCTaT
ком рассматриваемоrо способа реrулирования, так же как и всех
друrих способов, связанных с изменением количества воздуха,
. циркулирующеrо в межреберных каналах (l<poMe метода 5), является
значительное увеличение неравномерности температур по окруж
ности цилиндра, т. е. падение их со стороны входа ОХJIаждающеrо
воздуха и повыше:ше с противоположной стороны. Ввиду различ
Horo аэродинамическоrо СОПРОТИВJlения rОЛОБОК и ЦИЛИIIДРОЛ изме
няется также СООТlIOшение I<ОЛИЧеств воздуха, проходящ rо по KaHa
лам цилиндров и по каналам rоловок.
- Следовательно, если в отношении произлодителыюсти beI-lТИ
.. --
лятора этот спосоо можно считать идеальным, то Б отношении
175
теJIЛОВОl'О tОСТОЙIНI дl3иtа"rелS) при сохранении paBHoMepHoro pa
пределеllИЯ температур стенок цилиндров и их rоловок этот способ
еще далек от совершенства.
Устройство для автоматическоrо реrулирования числа оборотов
вентилятора может быть электрическим (электромуфта), механи-
чесl<ИМ (бесступенчатая муфта) или rидравлическим (rидромуфта).
На двиrателях с воздушным охлаждением при меняется только
последнее устройство (двиrатели Дейтц и Татра).
Система автоматическоrо реrулироваllИЯ охлаждения, рэзрабо-
l'Вlшая фирмой Дейтц (фиr. 84) (18J, состоит из rидромуфты 1 пере
z J
1
подбод ljflра ля
ющegо наела
I
Фиr. 84. Cxe la автоматическоrо реrулнровання охлажде
ння дизе. Я Деiiтu.
M HHl)ra наполнения, ведомый диск I<ОТОРОЙ жестко связан с рабочим
колесом вентилятора 2. Пространство rидромуфты соединено с масля
ной системой двиrатеЮI. КОЛllчество масла, поступающеrо в rидро-
муфту, реrулируется клапаном термостата 4, установленным в потоке
охлаждающеrо воздуха, выходящеrо из межреберных каналов.
Устройство и прпнцнп действия термостата описаны в 19 данной
r лавы.
Чтобы исключить возможность переrрева двиrателя при пуске,
коrда отсутствует движение воздуха через термостат, а рабочее
колесо вентилятора еще не вращается, YCTaHOВJleH дополнительный
небольшой вентилятор 3, вращающийся одновременно с коленчатым
ваЛО\1 двиrателя. Вентилятор 3 постоянно сцеплен с ведущим диском
rИД'10МУфты.
Д Iзель, на котором применена рассматриваемая система pery-
лироваllИЯ, может работать на. различных топливах, При этом для
нормальной работы двиrателя необходимо поддерживать темпера-
туру воздуха, поступающеrо в цилинл.ры двиrателя, Ije Шlже опре-
Д JlеIlНOI'О УРОЩIЯ (в данном случае 220). Поддержание температуры
воздуха не ниже определенноrо уровня достиrается подоrревом
воздуха в специальном подоrревателе б. в Котором используется
176
Тепловая энерrия отработавших rазов. Количество зарядноrо воздуха.
поступающеrо в подоrреватель б, реrулируется заслонками 5, свя-
занными с мембраной 7. Последняя находится под давлением масла,
реrулируемым термостатом 4.
rидромуфту часто применяют для реrулирования числа оборо-
тов рабочеrо колеса промышленных вентиляторов.
Сотрудниками НаУЧНО }lсследоватеЛЬСКОI'О TpaKтopHoro инсти-
тута (НАТИ) разработана конструкция узла, объеДИНЯlощеrо венти
Лятор, rидромуфту и центрифуrу для очистки масла (фиr. 85).
Особенность конструкции узла состоит в ТОМ, что центрифУI'а
и ведущий диск rидромуфты сидят на одном валу. Узел приводится
во вращение I<линоремешюй передачей от коленчатOI"О вала. К про-
тивоположному концу вала веllтилятора присоединен reHepaTop,
который интенсивно охлаждается потоком воздуха. Ero опорные
подшипники практически разrружены.
Частным случаем указанной системы является периодическое
включение и выключение вентилятора, осуществляемое при помощи
механическоrо, rидравлическоrо, электрическоrо или пневматиче.
cKoro устройства. Система реrулирования с периодическим отклю-
чением вентилятора принципиаJ1ЬНО неприемлема для двиrателя
с воздушным охлаждением ввиду 1'01'0, что временное прекращение
подачи охлаждающеrо воздуха при работающе Двиrателе может
привести к повреждению rоловок цилиндров. В двиrателе с водяным
охлаждением ЭТОЙ опасности нет, так как при отключении вентиля
тора водяной насос продолжает работать, обеспечивая циркуляцию
воды и отвод тепловой энерrии от наиболее HarpeTblx мест rоловки
цилиндров в охлаждающую воду.
В качестве ручноrо способа реrул.ирования числа оборотов
моrли бы найти примеllение вариаторы, ступенчатые редукторы
и фрикционные передачи. Однако конструктивно они оказываются
лишь немноrим проще перечисленных выше автоматических
устроЙств.
Дросселирование воздушноrо потока
Этот способ ЯВЛSlется одним из самых простых, поэтому он нахо-
ДJП более ШИрOl<ое, чеМ друrие способы, применение на двиrателях
с воздушным охлаждением. Дросселировать воздушный поток можно
.на входе в вентилятор и на выходе из Hero. В последнем случае
заСЛОНI<а ожет быть помещена между вентилятором и цилиндрами
двиrателя или за цилиндрами. Предположим, что необходимо сни-
зить произподительность вентилятора с V А до V с _,е 3 IcеlC (фиl'. 83),
причем совпадение производительностей в точках В и С принято
условно из соображений сравнения данноrо способа реrулирования
с реrулированием путем изменения числа оборотов, принимаемым
за идеалЬНЫЙ. При числе оборотов n 1, соответствующем расчетному
режиму ц.ентилятора, характеристика последнеrо при снижении
производительности с V А до V в , V с проходит через точки А и с;
12 д. Р. Поспелов 41J!1 177
I
!
I
,;/ r
( . i
#rj C ' , " \ J.
. "'':1 ,.,:. >0 r r. , ' ;', ' - -
1>"'\ \- I
"', \1): I ц_., I
J , , '1. . : "1 А
, ! )1" i -----i :'1"'
. 185 : j ' [i. ;i, r ; j :'
'> .-: \ : Jrf 1} ' " 0 7 k '
, / I \\ U I
"; l' , I
; ' : \
] i. . I :--' ; -'. ' '
41 .' '<>.,: 4f-J
. L.:.L
r ":<" ' ,
.1 "
f }
;t ,.
:..... ; .
I
Фllr. 85. rllдrОЛJ\'ф
T!I, веllТIJJlfПОР н
U!'lIтрифуrа, вы-
rю.rlнеllНhlе в ОДпом
узле.
IIрИ ::!'ЮМ Д<lВ.'lеIJIIР, l"оЗ;t II3(!С:\10е СIIТII.'IЛТUрО!ll, L10Зр!Il:Пll'Т l' i P.4 до
6Рс . По сра1311еllll/О с реrУШIРОI.!/lНием путем IIзмеllеllИ 1 'lИt\:щ обо
ротов потребllое дш!леllие будет БОJ1Ыllе "а IНIЗНОСТЬ 6Р С 6Р n'
rде 6Р п 6Р п . КрИI'аS1 1 Х:ЗрllктеристИI<И сети, соответст/.!ующая
умеlll,шеllllОМУ (задроссе.'lИРOlЗ311110МУ) сеЧСIIИЮ ВОЗ!J.УШIIOI'О канала,
проПдет через ТОЧI{У С. Так I{Ш{ венти.'1ЯТОР был подобран из УС.JIOIЗIIЯ
По.lJучеllИSl максима.rJы-rоo 1<. 11. д. D TO'lI<e А, то при переходе "а дpy
1'01"' рt"жим (точка С) ПОIЗысится потребная МОЩIIОСТЬ на "РИБО,l ЭП)\'О
ВСН1"I1JIятора и СНИЗИТС51 ero 1<' 11. д.
Уl\еличение мощности и lIаДСllие 1<' П. ,:1., заВlН'ИТ от l\рУП1ЗIIЫ
харaJ<теристики даIЗJlеШfЯ, СОЗЩ1Df1емоrо веIlТИЛЯТОРОМ: чем плавнее
эта ")НJDая, тем 1\1 е 1 1 ьше доIIоJllIlIте.IJыlеe потеРIl. БJ1IIЗОСТЬ pacno<'lo
жеllllSI расчетной ТОЧКИ к точке м.ШСИ:\-lа,IJЬJIOI'О 1<' 11. д. также В.'lияет
11f1 эффеl<ТНВНОСТЬ рt1боты веIlП'.'lSlТОРr.l. 1.IШ<ОlIеu. ЩНl СJJIIШIЮ:\-1 СИ.'lЬ
110М JlроссеШlровании можно попаt'т[, в зону неустоичивоii работы
Р.СIIТlI.:JЯТОРt1. НеоБХО.1I1"1O УЧИТЫUfПь, что при ;1россе.'lIIроваIlИИ на
JI и 1-1 11 И нt1I нетан и я измеllЯСТСЯ 111:' х ар<н<теристи I\а венти.'l ятори,
8. хир1lJ\ТеР"СТIIЮl сети, 13 то IЗре:\1S1 ЮН( IIрИ дроеееJIИ) оваIJIIИ на .1ИIIИИ
13саl'ЫШIIIИЯ, ввиду падеllllЯ ДНIЗ..It'11I1Я щ'ре;t веJlПIJlЯТОРО:\I. ИЗ:\lсняется
ero харшпеРИl"ТИI(;-I, Be"JC,1eTHlle 3'1'01'0 расход :\ЮЩllOl ТИ. JlотреnляемоЙ
иентИ.IJЯТОРОМ, уме" ЫLIЖ'ТСя , хотя уде,'lЬНИИ мощность (на 11\.' пода
ваем<н"о воздуха) 1"<11\ Жf'. ЮII( И Прll дроесетlРОВИlII1II 118 .'II\IIНII Harlle
ТИНШ1. возраl'Лlет.
Область рСI"УJ1ИрОВИНИSl л.россе.IНlРОDаJlием IJa JIНIIИИ IIИПlепшия
оrРШIIIЧlшаеТl'Я 11. IOЩИ;I.Ь!О EF Н Е (см. фl\l'. М3). При У lеlll.шеI1lШ
ПРОИЗВОДlIтет,1l0СТИ IIIIже V 11 М(JЖ Т lIаступить явление ПIК JI<1ЗЫ
BaeMoro IЮ:\lШIЖ8.. В ОПЮШСIIИИ раВIlО:\lерIlССТИ распреде.'JеllИЯ TeM
ператур стенок ЦIJ.lIИJlЛРОВ дроссеJШРОВШlИе Jlа ЛIIIIИИ DсаСЫIЗИIIИЯ
Щ.'llсе желате.'Jыo,' так ЮII( у вхо;щ в межребеРllые l\аН<1.=IЫ СОЗ;J.ает\:я
значите./lЫlOе завихрение ВОЗДУШllоrо потока, нарушающее YCTaHO
IШВllшiiся характер ДIЗJlжеllJIЯ ero ВДО.'JЬ поверхности Harpe13H. При
дроt'l'е 'IиrоваIlИИ ШI .ШIIИИ ниrпеТС1J1ИЯ заСЛОI!I(У, во избежание потерь
от заВllхрениii ВОЗ.1УШllOrо ПОТОIНI у входа в межреберные каJlалы
l ИJIIJIIДрОВ. "ч'чше 13cel'O расrюлаrать за uи.ПИII.'1.рами. КОНСТРУI\ПIВIЮ
:НО llроще осуществить при на.'I\IЧИII общеrо воздухосборника Д.'lЯ
ВЫХО.'1.ящеrо воздуха (ДIЗиrате.IJЬ Татра 603 и др.) EC"lll У каж:tоrо
НИ"ll1l1дра Юlеется ОТДt".lJьныii ВЫХОД воздуха в атмосферу, ТО "pll
ХОjLlПСЯ IIрll:\1еJlЯТh отде.'IЫlые л.росседьные ЗПС.'Iонки. lla ;lНзе.1ЯХ
. Порше заС.ПОlша расположена межд!' вентилятором и I ИJН\II-
,J.рюlИ.
РеrУ.IНIРО13Ш1Ие л.россеЛИРОВИllием менее совершенно 110 \:paB
неНIIЮ с реrУЮIРОШIШlем ItЗ:\lеllение:\1 чие.'I8 оборотов не 1'0:11>1<0 11:\-З8
ухудшеllllЯ иэро,'lИ 'Н1М 11 чес 1<0 и хаРНlперистики uеlJТИ.1lятора 11 110З
ДУШllоrо тракта. 110 и ве.le..1СТlЗllе опюсите.=Iыorоo возрастаНI!Я мехаllИ
чеt'IШХ 1I0терь в оиорах и l3 прИ130де в результате I10СТОШlства числа
оборотов.
Дросселироваllие lIа входе в веПТИ.IJЯТОР может осуществляться
смещеllие!>1 \:СI<ТОрОВ (фпr. 86. а), поворото;'.! шторок (фиr. 86, б)
11 осе13Ы перемещеlIием воздухозаБОРlIика (фиr. 86,6). Первыii вариант
I 1т
менее предпочтителен, так КaI< у \lero при ПОЛ\lОМ открытии заслонки
часть сечения воздушноrо канала остается перекрытой. Второй вариант
применяется на ряде двиrатеJlеil (Татр а 912, Робур Верке и др.).
Третий вариа\lТ применяется на двиrателях Фольксваrен.
а}
Ь}
}
Фис. 86. Дроссслироваl\Jlе воздуха на входе:
IZ с:мещеllИСМ секторов; б ПОDОРОТО" шторок; !1 ОСевыМ
II"ре ICЩ"Н "ем Оo:JД)' хоэа60рн ика.
Отвод части ОХJJаждающеrо воздуха
При неизменном ЧИС d lе оборотов вентилятора часть воздуха,
подаваемоrо им, отводится из под направляющеrо кожуха (при подаче
воздуха наrнетанием) или, наоборот, 'ВВОДИТСЯ (при подаче воздуха
просасываиием) через спеuиалыюе отверстие в I<ожухе, реrулируемuе
I<лапаном. Ввиду этоrо количество воздуха, проходящеrо
по межреберным каналам uилиндров и их rOJIOBOK, уменьшается
и этим достиrается повышение температуры стенок. Открытие допол
ните,ЛЬНОl'О отверстия приводит к увеличению общеrосечения воздуш
Horo канала, уменьшению ero сопротивления н, 1«'11( следствие,
к повышению производителы-lстии вснтилятора (рабочая точка пере-
мещается из точки А в точку D, фиr. 83).
IBO
в примере на фш'. 83 ПОJlOжение ТОЧIШ D выбрано так, что ее
ордината равна ординате точки В, уже принятой в качестве xapaK
теристики частичноrо режима при реrулировании изменением ЧИСJlа
оборотов. Повышение давленИЯ в ТОЧI<ах В и D одинаково, поэтому
разность V D V 8 будет характеризовать уменьшение производи
тельности вентилятора при данном методе реl'улировання по срав-
нению с ПРОI-Iзводительностью при реrулировании изменением числа
оборотов. Эта потеря производительно\:ти соответствует количеству
воздуха, BbInYCKaeMoro через дополнительное отверстие в I<ожухе.
Пределы реrулирования при этом методе значите..1ЫIO шире, чем
при реrулировании дросселироваllIlем, а именно, они характери-
зуются областью, оrраничиваемоЙ на фиr. 83 прямоЙ GE, кривоЙ EF
и осями координат. Этот способ еще менее совершенен, чем pery-
лирование дросселированием. Недостаток этоrо способа заключается
в необходимости применения клапана БОJlьшоrо размера, так как
при работе двиrателя на малых наrРУЗI<ах и при низких TeMnepa
турах окружающей среды через дополнитеJlьное отверстие должен
быть отведен почти весь воздух, подаваемыЙ вентилятором. В OTHO
шенИИ поддержания раВНО:\lерности температур стенок ЦИdlИНДРОВ
этот способ, вследствие отсутствия повышенноrо завихрения воздуха
перед цилиндрами, предпочтительнее, чем реrулироваllие дpocce
лированием.
Поворот .лопастей направляющеrо аппарата и.ли рабочеrо
ко.леса
РеrУЛИРОВ<lние поворотом лопастей lIаllравляющеrо аппарата
по эффективности уступ ет JIИШЬ реrулированию изменением числа
.
:\' . ' :: ' I :: I I
, . ..- \ 111
., ». .. I
' ;" !I.\
/ - . / :' ;
1 'l '1'
о)
........
,.
Фиr. 87. Схема ПОБорота лопастей напраflляющесо аппарата:
а oc:eBoro вентнлятора; б центробеЖIJOrt' !l1"'Тllлятора.
оборотов и то лишь в том случае, есЮI ОТllOсительные потери в при
воде при снижении производительности при первом способе npeBOC
ходят потери в механизме реrулирования (например, в rидромуфте)
при втором способе. ЭfJфеКТИDНОСТЬ рассматриваемOI"О способа обу
СЛОDливается тем, что при повороте лопастеЙ в сторону уменьшения
JiX утла установки умеliьшается энерrия I сообщаемая воздуху,
181
которы" подает пентилятор, ЧТо ПРШЮДИТ к снижению потребляемоЙ
им мощности. При этом ПРОИЗI30дитеЛhНОСТЬ ВСНТI.J.IIятора может
изменяться от максимальной до нуля. Эroт способ ПрИМСНlIМ !<ак
дл я осевых (фиr. 87, а), Т<IJ< и ДJНI центробежных веlIТIIЛ яторов.
В послеДнем случае напраВ,lЯIO,ции
аппарат выполняется в виде так назы
BaeMoro вихрсвоrо дрссс ля (фиr. 87,6),
хотя может быть ПРИi\lенен 11 раJ,иа.1Ь
I-lЫИ направляющиЙ аппарат.
Данный способ реrулирования TPYk
но осуществим, оеобенно при малых
раЗ:\<lерах вентнлятора, поэтому он nOl<a
не нзшсл ПрИ\lенения па двиrате.I]ЯХ
с воздушным охлаждением, хотя и за
служивает серЬезноrо ВНI'f:\1аШIЯ.
РеrУJlирование произво,J,ите.rIы-lстии
вентилятора поворотом лопастеЙ спряМ
ляющеl'О аппарата Т<\I<же ПРИlщи
Пllалыю возможно. Преимуще тво дaH
IlOro снособа заключается в том, что
знаЧИТСJlЬНОС изменение производитель
IЮСТИ сопровождается сравнительно He
большим изменснием давлеНIIЯ, созда
naeMoru I3снтилятором, nplI достаточно
ВЫСОКО?I ero 1\. п. до Ввиду С.llОЖIЮСТИ
1<0НСТРУl<ПШlюrо Щ,lllOлнеllllЯ этот спо
соб Т<\I<же пока не 1I(Н1:\.lеняетсн на ют-
ПIТ(',1IЯХ с воздушным охлаЖJ\СIШО.I.
РеrУ.iIирование IiРОIIЗПUJ,ителыюсти
вuзможно также попоротом лопастсi"i
ра(ючеrо колеса. Этот способ ШЗ:IЯl'ТСЯ
настолько же ЭIЮНО\IИЧНЫМ. I<al< и pe
rУЛИРОВ<lние ИЗ:\1еНСIlием числа оборо
топ, еС.1И не принимать во ВЮIМШlие по-
вышения относительных потер:., JJ при
воде вследствие 1l0СТОЯIIСТВ<I ЧИС.lJа обо
ротоп. Имеется БОJlьшое IЮJlичество
I<ОН ТРУКЦИЙ механизма PY'IHOrU II.I]И
<1втоматическоrо поворота .'юпастеj'I, 110
все ОНII достаточно С,'10ЖНЫ, ПОЭТО:\1\' 11 этот способ lIе наХОДIП
применения на Двиrате:IЯХ С ВОЗДУШliЫ:\1 ОХJlаждением. При шпо
матичеСI<ОМ реrУ.l]ироваllИИ поворот лопастей оБЫЧIIО осущеСТВ.l]яется
от СИ"10воrо термостата, соединенноrо с :\<lеХ<lНИЗМО\1 поворота "10па-
cTeii (фШ'. 88). В ЭТО;\1 СЛУЧае TepJ\IO TaT должен обладать сравни
тельно большоЙ lIерестановочной силой .1,ЛЯ преодоления трения
в шарнирах мехаПИЗ;\lа Ilоворота. Термостат может' выполнять лишь
po.11b даПIIка, е('.lИ 011 соединен, например. с ЦИРКУ.'1ЯЦИOlIllЬЩ py
rOM Mac,rla, I\ОТОIЮС ЯБ,/НJется раБОЧНJ\-1 le lGM. -
!',
-1,
()() I
I , ..
('
Фllr. BR. \ 'хаШll 1 ПОВОрОТII
лопастеii !iеllТlIЛ ятора с СИJlUПЫ 1
7ер юстаТС)1 (Л0паСТII повернуты
на м,щсимальныfi уrол).
182
Циркуляция HarpeToro воздуха
ЦИРI{УЛЯIlИЯ 'Iасти иаrретоrо в межреберных каналах воздуха
аналоrИЧН8 ЦИРI<УЛЯlЩИ ВОДЫ по обводному каналу 13 двиrателях
с водяным охлаЖДСНllем. При этом вследствие знвчительно меньших
веса и теплосмкости циркулирующеl'О воздуха по сравнению с весом
и теплоемкостью лоды, Harpen воздуха совсршается за очень /(OPOT
кий промсжуток времени, и система реrулиропания оказывается
весьма чувствитеJlЫIOЙ 1'; нзмененшо наrрузки ДВИI-ателя 11 TeM!!epa
туры окружающеii среды. Соотношенис количества IЩРI<улирующеrо
и уходящеrо в ОI<ружаIOЩУЮ. среду охлаждаlOщеrо воздуха рСI'УЛИ
руется термостатом, YCTaHoBJleHHblM на выхаде воздушноrо потока
1
Фllr. t;9. LXI')I<I цпрку.1ЯЦIНI воздуха 8 подкаlЮТlЮ\l
прпстr.ШСТllе аJlтшюби.'1R "'\аrнрус Д(':iТlI:
J П'Р 1OCT:.! Т .
I1З ореuрен 11 И. COOTHOllJt:'H не t:1\.opocTcii IЮ дЛlIН ВU3ДУНlllO"О ',ра кта
и их аUСО_1ютные значения ири ЭТОЙ Clll'TC\-Iе реrУЛIlРОШШИЯ остаются
неИЗi\1СННЫi\П'I, ВС,:'lедствие чеrо сохраняется установленное распре
делсние температур IЮ 1l0веРХlIOСТЯ;\1 Harpena и IrСI<Jlючается опасность
lleperpeBa Дl:!ш'атеJIЯ. Эта схема реrулирования должна t:очетаться
с разделеllие J нотока иаrреТОl'О воздуха на Выходе, так как H весь
наrретыи воз.1УХ, а лишь часть el-O должна поступать СНОLlа в веН1'и
.IlЯТОр. Ввиду этоrо Iшнструктивное офор:\мсние данной схемы ПО.'IУ
чается достаТJЧllO С,ПОЖНЫМ. Кроме общеrо сборника lIarpeToro BO:i
духа, необходимоrо при дросселировании ero на выходе, в данном
. СJlучае требуется еще канал, подводящий 'наrретый воздух к венти
ля-юру.
На l'рузОВОМ автомобиле Маrирус Дейтц (фиr..89), на ко:roром
применена данная система реrулирования, подкапотное пространсТЕО
использовано в качестве канала для обраТlIоrо подвода HarpeToro
воздуха 1< вентишIТОрУ. Подобная систеМ[I, но без ИСJIOJlьзования
подкаПОПlOrо пространства, применена на автомоБИJlе Фиат 500
(см. rл. IX). По степени использования охлаждаlOщеl'О воздуха,
быстроте устаНОLl.llения блаrоприятноrо теПЛОВОl'О режима, paBIIOMep
ности распредеJlения температур на поверхностях HarpeB8 и стаБИJlЬ
ности пловоrо состояния двиrателя данная система яnляется наи-
ролее совершенной. Однако Оl\а должна быть дополнеl\ системой,
183
обеспечивающей наименьшую затрату мощности на пода'IУ воздуха
при изменении условий и режима работы ДвиrатеJIЯ.
Необходимо в заключение отметить, что разработка простой
и эффективной системы реrулирования является одной из важных
проблем, от правильноrо решения которой в значительной мере зави
сит успех дальнейшеrо развития двиrатслей с воздушным ОХJ1ажде
нием.
19. ТЕРМОСТАТЫ
Эффективность реrулирования тепловоrо состояния двиrателя
определяется не только качеством реl'УШlрОВ3НИЯ, но и степенью
ero автоматизации. Важным эле-
ментом системы автома-rическоrо
реrулирования ЯВШlется термостат,
который можно использовать в каче
It,.,,,
f
t
I /t-\
=r:::!
'""'
. .
1
11)
12
(О
8
6
2
о
60 10 во /ос
6)
:;
'I и
4 . = ,.
1:1 )
, "!
.
I
.
6)
.:1
с
...
Фиr. 90., Термостат и есо
характеристика:
а аОЗДУШНLlII. тер)!остат;
б типиqllан характеРllСТИКВ
термостата; 11 устаНОака
DОЗДУШIIОI"О термостата на
дизеле Робур Rерке.
...
стве только датчика или в качестве датчика и силовоrо элемента.
Применение термостата в качестве только датчика предпочтительнее,
так как в этом случае термостат освобождается от больших
наrрузок, снижающих ero надежность и долrовечность. Однако при
этом необходимо применение дpyroro силовоrо элемента, что сопря
жено с серьезными трудностями. Это и заставляет использовать Tep
мостат,однорременно как датчик И K K си орой элемент. В T KOM
184
виде термостат применяется почти на всех двиrателях с воздушным
охлаждением, имеющих автоматическое реrулировани . Основным
показателем качества термостата является стабильность величины
перестановочной силы и величины хода, а также число движениЙ
(ходов) до выхода ero из строя.
Надежно ть современных термостатов обычной конструкции
невысока, поэтому необходимо принимать меры, чтобы не допустить
переrрева двиrателя при выходе термостата из строя. С этой целью
термостат устроен так, что при ero повреждении разрежение в ero
rармошке выравнивается с атмосферным давлением, клапан пол
ностыо открывается и не препятствует циркуляции охлаждающеl'О
l ' :!
, ,II' -
,,
I -: :..
I . . . ,,
;; :;: 1";:;;'"
'IIlii 'W' ...
, Чi I 1 1f
" I '1
: 1" .
От {}ОиzитеЛR
1
к zиiJpol<lJI1Iтe
DентилятОРIl
СлиО Nа.сла
Фllr 91. Тарельчатый воздушный тер JOстат Дейтц.
воздуха. ДuлruвеЧIIОСТЬ современных термостатов, определяемая
числом ходов, недостаточна. Но более важное значение имеет то,
что с увеличением ЧИС.lJа J\вижений величина хода постепешю умень-
шается и эффективность реrУJlирования снижается.
Термостат (фиr. 90, а) представляет собой rармошку с припаян
.ными к ее концам донышками. Детали термостата изrотовляются
из латуни. Объем rармошки заполняется жидкостью с НИ3I<ОЙ TeM
пературой I<ипения (смесь воды со спиртом).
Применение термостата прежде Bcero сокращает период проrрева
двиrателя после пуска. На фИl'. 90, б дана типичная характеристика
термостата. Начиная с 600 термостат Сliaчаd1а медленно вытяrивается
и после 750 полностыо открывается.
Термостат обычно устанавливают в объединенном потоке воздуха,
выходящем из межреберных каналов (фиr. 90, в) двух соседних
цилиндров. Обдув Tepi\lOCTaTa воздухом только от одноrо цилиндра
Mor бы.. дать менее надежные показаниЯ о действительном состоя
НИИ цилиндров. Для 'веJщчения переСТj:l.J{Щ <?ЧIJОЙ СИJjЫ термостат
185
ИJЮI'да соединяется с рычажным УСИJНпеЛЫIЫМ механизмом двух
соседних ЦШJИНДРОВ.
На фиr. 9] изображен тарельчатый термостат Дейтц (система
реrулировання охлаждения, при которой используется данный
тер:о.юстат. описана 13 18 настоящей rлавы).
TeP:\-lOстат установлен в ПОТОI<е охлаждшощеrо воздуха. BЫXO
дящеrо из '\Iежреберных каналов. 1( корпусу 1 термостата присоеди
нены две трубки: oJJ.Ha подводит масло от масляной маrистрали дnи
I'<пеля, а JJ.руrая отводит масло 1< rидромуфте. При ИЗ lенении TeM
пературы воздуха изменяется высота бимеТ3.'I.'JIIческих TapeJIOK 2,
имеющих I3ыпукл)'ю форму, ВСJIедствие чеrо перемещается шток 3.
ДаI3леllие ШН:JJЯ выше и ниже ШТОJ{а одинаково, вследствие чеrо шток
практически разrружен от )'СИJIИЙ. На тарелки передается лишь уси
лие, необходи:\юе Д.'1я СI30бодиоrо перемещсния ШТОI<3, IJОЭТОМУ Mexa
низм тер:\юстата Должен работать надежно. При ДI3ижеНIIИ штока
ОТI3ерстия rЮ;J.водящеrо и отводящеrо маслопр:щодов открываются
полностью или ЧНСТИЧIЮ, чем достиrается реrулирование КОJIИчества
маСJlС!, ПОl'туrrающеrо 13 rидромуфту,
р J1ЗДЕЛ 11
КОНСТРУКТИВНblЕ ОСОБЕННОСТИ И ПОКАЗАТЕЛИ
РАБОТbI двиrАТЕЛЕИ
С ВОЗДУШНblМ ОХЛАЖДЕНИЕМ
rЛАВА V/
КОНСТРУКТИВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ
двиrАТЕЛЕЙ С ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ
За последнее время в развитии конструкций двиrатедеЙ BHY
TpeHHero сrорания с воздушным охлаждением достиrнуты значи
тельные УСllеХИ.
Ес.!'!И привлечь статнстические данные, то леrко убедиться, что
БО"lЬШИНСТВО Двиrателей малоrо литража, незаВИСИi\Ю от их лазна-
чения, являются карбюраторными Двиrателями с ВОЗДУШНЫ I oXJJa
ждением. Среди двиrателеi'i увеличенноrо литража количество MOДC
лей с воздушным ОХJJаждение;\1 значите.fJЬНО меньше, причем в IIХ
числе больше дизелеЙ, особенно дизе.fJей общеrо назначеН ISJ. Это
Aa.fJo ОСнование утверждать, что на Дllзе.1ЯХ леrче осущестшlТЬ ВОЗ
душное охлаждение, чем на карбюраторных двиrателях. Однако
имеются и прямо противоположные [13] высказывания.
Следует отметить, что в настонщее время еще нет достаточных
Данных для катеrОрИlJеСJШl'О ответа на этот вопрос.
20. ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ПДРАМЕТРЫ двиrДТЕЛЕЙ
с ВОЗДУШНЫМ ОХЛДЖДЕНИЕМ
Дизе:1И с воздушным охлаждением больше Bcero применяются
в стационарных и передвижных установках Д.1Я привода насосов,
1<Оi\шрессаров, reHepaTopOB и друrих машин. HecKo.'lbKO меньшее
распространение они ПОЛУЧИJIИ на тракторах и еще меньшее
на аВТl)О\юбилях. За небольшим ИСК.'1ючеllием все дизели с ВОЗДУШНЫi\'!
охлаждение:\1 четырехтактные. Двухтактный цик.'1 пока не нашел
,широкоrо распространения на Дllзе.'1ЯХ с воздушным охлаждением,
во перпых, по причинам, общим и для двиrателей с водяным охла-
ждением малоЙ и сред.ней МОЩНОСТИ, и, BO BTOpЫX, ВС.'1едствие отсут-
ствия удовлетворительноrо решения проб.'1емы ОХ.'1аждения ЦИ.fJIfНдра,
имеющеrо выпvскные окна.
Карбюраторные двиrатели с воздушным охлаждением от венти
.'1ятора ПРИl\Iеняютсн на автомобилях, на стационарных и пере-
движных установках малой мощности, для привода се.'Ibскохознii
ственных МаШИН. В ОТ.fJичие от дизелей карбюраторные двиrате.11И,
особенно малой мощности, часто делаются двухтактны;\ш с криво
шипно ){амерноii продувкой. Краткая техническая хараlперистика
двиrателей с воздушным охлаждением приведена в табл, 25 и 26.
IB1
\JO
<х>
Четырехтактные дизели с воздушным охлаждснием
Дnиrdтель
Татра IIIA
» 924
» 930А
Ско ВУ145
Робур Верке GD4
Дейтц F3L712 I
F4L514
. FI2L614
Порше 4PL44 I
М \ 'Л\ А KD 12V I
M\VM AKO 412A V I
rю.'1ьднер 2СО !
Хащ DI05 I
Эiiхер ЕD.3О
КeJ1ьб.'1е L.I\\-215d l '
ОреlllllтеЙн коп
пе.'IЬ 1 1 J3R2DL I
ТО же 114V4D !
Шснебек 6КУО14'5 1
Штиль 1 160А
I3архаловски O 11
, Двухтактные nBHraTellH
I I - .
'" " I '" '" 1,:,0>
"- :;'" а:::: '" ..,
о :о "-,,, :с ;:= t
:о: о I :о о: "t'" " . '" о: ф о
"'- '" о: "'''
о: о '" ;>; "'3Е .., "'''
" о> -. о: Ж g
" . >:о ,00- = О '" ;: о- - а",
'" о: .::. с: '"
"''' о :f ","! :3 о: .., iO. "
НаЗJlёЗчение .., ож "t '" '" '" о -=-" :о:
:; :f<: '" '"
>- '" u :::;:C:I ...
"- о- с:::: u u о:
:0:", .. 0'1 .. :3" ;: "",
o '" I о ;;. 3Е '" о> ..
.., о> '" I '" Ж "'''' '" о> "'--'
r::;= :>:>:1 u .о", "t со '" " о'
",'" () r-: 00 "" "- '" "" '" "
",<- ::: ""1 >:о... '" !;:'" о> 0>", U 8.
'" . о "'о '" "'о о> " ='"
;;"'" <:1:", Х а.", ;;"Ж 0:;", U >....... I <::J :.:' U::: с :::;с
АlJто:\юБилыlii 180 IBOO 110 130 1,23 12У 14,В I I - 6,1 12,2
16,5 175 920 Н, к.
. ВО 2000 120 130 1,465 4В 5.В7 16,5 174 150 Н. к. 6,1 13,6
. 340 2000 120 130 1,465 12\' 17,63 16,51 17В 940 Н. к. В,66 19,3
I
Стационарныii 200 1400 145 180 2.974 ВУ 23,80 I 11560 Н. к, 5,40 8,4
УниверсальныЙ 50 2000 100 125 0.980 .Ш 3.920 IB 1200 i 365 В. к. 5.75 12.75
Авто:\юБИJIЬНЫЙ 3В 2300 95 120 О,В50 3В 2,550 20 300 В, к. 5.В3 14,9
ТракторныЙ 72 2000 110 1-10 1,33 .18 5.32 17.В: IBO 190 В. к. 6,1 13,5
УннверсалLoНЫЙ 250 2300 J 10 I 140 1,33 112V 15,98 17.BII80 1250 :В. ". 6,12,15,7
ТракторныЙ 44 2000 9S I 116 0,822 4В 3,28В 19 IB2 460 В. к. 6,02 13,4
Автом бильный 4В 2000 9BI120 0,900 4В З,600119 1185 360 Н. 1<./5'03 13.35
140'2500 105 120 1,040 8\' В,310 21 660 П_ к. 6,03 16,ВО
Тракторный 17 2000 В5 115 0,6525 2В 1.3Ю 19 11751 235 К. п. 5,9 16,2
33 1800 105' 115 0,995 3В ?98В 18 445 К. п, 5,53 11,1
4:671 17,5 170 1570 К. п.16,65 10.7 I
50 1450 115 150 1,557 3В
60 2300 115 130 1.35 3В 4,05 I 1475 :П. к. 5.7В 14,8
" 2В 1500 110 135 1,2B5 2В I 2,57 20.5 170 340 'К. с. 3,27 10,9
68 IВОО 110 140 1,33 4У 5,32 20.5' 1701 535,К.П. 6,4 112.B
СтаЦIi:Jllарпыii 145 2000 120 145 1,64 6V 9,В4 IВ [1901730 IП' к. 6.63114.75,
" 28 1900 90 . 120 0,760 2r 1 520 185 IB5 К. п, 4.-1 'В.4
Тракирпый 36 3000 В5 90 0,510 4\' 2:04 IB 190 IBO К. н. 5,40 17,301
,;, !5 ,;, I
'" 3 '" I
"t . "
... "-
и . С U
0>", '" "''''
"'--- "'--'
'" '"
с:< .., с:" I
:;;'" '" :;;'"
::ё!;;:: и:С '"
o 00:
:;:r; "- с.,:;:
",,,, 9:0 ..а
",О-- ",О--
>..;: 6", o:;i::
5,12 7,В 62.2
5,55 В,7 76,В
2,76 В,6б 53.2
(с Haд
ДУБОМ)
7.В 8.36 65.5
7.3 В.З2 93.0
7.90 9.2 117,5
B.17 9,35 92.5
5,0 ,10,7 7В.5
10,5 7,7 140.0
7,5 В 100,0
4,72 12.00 79.5 I
IЗ,В 7,67 IBO,O
13,5 6,90 149,0
II,-l В,25 122,0
7,92 10 117,3
12,1 6,75 132
7.9 В.4 1100.51
5.03 9.7 74
6,6 7.61122.0
5,0 7,2 ВВ,5 I
Продо. жение табл. 25
",,,,1 I ",.1 I I
I ' '" " о: ,<> А ,;, .. ..
о=' c: ....
:> о. с= <; i:= х
.... '" ... С'" 0.= (!) " . '" .. u с: :3 '"
.. о х "i "'''' .... и" '" о "''; '"
о. х '" '" о: " Q; х' о.
, о '" ;':0: ... ::с D.,i о: '" ::r -< о
<; "'о. ::со ::с .... r; ? <::
" . '" ::с .. "" " о. о
=" о ...'" '" .. '" о .. ",--- "'..
::1 х "'Х =0 :Е .... '" '"
Двиrdтеlll. Назначение А ::1 ОХ ::1<:: '" ,: I " ... оа:'" ",,'"
" . U U O:
,,'" O&I i5. ,=5 u ... ф N N:......:.. 21.. А 3'"
" :Е А х " t
,,'" о X 00. Х '" '" I .; х '"
A <= ",::1 '" Ах О. А= о'" о"
'" '" '"
t::;;: :t.:;: 00 :s :>. <:: ,, . "" o. 0."
"'.... :t '" "'... ... ",". U " >I ='" ",,,, "i .......
I "и о ::с х ::с'" ",<= ... " "'.... Х....
:0:0 .... ;>.0 i::
....0 :1"'" Е::!", 0:;", U ID :.: ux", 0:;", Uc: 0:;2
<.= x :l"x ....,
ДЭВllд Брv.'н 20 Тракторный 12 1500lBB,9 101,6 0,631 2В 1,262 16 190 [К. п,I5,76 9,4В 5.10
Петтер А А2 СтаЦlIонарный 12 1ВОО ВО 110 0,533 2В 1,106 16,5 200 241 Н. к. 6.40 10.В 20 6,60 21В
" РС4 Универса.1ЬНЫЙ 20 3000 76,2 76.2 0.350 48 1..100 225 232 Н. к. 01,35 14,3 7,62
PIJ4 . 4В 'ВОО 114,3 110 1,130 4В 4,520 16 544 Н.К. 5,3 10.6 111,3 6,6 120,0
Ар':;стронr СИДЛII Стационарный 33 1ВОО 10B 10В 0.9ВВ 3В 2,964 15 190 440 Н.К. 5.57 11,1 13.3 6,5 14В.0
Энфи.!JД 100 " 20 1ВОО 100 100 0.7В5 2r 1,570 19,5 200 115 В. к. 6,37 12,7 5,75 6,0 73,2
Растон 2УВЛ I 12.5 1800 ВВ,9 104,В 0.64В 28 1,296 Н. к. 4,В2 9,65 6.3
Всрнон I АвтомоiИ'lЬНЫii 40 2000 120 120 1,355 2У 2,71 J5 295 Н.к. 6,63 14.75 7.35 В,О 109
Паксмэн '12YGA 466 2100 152,4 167,6 3,05 12\; 36.60 Н. к. 5.45 12,70 11,75
SL/I\ УО I Стационарныii 240 2200 110 140 1,330 12r 16,060 IВ 170 Н.к. 6,15 15,0 10,25
SЛМЕ ОЛ1 \114 ТракторныЙ 67 1ВОО 110 120 1,140 4В 4,560 15,5 Н. к. 7,37 12,0 6,ВО
OTI.J МС.'Iара С4О " 40 1400 130 140 1.860 2rB 3,720 'В Н.... 6,9 10,7 6,5
J!омбаРДIIНИ СтационарныЙ 20 2000 95 115 0.В15 2У 1,630 200 242 ,П. к. 5,5 12.2 112.10 7,60 14В,О
LOA.95Ir 2Bool120 6,65 116,24 5,В
Астер BL Автомоби.1ЫIЫЙ 205 140 1,5ВО ВУ 12,640 15,5 175 1190 П. к. 10,25 94,0
Веllдевр Z4f> ТракторныЙ 72 1ВОО 115 130 1.05 4В 4.10 175 710 В. к. 17,2 о 9,9 7,В 173,0
Континента.'1 ТанковыЙ 630 2400 146 146 I 2,44 12У 29.30 159 1900 Н.к. В,ОВ 21.5 3.01 11,7 65.0 I
AVDS.1790 I (с над-,
Онан I Стационарный 12 1ВОО В8,9, 88,9 0,56В 1,136 17,5 100 IП' к. 5, 8 10.6 В,35 5,4 дуоом)
2r 7З,51
Д 16 i тракт.орный 16 1600 95 i120 0.85 2В I 1,70 17 200 200 П к. 5,30 9,.1 12.516.4 117,5
д зо 135 1600 95 1120 О,В5 4В I 3,40 17 195 300 ,ПО К. 5.ВО ,10,30 В,57 6,4 88,2
')о
с.о
При м е ч а и и С. В таблице пРl<НЯ1Ы Сllедующие обозиачения: V Д8нrilТСllЬ С V.обраЗПЫ>l распо..ожение" ЦИ!JНИДРОВ; r Д8иrатель
с rОРИЗОНТilllЬИhlМ РdСПu..ОЖСllНем ЦИIIИНДРОВ; В двнrатеJ,Ь с вертикаllЬНЫМ раСllOllожеНllем ЦНДННДРОВ; П. к. предкамера; Н. К. llераз.
деленная иамера; В. К. внхревая камера; 1(. п. иамера в порwне; 1(. r. иамера в rопоВие I\нпl!ндра.
Карбюра1.0рные четырехтактные ABHraTeпH с воздушным охлажден нем
Таблича 26
1 .'
I
I
I
Jl.виr;J СЛЬ
Т!1тра 87 .
» 600
» 60З
" 603F
» 6ОЗS
Фо.1ЬКС8аrен
Порше 1100
» 1300
» 16ио
» 1500 т
ВМ\\'
BJ\\ \\' 600
NSU Принц
Штевер
J<рупп М304
J1.10ЙД LP600
ФеНОМСII 4RL
Фсномен rрани
» "
» »
Робур rараllТ
Штейр .
ФII Т 500
Пi1нар ДИllа
CIITpoeH 2С\'
ФранкшlН
BlIcKOHCIIH
.За ПОрО>КСI1»
ir
о
:&
..
':)
..
о
о.
'" о
... 1.:>
ж... о
.о
...:
са .
:&..
::Еж
са
О.
"f.
'"
'"
"
'"
=s
..
со
'"
3
о.
о
1:
"'OJ
О'"
0.=
"f.OJ
8
""
"о
:Н::
u
са
0"-
fo:
",'"
::r",
!Е
..
о.
..
",<;
0::..
>.
..
о>'
..;:
'-
",,,
::r..
с-
..
'"
..
:
<:<..
=
CQ
cu -Я-
.. '"
..
с» 1'1
lIa QjI ...
01: "
u cu
cu c.o
С .u..c:
f! E '"
u . _ с
:;,....
:f ;;.. <-.
О I:t.
r,.
b; r::J ::= . :!:
"'......
r..: f'iJ
Р-. :;: .51
=<; I :a
t:::r:::I '-'....= L..
. I 75 3600 75 84 I
. I fi2 4000 Н5 В6
В5 4500 75 72
100 5000 75 72
150 6000 1 75 72
30 3400 77 64
. 56 5400 73.5 64
60 5500 7'1.5 74
75 50ио В2.5 74
1111 547 В3 5500 ВО 74
12 5800 6В 6В
19,5 4500 74 68
. I 20 4600 75 66
. 36 З775 75 84
60 2500 90 130
19 4500 77 64
16 2200 74 90
т 25 38 2500 85 110
30 52 2800 90 120
27 51 2ВОО 85 118
ЗОJ< 60 2ВОО !Ю 11В
8Н 3400 7В 92
13 4000 66 70
. I 40 5000 В5 75
. ' 1 12 3500 66 62
. 50 3000 92 92
, 22 2ВОО 76.2 В2,4
. i 20 4000 66 54,5
"
'"
..
"
....
'"
"'
<:
со
'"
..
са
IE
u
.о
о;
'"
I!!
u
о{
о
><
8\1 2,968 5,6 194 1 1 6.3 / 25,2
4r 1,950 6,0 150 6.0 26.5
HV 2,545 6,5 'ВО 6.7 33,4
8V '2,545' 6,5 180 7,10 39,3
8У 2.545 11.0 150 I Н.9 59.0
4r 1.195 6,6 80 6,63 25.4
41' I,ОВ6 7.5 96 Н.55 51.6
41' 1,290 8,2 96 7.65 46.5
4r 1,582 В,!') 18.55 47,5
4r 1,488 В,!') 1 9.10 55.В
1В 0,245 6,8 7,60 49,0
2f 0,5В5 6,!'; 60 I 6.65 33,
2П 0,582 7,2 1 6,70 34,:>
4 r 1.4ВО 5,80 24,3
4r 3.32 . i 6.50 'В,2
28 0.5 B 6,6 I 50,0 G,35 31,8
4В 1,5:> 4,2 10,3
4В 2.5 5,5 15,2
4В 3.05 5,5 17.2
4В 2.7 6,0 IB,9
4п 3,000 5,5 300 6,43 20.0
ВУ 3.520 5.7 2В5 6,1 24.6
2П 0,475 6,55 59,0 6,15 27,4
2r 0.В50 7,25 76,0 В.5 47,()
21' 0,425 6,2 45,0 7.25 28,2
4 В 2.'160 6.0 6.1 20.3
4У 1.500 4.7 14.7
,1V (),74516,6 6,05 26.8
4 \1 I 2,59
5 r 1 2,В9
7 Y 2,12
7 V 1.80
7 Y 1.00
3 r 2,67
з r 1.7
з r 1,60
з r
3 I' ,
1 r 1,07
2 B
I r
2,1
1 B 2,63
2 B
2 IЗ
2-В ,
2-8
6N 1 5.00
3-\! 3.2'1
4.В 4.53
5 [' 1.90
6.r 3,77
I-r I
1-У I
I \' I
I
При !ol е 11 LJ. Н 11: я: 1. Все ДDнrа.те.l1l. ПРlfпсдеНIfЫС n Тi:lблице. lIDTU:-Ю{)П.II:JНЫС. l(pO 1e
ДВllrltТСЛ>l ВИСКnНСIIII. который устанпВЛИВi\ется "а c. x. маши""х.
2. В та';лицс ПрllllЯТhI С.1еJJУЮЩ"С обuзиачении: V JJBllraTc1b с V 05раз,IЫМ распо,
"IJже'lllем ЦIIЛИIIДРОВ: r JJBllraTe"b с rори:'uнтаЛЫIЫМ расположеНlfСМ ЦИЛИllдrов;
D JJDllraTe.1b с nepТlII<aJlbHb'" расположением ЦllтlllДроп.
РаСПО.'lOжеНИС ЦИJIИНДРОВ двиrателе 1 с воздушным OX-!IаждеНI1СМ
мало от.rшчается от расположении цилиндров двиrатеJlей с водяным
ОХJlажденнем: в том и друrом СJlучаSIХ I<онструктивная схеi\Ш опре-
деляется назначением двиrателя, хотя в некоторых случаях схема
rюздушноrо тршпа может предопределить выбор конструктивной
схемы двиrателя.
190
у бо.lJьшинства дизеJlеЙ с воздушным ОХJJа>кде\1И l\I JlрИ числе
цилиндров от 1 до 4 они расположены верти KaJJ ЫIO, что дучше
Dcero отвечает требованию универсаJIЫЮJ'О ИСПОJJьзования этих дви
rателей и условиям УНИфИl<ации. Имеется небольшое чпсло ДBYX
цилиндровых двиrателей с rоризонтаЛЬНЫi\1 (дизет.) Энфи.rIД, ШТНJlЬ
И др.) и с V образным раСПОJюжением JtI'IJIIНIДIЮВ (дизеJIИ Bapxa
ловс)<и). Шестицилиндровые дизе.IJИ имеют рядное веРТИI<а.lJьнuе И.IJИ
V-образное расположение цилиндров, а восьми и двенаДцатици.IJИН
дровые двиrатеJIИ V образное или rОРИЗOlпальное. Карбюратор
ные стационарные двиrате.rlИ, так же КaI< н дизеJIИ, в бо.'lьщинстве
случаев строятся с вертикальным расположением цилиндров. ABTO
моБИJJьные двиrатели имеют противолежащее расположение ЦИ.пин-
дров (двиrатели Фо.lJы<сваrен, Порше, Татра, Панар Дина. Ситроен),
V-образное (двиrатели Татра, ВИС)ЮНСИI-r), вертикальное (двиrатели
Робур Всрке) или рядное с наклоном цилиндров J{ вертикади (дви
rатеJJИ Фиат, ЛлоЙд). При числе цилиндров свыше четырех ДВИI'а
тели имеют почти ИСJ<лючительно V образное раСПОJl0il<ение ЦИ.YJип
дров.
Диаметр цилиндра
Диаметр Щf.lIиндра большинства дизелей с воздушным ОХЛ2i1<де-
нием изменяется в пределах 85 120 ,H,lf. .i\\иннмальныЙ диаметр
равен приБШlзитеJJЫIO 75 ,М,Н, максимальныЙ 152,4 ,илt (дизе.'1И
ПаСI<МЭН, Анrлия). Дальнейшее увеличение диаМетра цилиндра для
двиrателей С воздушным охлаждением трудно осуществимо, так I<iШ
это сопряжено со значитеДL.НЫМ повышением расхода мощности на
охлаждение. ДИЮ'lетр ЦИ.'Пlндра карбюраторноrо Двиrате.IJЯ, в отли
чие от дизеля, может быть принят достаточно малым. Максимальный
диаметр цилиндра карбюраторноrо двиrателя с ВОЗ;.J.ушным охла
ЖДением (не считая авиационных д:зиrателеЙ) составляет 116 д- !
(двиrатели КонтинентаJl).
При одних и тех же числах оборотов двиrатели с маJlЫМ .'l.иамет
ром цилиндров имеют бо.lJее высокие потери тепловой энерпlН в стенки,
чем Двиrатели с БОЛЬШИi\'1 диаметром ЦJ1JIИНДРОВ; однаио при оди
наковоЙ средней скорости ПОрШ!iЯ первые двиrатеЛIl допускают более
ВЫСОКI1е IШС.'lа оборотов, при которых эти потери уменьшаются.
Возможность применения более высоких чисел оборотов .и БО.IJЬШИХ
степенеЙ сжатия обеспечивает получение у двиrате.'1еЙ с малЫ),) диа
метром больших значений литровой ющности.
При проектировании HOBoro двиrатеJlЯ с воздушным охлажде
нием в большинстве случаев целесообразно принять наименьший
из возможных дию.rетров Ш!.IJиндра. при большем диа lетре цилиндра
межцилиндровое расстояние дополнительно увелнчивают вследствие
увеличения высоты ОХJlаждающих ребер, ПРОПОРЦИОНЗJlьноrо KBak
рату этоrо ДИЮlетра. Это необходимо для Toro, чтобы не допустить
возраСТ8НИЯ rидравлическоrо сопротивления проходу охлаждающеl'О
воздуха по межреберным каналам.
191
s
Ход поршнн и отношение D
s
Ход портня и отношение D определяют обычно исходя из рабо-
чеrо объеМа oAHoro цилиндра и принятоrо ero диаметра. Минималь-
S
ное значение отношения D в существующих двиrателях с воздуш-
-ным охлаждением составляет: для карбюраторных двиrате.'1ей около
0,8, для дизе.'1ей 1,0. МаКСЮ,IаЛЫlOе значение отношения
д.'1я двиrателей обоих типов равно приблизитеJJЫIO 1,4. Если считать
s
«КОрОТl<оходными» двиrатели, имеющие ОТНошение D ,меньшее еди
ницы, то дизели с воздушным ОХ.'1аждением в большинстве случаев
s
относятся J< «длинноходным». Наличие определенноrо отношения D
в выполненных конструкциях объясняется нс толы<о условиями
теплоотдачи (рассмотренными в rл. 1), 110 И СОВОКУПНОСТJ.ю ряда
друrих факторов.
S
К преИi\'lуществам применения малых отношений 7т можно
отнести: 1) возможность при том же рабочсм объеме цилиндра раз-
местить К.'1апаны большеrо размера, что УJJучшает наполнение ци
ШlНдров; 2) уменьшение высоты двиrателя вследствие УМСНI,шения
хода поршня, радиуса кривошипа r и длины шатуна L (при сохра-
нении их отношсния Т == const) и 3) уменьшение при том же числе
оборотов средней скорости поршня, что повышает ДО.'1rовечность дви
rателя. К недостаткам KopOTKoro хода, кроме указанноrо в r.'1. 1,
относятся: 1) рост УJСЛЫIЫХ наrрузок на по.цшипники ВС.llедствие
увеличсния площади lIОрШНЯ; 2) утяжеJlение поршневой rруппы
и 3) увеличение длины двиrателя. Эти недостатки особенно ощутимы
в дизелях, имеющих высокие даВ.'1ения rазов в процессах СЖа1'ИЯ
и сrорания; поэтому эти двиrатели редко бывают короткоходными.
s
При выборе значения D дая двиrате.1Я с воздушным охл-аЖДе
lIием исходят прежде Bcero ИЗ необходимости обеспечения ero HOp
мальноrо тепловоrо состояния. В двиrателях с малым диаметром
цилиндров, KorAa требуемая поверхность ребер может быть полу
чена за счет изменения их высоты, применение KOpOTJ<oro хода вполне
рационально; Jiаоборот. при большом диаметре цилиндра выrо;з.нее
S
иметь большее отношение D ' так как в этом С.'1учае необход.имая
поверхность ребер может быть получена лишь ilYTeM увеличения
высоты оребренной части рабочеrо пространства цилиндра. Так,
карбюраторный двиrатель фолы<ваrенH при небольшом диаметре
s
цилиндра (77..4tM) имеет ход поршня 64 'м''', т. е. отношение D == 0,83,
а дизель Лейтц при сравните.'1ЬНО большом диаметре ци:шндра
S
(110 м.и) имеет ход поршнн 140 М.М, т. е. отношение D == 1,27.
192
s
в табл. 25 приведеllЫ дизели С отношением D' равным единице,
например двиrатеJJЬ ЭнфиJ1,;J. 100; однако анализ конструкции этоrо
Двиrателя показывает, что он по.lучен из двиrателя Энфилд 85 путем
увеличения диаметра цилиндров последнеrо с 85 до 100 М.М.
s
Таким же образом произошло уменьшение отношения D и у неко-
торых друrих двиrателеЙ с воздушным охлаждение:'.l. Это объяс
няется тем, что уве.lичение диаметра ЦИ d lиндра является наиболее
простым способом увеличения рабочеrо объема, так как сопрово>к
дается лишь сравните.IJbНО небольшими конструктивными измене
ниями (заменоЙ ЦШIИндров, поршней и колец), В то время как увели
чение хода сопряжено с изменением КОНСТРУJЩИИ картера, КОJlенча-
Toro вала, шатунов, механизма rазораспределения и др. Если учесть
возможность последующеrо повышения мощности двиrателя за счет
увеличения диаметра цилиндров, то при создании HOBoro двиrателя
S
необхо.J.ИМО принимать повышенное отношение D'
Число цилиндров
чис.rю иилинДРОВ у выпускаемых двиrателеи с ВОЗДУШНЫi\! охла-
ждением обычно колеблется от 1 .1.0 12. ФирмоЙ Татра была разра
ботапа конструкция 18 цилиндровоrо двиrателя с V образным Tpex
рЯДIIЫ 1 расположением цилиндров (Татра 955). Применение боль
шеl'О чнсла цилиндров меньшеrо диаметра при том же рабочем
объеме ДвиrатеJIЯ дает возможность получить большую JIИТрОВУЮ
мощность путем Повышення числа оборотов. Однако имеется рацио
на.rJЬНЫЙ предел увеличения числа ЦИJIИНДров, определяемый услож-
нением конструкции двиrателя.
У:\iеньшение диаметра Ци,lIиндра при неизменном рабочем объеме
двиrателя paUlloHa.IJbHO лишь тоrда, KorAa при данном диаметре OJ{a
зывается невозможным дальнеЙшее повышение числа оборотов. Для
дпиrате.rJЯ с воздушным ОХ.'1аждением увеJJичение числа цилиндров
всеrда желательно, Tal{ ,{ак при меньшем днаметре цилиндра потери
'!.ющности на ОХJlажденпе будут меньше.
Рабочий объем
Рабочий объем одНоrо цилиндра у современных двиrателеи
с 130ЗДУШНЫМ охлаждением, Kal{ это видно из таБJl. 25 и 26, не пре
вышает 3 л. При бо.lьшем объеме цилиндра двиrатели имеют водяное
ОХ.'lаждеНие. Двиrатели с рабочим оБЪеМОМ менее 0,5 л, незаl3ИСИi\lО
от их назначения, имеlОТ, как правило, воздушное охлаждение.
Чем БО.lьше объем цилиндра, тем сложнее становится задача отвода
тепловой энерrии, так кЗI{ при ЭТОI\I уменьшается отношение поверх
Ности теплоотдачи к рабочему объему. Ввиду необходимости YMeHb
шения Ц,Jara ребер rидравлическое сопротивление воздушноrо тракта
возрастает. Это приводит К относительному увеличению затраты
13 д. Р. Поспелов 409 193
МОщНости на охЛаждение, несмоtря Даже на HeI<otopoe в эtом случае
уменьшение доли тепловой энерrии, отводимой в стею<и. Однако
для получения у двиrате.'1Я с воздушным охлаждением такой же
эффективной lOщности, как у двиrателя с ВОДЯНЫ:'.I охлаждение {, YBe
.lJичивают диаметр uилиндров (дизели MWM). Это увеличение в сред-
нем состав.rlЯет 5% для двиrателей с цилиндрами и rоловками из
.'1еrких СП.'1авов и 10% для двиrатеJlей с rоловками из чуrуна.
Степень сжатия
Степень сжатия у двиrате.lJей с ВОЗДУШНЫ I охлаждением Haxo
дится в том же диапазоне, что и у двиrателей с водяным ОХ.lJажде
нисм, а именно: 6 1O у карбюраторных дnиrателей и 15 22 у дизе
лей. Наиб().'Iее распространенными ЯВ.'1яются средние величины.
В дизелях степень сжатия опреде.'1яется в первую очередь типо"t
камеры сrорания; вид ОХJlаждения для дизелеЙ почти не Иj\lеет нИка
Koro значения. При неразде.'1енноЙ камере сrорания, коrда макси
мальные давления сrорания Достиrают высоких значений. степень
сжатия принимается невысокой; при разделенной камере сrорания
степень сжатия берется БО.'1ее высокоЙ, что необходю.ю также для
обеспечения хороших пусковых качеств дизеЩI. В карбюраторных
двиrаТСЛSIХ величина степени сжатия оп реде.'1я eтcfl прежде Bcero
oKTaHoDbIj\1 чисдом применяемоrо топлива, а затем типом камеры
сrораниЯ. Кроме Toro, при воздушном охлаждении степень сжатия
вс.rlедствие повышенных темПератур cTeHOI< на 5 1O% ниже, чем
при водяном охлаждении.
у дельныii вес двиrателя
Удельный вес двиrате.1Я с ВОЗДУШНЬ\j\1 охлаждением (т, е. Вес,
приходящийся на единиuу мощности), в зависимости от диаметра
цилиндра, ЧIIС.'1а оборотов и назначения двиrателя. колеблется в пре
делах 3 20 Кi?/Л. с. для дизе.'1ей и 1 К2/Л. с. Д.'1я карбюраторных
двиrателеii. УдельныЙ вес двиrателей с водяным охлаждением в за
npaBJleHHOM состоянии выше удельноrо веса двиrатеJIЯ с воздушным
охлаждением из за дополнительноrо веса ох.lJаждающеЙ ВОДЫ в радиа
торе, KpO:\le Toro, на соотношение уде"1ЬНЫХ весов двиrателей В"1ИЯет
также разница В конструкции вспомоrательных arperaToB. На Beco .
вые ПОI<азате.rlИ влияет вид маТериа"1а, ПРИi\lеняемоrо д.'1я изrото
В.'1ения деталей двиrателя, например, rOJIOBOK и цилиндров. Указан
ное свидетельствует об условности сравнения удельных весов двиrа
телей с воздушным и с ВОДЯНЫМ охлаждение:'.>l. Ес.'1И не принимать
во внимание весов вспомоrательных arperaToB, то значительная
разница в уде.I1ЬНЫХ весах двиrателей с ВОЗДУШНЫ:\I и С ВОДЯНЫМ
охлаждением будет иметь место лишь при неодинаковой степени
отработки их конструкции или различном форсировании.
Удельный вес более быстроходноrо двиrателя будет меньше,
чем тихоходноrо, у карбюраторноrо ниже, чем у дизелЯ. Поэтому
для оценки только степени отработки КОНСТРУКЦИИ лучше сравни-
194
М,ть велиttины Лиtровоrо Bcta, 1'. е. веса двиrателsl, оПlеСеllноtо
к ero рабочему объему.
Сравнение литровых весов, приведенных в таб.'1. 25 и 26, пока
зывает. что между карбюраторными двиrателями и дизелями сущест
вует значите.'lЬНО меньшая разница, чем при оценке их по удельнному
вссу. То же относится и к сравнению однотипных двиrателей раз
личной быстроходности.
Литровым весом приходится пользоваться для оценки конструк-
ции в связи с тем, что невысокое чис,,10 оборотов некоторых двиrателей
является С.'1едствием определенноrо назначения двиrателя, дЛЯ KOTO
poro из соображений долrовс'lНОСТИ ИЛи по друrим причинам не допу-
скаются высокие числа оборотов. При оценке двиrателей по удель-
ному весу подобный двиrатель оказывается менее совершенным.
rабариты двиrателя
rабариты двиrателя имеют существенное значение при оценке
ero качества. У большинства двиrателей с воздушным ОХJlаждением
Фиr. 92. Сравпсние rабаритов двиrатепей с ВОДЯНЫМ (TOJJKJle ЛИНИИ)
и ВОЗДУШНЫМ (толстые ЛИНИИ) охлаждением, имеющих одинаковые
опреде.'1яющие размеры (D 105 .11.1', S =: 120 .11.11).
. межцилиндровые расстояния больше, чем у двиrателей с водяным
охлаждением, вслеДСТВие необходимости размещения охлаждающих
ребер, поэтому и длина первых больше. При учете места, занимае
Moro радиатором впереди двиrателя, общая длина двиrателя с водя-
ным охлаждением оказывается БО.'1ьшей.
По ширине двиrате.rlЬ с воздушным охлаждением при боковом
расположении вентилятора больше. чем двиrатель с водяным охла-
ждением. Высота двиrателей с воздушным и с водяным охлаждением
одинакова.
На фиr. 92 изображены контуры двиrателей с воздушtlЫМ и С водя
ным охлаждением (радиатор не ВКЛЮчен в rабариты ДвиrатеJIЯ
Ir 100
с водяным охлаждением). Вентилятор воздушноrо охлаждения pac
ПО.ТIOжен сбоку двиrателя. Преимущество двиrателеЙ с воздушным
охлаждением в отнощении rабаритов очевидно.
21. ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ двиrАТЕJIЕЙ
С ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ
МИНИ Ia.ТIьная мощность современных двиrатеJlеЙ с воздущным
ОХ.ТIаЖДением от вентилятора составляет З 5 Л. с., а максималь-
ная 750 Л. с. Таким образом, по мощности существующие двиrа
тели с воздущным охлаждением полностью отвечают потребностям
автомобильной и тракторной промыщленности и частично потреб
ностям ряда друrих отраслеЙ.
Таб.ТI. 25 и 26 ноказывают, что номинальные числа оборотов дви-
rате.ТIей с воздушным ОХ.ТIаждением лежат в том же диапазоне, что
и ЧИС.ТIа оборотов двиrателей с водяным охлаждением:
1500 ЗООО об/мин у тракторных и стационарных дизелей ма.ТIОЙ
мощности, 2000 3000 об/мин у автомоби.ТIЬНЫХ дизелеЙ и зооо
6000 об/мин у I(арбюраторных двиrатслей.
Приведенные в табл. 25 и 26 данные показывают, что ве.ТI I'lина
среднеrо .эффективноrо давления, соответствующеrо номинальной
мощности, I<О.ТIеблется в преде_lах 5 8 Ki'/CJ'd 2 дЛЯ четырехтаlПНЫХ
дизелей (без наддува) 11 6 9 Ki'!CAf 2 Д.ТIя карбюраторных двиrателеii.
В табл. 27 приведены сравнитею,ные данные двнrате.ТIеЙ Дайм.ТIер
ТаБЛUl{а 27
Сравнительиые данные дизелей с ВОДЯНЫ I и воздушным ох."аждеНllе 1
Параме.ры
!
I
' I ' 2 g '
90
120
4,58
470
6,3
11,2
19,6
.5,2
ДШlпtте..'1Ь
'1 [ ' I
,и".а I ':Jlep I
Бенц ,
I
ДеflЩ
Мощность в Л. С. . . . .
Число оборотов в минуту
Днаметр UН.1Индра в .l't.l"
Ход ПОрШIlЯ в ,И.l't . . .
J1итряж двю'ателя в л ,
СухоЙ вес двиrатеJlЯ в KZ .
ЭффеКТНВllое давление в KZ.'CIi 2
Скорость поршня в .l'tjceK . .
Лнтрован мощность в л, с.jл
Уде.%ный вес в кzjл. с,. .
81
2ВОО
90
120
4,5В
360
5,9
11,2
1В,3
4,3
Бенц и Дейтц с одинаковыми опредеЛЯЮЩИI\НI размерами (диюtетром
цилиндра и ходом поршня) I быстроходностью, НО с различным
типо охлаждения. Cor,nacHo этим даННЫ;\I, среднее эффективное
давление в с.ТIучае воздушноrо охлаждения приблизительно на 6%
ниже, чем при водяном ОХ.ТIаждении. ПОС';J( .'I.нее объясняется ухуд-
шенным напощ ением цилиндров. Отмеченное снижение cpeitHero
эффективноrо давления является характерным, так как на данной
196
ста.'l"ИI1 развития двиrателестроения не представляется рациона.!Jb-
ным обеспечивать в двиrателе С воздушным охлаждением такой же
низкиЙ уровень температур стенок, а следовательно, и степень
наполнения ЦИJIИНДРОВ, как в двиrателе с водяным охлаждением.
Очевидно, что по!{а сушествует разница в температурах стенок,
будет сушествовать и разница в значениях среднеrо эффективноrо
давления. Литровая мощность при неизменном числе оборотов
пропорционаЛЫIa cpe;J.HeMY эффеКТИВНО IУ давлению, ПОЭТОl\IУ ее
величина при воздушном охлаждении также должна быть ниже
приблюителыю на 5 10 o. Абсолютные значения литровой мощности
колеблются от 10 до 30 л. с./л Д.ТIЯ дизелей и от 15 до 50 л. с./л для
!{арбюраторных двиrателеЙ.
В днзелях с воздушным ОХ.JIаждением, так же !{ак и с водяным,
применяются разделенная и неразделенная камеры С, орания. В COOT
ветствии с этим и топливная экономичность дизелеи различна: при
неразделенной камере она выше, при разделенной ниже. Из при-
веденных в табл. 25 данных видно, что lИнимальный удельный расход
топлива для камер указанных типов состаВJlяет соответственно 165
и 180 ?iл. с. '1. и находится на уровне дизеJIей с водяным охлажде
нием. Табл. 26 показывает, что уделы ые расходы карбюраторных
двиrателеi"l с воздушным охлаждением в обше 1 не отличаются от TaKO
вых у двиrателей С водяным охлаждением.
При воздушном охлаждении ЭКОНОМИЧНОСТЬ двиrателя может
измеюIТЬСЯ в результате умеНЫlJения потерь тепловоЙ энерrии в стенки
из за повышения их температуры, снижения работы трения за счет
па. ения вязкости более HaI peTOro l\taсла. увеличения потерь мошности
на привод вентилятора и снижения .ТlИтровоЙ мощности. Как БЫJIО
показано ранее, уменынение теплоотдачи в стенки ВС.ТIедствие их бо.ТIее
ВЫСОIЮЙ температуры при воздушном охлаждении практически пре
небрежимо Ma.ТIo. По имеЮШЮIСЯ данныы уменьшение потерь Tpe
ния из за снижения вязкости Mac.ТIa при HarpeBe стенок ЦИ.ТIиндров
происходит .ТIишь до те!\шературы примерно 90 950, в зависимости
от I<ачества и сорта Mac.ТIa. При одинat<овоЙ Тб1Пературе масла в ПОk
доне Двиrателя температура масла на рабочих поверхностях цилиндра
псе!'Да является функцией температуры этих поверхностей и, c.ТIeДo
BaTe.ТIbHo, ари воздушном ОХ.ТIаЖДении будет выше. При температурах
стенок ЦИ.ТIIшдров, наБJIюдаемых в двиrате.ТIЯХ с воздушным oX.ТIa
ждением, потери на трение, как показали исследования, HecKo.ТIbKO
уменьшаются. Расход мощности на привод вентилятора при воздуш
ном охлаждении в БО.ТIьшинстве с.ТIучаев HecKo.ТIbKO выше расхода
мошности на при вол венти.ТIятора и водяноrо насоса двиrате.ТIЯ с воля
ным охлаждением.
Конечный результат при сравнении экономичности двиrате.ТIей
с воздушным и с водяным охлаждеНllем будет зависеть от Toro,
насколько падение .ТIитровой мошности 11 увеличение затрат механи
ческой энерrии на при вод вентилятора в первом случае компенси
руется уменьшением потерь тепловой энерrии в стенки и потерь
на трение. ВзаимодеЙствие указанных факторов приводит к тому.
что при прочих равных условиях экономичность современных
197
t.e 11.'
о
1,...0-- ......
f /
V
./ ",/
./ V 2 1...--- ...... .......
,
" ,..,... ...... 4
.1....'.... з ....
\
5
3 t
.. ......... ........
........ h
..11 :a.r::: t'-.. 4 . V
10....
........ .... ;;;;;о
2 f
f}e
z/лс.'i.
200
БО
40
10
500
1000
1500
''10
180
170
п Об/ ,.,1J1f
Фllr. 93. Характеристики дизелей с воздушным охпаждением:
J Татра 921; 2 }\РМСТРОIII" Сндлн; 3 Д Dllд Браун; ., Деl!щ: 5 Петтер.
lleл.с
о
ge
2fл.'.'l
ЗОО
280
80
БО
40
20
1000
260
21j0
120
/;000 п Оо/',.,ин
Фиr. 94. Характеристики
к!!рбюраторш,'х двиrате
пей с ВОЗДУШНblМ охпаж
деНl\еlll:
J Татра П03; 2 Штеllр;
з r;ОРШI:; 4 ФОЛЬКСDаrен.
3000
198
двиrателей с воздушным охлаждением такая же, '{а!{ у двиrатслей
с водяным охлаждением, или HeMHoro ниже. На фиr. 93 и 94 при-
l3едены характеристики некоторых дизелей и карбюраторных дви-
fателей с ВОЗДУШI-lЫ:ll ОХJIаждением.
22, ЭКСПЛУАТАЦИ8ННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ двиrАТЕЛЕR
С ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ
Двиrатели С воздушным охлаждением от вентилятора сравни
тельно недавно стали широко ПрИ!\lеняться, поэтому накопленныи
опыт еще не нашел достаточноrо отражения В литературе.
Надежность
Надежность двиrатсля характеризуется ero постоянной rOToB-
ностью к работе, большой ДJllпельностью периода между обслужи
ваIlИЯ:-'III и минимальными потерями вре:llени на это обслуживание.
Первые Двиrате. I IИ с воздушным охлаЖДением плохо работа.тlИ при
высоких температурах О!{ружающей среды: они переrревались и это
приводи.тю К потере мощности. ухудшению экономичности, увели
чению yrapa масла и 1< друrим неприятным последствиям. Работа
двиrателеЙ при низких температурах окружающей среды сопрово
ждалась сильным переохлаждением цилиндров. Все это делало
эксплуатацию указанных двиrателей ненадежной и приводило
К потерям рабочеrо времени на их дополнительное обслуживание
и ремонт.
Однако современные двнrатели с воздушным охлаждением MorYT
надежно работать при изменении те1\Шературы окружающеЙ среды
в ШИРОI<ОМ диапазоне. При низких температурах, а еще больше при
чередующихся положительных и ОТРИllательных температурах окру-
жающей среДЫ в двиrателе с водяной системой всеrда возможно замер-
зание ВоДЫ в раДиаторе 1-1 блоке. При очень высоких температурах
окружающей среды имеется опасность ВЫI<ипания воды из системы
ОХJшждения, что снижает надежность работы этих двиrателей.
Указанные недостатки полностью отсутствуют у двиrателя с воз-
душным ОХ.r:tаждением. Работа последнеrо может нарушиться в ре-
зультате оседания пыли в .межреберных каналах rОJЮDОК и цилин-
дров, особенно при попадании масла на поверхности оребрения.
Однако 'интенсивное замасливание поверхности ребер может наблю
даться лишь в зоне невысоких температур ЦИJlИНДРОВ и rоловок;
в зоне же повышенных температур вероятность этоrо явления HeBe
,nИl{а, та\{ \{al{ оседающее масло быстро 8спаряется. Чтобы избежать
засорения воздушных каналов, на входе воздуха в вентилятор оБЯЗЕ-
тельно должна быть установлена .r:tеrкосъемная воздухоочиститель
ная сетка. Соединения масляной маrистра.r:tи должны быть rep1\fe
ТИЧНЫJ\Ш, исключающими возможность даже caMoro незначитеЛbJ-lOrо
подтеКания масла. Необходимо, однако, отметить, что опасность засо
рения межреберных \{аналов больших размеров не бо.r:tьше, чем узких
каналов сердцевины ВОДяноrо радиатора.
199
Двиrатель с воздушным охлаждением IIlОжет быть серьезно
поврежден при выходе из строя венти.ТIятора, напрю!ер, при обрыве
ПрИВОДноrо ремня, если нет сиrнальноrо или спсциальноrо устрой
ства ДЛЯ автоматической остаНОВI<И двиrателя. В двиrателе С водяным
ОХ.ТIаждением выход из СТРОЯ ве!ПИJIятора не приводит к быстрому
переrреву двиrателя, так .как сильное испарение воды из рубашки
при отсутствии принудительной ее циркуляции будет сиrнализиро
вать о наличии неисправности, но при этом имеется опасность замер-
зания ВОДЫ в радиаторе. Двиrате.ТIЬ с воздушным ОХ.ТIаждением менее
чувствителен к изменению температуры окружающей среДЫ вслеk
ствие большей разницы температур между теп,nоотдающими поверх
ностями и внешней средоЙ, хотя при наЛИЧ!lИ обводноrо канала чув
ствительность двиrателя с водяным охлаждением к изменению TeM
пературы окружающей среды также ПОllижена. Повреждение ореб
рения цилиндров и rОЛОВОI< во время работы двиrателя с воздушным
охлаждением не приводит к немедлеНlIOЙ ero остановке, как при
повреждении сердцевины радиатора у двиrателя с ВОДЯНЫ:\! охла-
ждением.
ДОJlrовечность
Долrовечность двиrателя опредсляется в основном степенью
износа основных ero рабочих дета.ТIеЙ. В литературе не опубликовано
достаточноrо экспериментальноrо материала для оценки ИЗ!lОСНОЙ
характеристики ;цшrате.ТIЯ с воздушным ох.ТIаждеНlIСМ. ИII;еютСЯ
лишь отрывочные сведения. На фи!'. 93 изображены rрафики износа
ц.илиндров двиrателей с воздушным и с водяным охлаждением.
ИЗ фИ!'. 95 ВИДНО, ЧТО износ цилиндров при воздушном охлаждении
значитеJ!ЬНО меньше, чем при водяном. По данным фирмы Петтерс
при аналоrичных условиях испытаниЙ двух двиrателей с разным
типом охлаждения, но с одинаковыми поршня !И и КОЛЬЦЮШ И оди
наковым материалом ци.ТIиндра, за 1000 час, работы получены c.'Je-
дующие износы цилиндров: для двиrателя с воздушны;'.! охлаждением
0,015 .лМt, ДЛЯ двиrателя с водяным охлюкдением (при TeMl1ep.aType
воды в рубашке 82,30) 0,030 ,M.\t. В ЭТО1\! случае износ ци,n.индров
при воздушном охлаждении оказался также меньте, чем при водя
ном. Причиной меньшнх износов в двиrате.Т)ях с RОЗДУШНЫМ охлажде
ниеl\I ЯБ.ТIяется более быстрый проrрев двИ!'ателя при пуске и повы-
шенные температуры стенок цилиндров иа всех режимах работы.
Известно, ЧТО при температуре стенок цилиндра ниже прибли-
зитеJIЬНО 700 наблюдается ПQвышенный их износ ВСJ!едствие конден-
сации водяноrо пара, имеюще!'ося в продуктах сrорания, и появле-
ние коррозии, вызываемой водой. ВодяноЙ пар I<ак продукт cropa
ния находится в ци.ТIиндре в переrретом состоянии, НО о!<оло поверх
ностей ци.ТIиндра температуры пара понижа!отся до ВС.ТIичины, при
котороЙ пар может конденсироваться. Коррозионный износ уси.nи
вается также вследствие на.ТIИЧИЯ некоторых анrидридов, образую-
ЩИХСЯ при сrорании. При температуре стенок иилиндра выше 90 950
износ значительно меньше, а Прl1 температуре стенки приБJIИЗИ-
200
телЬ}ю J 00'" и выше степень износа уже не зависит от этой температуры.
I1рипеденные данные относятся к дизелям, но характер протекания
КРИВЫХ износа в основном справедлив и ДЛЯ карбюраторных двиrа-
телей. В связи с тем, что КОРРОЗIIОННЫЙ износ при воздушном охла-
ждении меньше. чем при ВОДЯlIОМ, влияние присадок к маслу YMeHЬ
шается. Повышенное содержание серы в топливе не приnодит к зна
чительному увеличению ИЗНОса стенок цилиндра. Меньшая чувстви
200
'0.2",.,
И:тос
41 0.2",.,
ИJIfОС
0.1
о.2"н
..
'"
40
."
....
80
';'
=:
..
&
... (20
t
:
fGO
l
iJ
rv-1
м..,
Q)
6)
11
Фиr. 95. ИЗНОС ЦИЛИНДРО8 Д8иrате.lJей С Водяным и 80ЗДУШНЫМ охлаждением
а ДВllrатсль ДСIIТЦ (Р е == 5,5 ке/СА/", С п .,. 7 AI/('ек, С п 7,7 Iol/CI!K) С BOAHIILIM ОХЛ8-
вод /lозд
ЖllСlIJlСМ ПnС.'С 1000 '1I1С. рпботr.l; 6 то же С воздушным ОХJшждением поСле 1000 ЧIIС.
работы; о Дflllrатель д зu С ВОЗДУШНЫ I охлажденисм после 2000 час. работы (Ре ==
== 5 KZ!Of', '11 == 6,4 .!I/'e. ): I при использоваllиИ обычноrо масла; 2 при Ilспользованин
МIJС.ryз д.ryн тяже.7ЫХ УСЛОIJИn РlJботы.
теJJЫЮСТЬ двиrателеЙ с воздушным ОХJlаждением к содержанию серы
в ТОIIлнве также является результатом более высоких температур
стенок на всех реЖИl\-!ах работы двиrателя.
Пусковые качества
Пусковые качества двиrателя характеризуют ero надежность.
При сравнительном анаJJизе двиrателей с водяным и воздушным охла
ждением обычно оп.lечаются ХУДШие пусковые качества У последних.
Пуск двиrателя BHYTpeHHero сrорания, особенно если он про-
должителен по времени, является процессом, включающим опре
деленный комплекс подrотовительных и основных операций. Пуск
Двиrателей при положительных температурах окружающей среды
не представляет больших трудностей, поэтому пусковые качества
должны оцениваться прежде Бсеrо по эффективности пус]<а при
201
Двиrатель с воздушным охлаждением r-.южет быть серьезно
поврежден при выходе из строя вентилятора, наПРШ,IСР, при обрыве
ПрИВОДноrо ремня, если нет сиrнальноrо или специальноrо устрой
ства для автоматической остановки двиrателя. В двиrателе с водяным
охлаждением выход из строя вентилятора не приводит к быстрому
HeperpeBY двиrателя, так 'как сиЛЬНое испарение воды из рубашки
нри отсутствии принудительной ее циркуляции будет сиrнализиро
вать о наличии неисправности, но при этом имеется опасность замер
зания воды в радиаторе. Двиrатель с ВОЗДУIlIНЫМ охлаждением менее
ЧУВCfвитслен к изменению 1'емнературы окружающей среды вслеk
ствие большей разницы температур между теплоотдающими поверх
IIOСТЯМИ и внешней средой, хотя при наличии обводноrо канала чув-
ствителыlOСТЬ двиrателя с водяным охлаждением к изменению TeM
нературы окружающей среды также понижена. Повреждение ореб
рения цилиндров и rоловок во время работы ,'I.виrателя С воздушным
охлаждением не приводит к неi\lедлеююй ero ОСТalЮI3I{е, как Прli
повреждении сердцевины радиатора у двиrателя с ВОДnНЫ1\l охла-
ждением,
Дол rовеч ность
Долrовечность двиrателя определяется в основном степенью
износа основиых ero рабочих деталей. В литературе не опубликовано
доста'rОЧllOrо экспериментальноrо материала для оценки износной
характеристики Дl3lirате,llЯ с воздушным охлаждением, иr-.iеются
лишь отрывочные све.с,\ения. На фиl'. 95 изображены rрафики иЗноса
цилиндров двиrателей с воздушным и с водяным охлаждением.
Из фиl' 95 видно, что износ цилиндров при воздушном охлаждении
значительно меньше, чем при водяном. По данным фирмы Петтерс
при аналоrичных условиях испытаний двух двиrателей с разным
типом охлаждения, но с одинаковыми ПОрШНЯМИ И кольца ш И оди
наковым материалом цилиндра, за 1000 час. работы ПО.fJучены C.fJe-
дующие износы цилиндров: для двиrателя с ВОЗДУШНЫМ охлаждением
0,015 .ftMt, для двиrателя с ВОДЯНЫМ охлаж'дением (при тсмпературе
воды в рубашке 82,30) 0,030 .1rt"',. В этом СЛУ 1 1ае износ цилиндров
при воздушиом охлажденни оказался также меныпе, чем при водя
ном. Причиной меньших износов в двиrателях с воздушным ()хлажде
нием является более быстрый IIporpeB двиrателя при пуске и повы
шенные температуры стенок цилиндров на всех реЖIlмах работы.
Известно, что при температуре стенок цилнндра ниже прибли
зительно 700 наблюдается ПQвышенныи их износ вСJlеДСТВIIе KOHдeH
сации водяноrо пара, имеющеl'ОСЯ в продуктах сroрания, и появле
ние коррозии, вызываемой водои. Водяной пар l{aK продукт cropa
ния находится в цилиндре в переrретом состоянии, но около поверХ
ностей цилиндра температуры пара понижаются до величины, при
которой пар может конденсироваться. Коррозионный износ усили
вается также вследствие наличиЯ некоторых анrидридов, образую'
щихся при сrорании. При температуре стенок цилиндра выше 90 950
износ значитеJIЫIO меньше, а Прli температуре стенки приблизи
200
тельно 1000 и выше степень износа уже Не зависит от этой температуры.
Приведенные данные относятся к дизелям, но характер протекания
кривых износв в основном справeJ].ЛИВ И для карбюраторных двиrа-
телей. В связи с тем. что коррозионныЙ износ при воздушном охла
ждении меньше, чем при ВОДЯIIОМ, влияние присадок к маслу YMeHЬ
шается. Повышенное содержание серы в топливе не приводит к зна
Чl1тельному уве.тшчению износа стенок цилиндра. Меньшая чувстви
118,,0&
0.' 'о.2пм
..
...
110
..
....
180
':;:'
....120
2
1:
..
Sf60
..
/'1,'1
0.)
И;,,,ОС
llt
D.2M,.,
ИJ"ОС
0.'
0.2,,,.,
l
i1
1
-
)
11
Фис. 95. ИЗНОС llН.ТШНДp<JП дпиrаТС.YJей с ВОДЯНЫМ и ПОЗДУШНЫ f охлажДсние f
а ДВIIШТCJlЬ ДСЙТЦ (Ре 5,5 «В/СА/-, ('п во {) 7 A//reK, ('Пвозд 7,7 А//сеl<) С IЮД>ll'ЫМ охла-
ЖJ\СIII.СМ lюс:.е IUUO "'аС. работы: б То же С ВО J1УШНЫМ охлаЖДеН нем после I ООО "'ОС.
p"cкlTы; о ;!ВI'Taтeпь д-зu с воздушным ОХJШЖДt'IIНСМ nOCJle 2000 ''''с. работы (Pe
а I(Z!CAI2. С,. 6.4 /ce"); I прн IIСПОЛЬЗО"'"lIIНН обыЧНОI'О ."'С"а; 2 при использоваНН'J
мос. з д. Я ТЯЖе.'IЫХ УСЛОnlln роботы.
тельность двиrате.тrеЙ с ВОЗДУШШ.>Il\! охлаждением к содержанию серы
D Т()IIЛl1ве также ямяется результатом более высоких температур
стенок на всех режиr.!ах работы двиrателя.
Пусковые качества
Пусковые качества двиrателя характеризуют ero надежность.
При сравнительном анализе двиrателей с водяным и воздушным охла
ждением обычно ОТ;\lечаются худшие пусковые качества у последних.
Пуск двиrателя BHYTpeHHero сrорания, особенно если он про
Должителен по времени, является процессом, включающим опре
деленныЙ комплекс подrотовительных И основных операций. Пуск
двиrателей при ПОЛОЖl1тельных температурах окружающей среды
Не представляет больших трудностей, поэтому пусковые качества
должны оцениваться прежде Bcero по эффективности ПУСI{а при
201
отрицательных темпсратурах. Известно, что значительную долю
в общсм износе двиrатсля составляет из}IOС в псриоды пусков.
ПОЭТОМУ должны быть предусмотрены соответствующие меропрИЯ
тия, ускоряющие nporpcD двиrаТeJIЯ при пускс и сокращающие
ЭТОТ псриод.
Наибольшие трудности прсдставляют пуск ДИЗСJIСИ; дЛЯ облеr
чс}1ИЯ cro 11рименяются слсдующие ВСПОJ\lоrаТeJIЬНЫС срсдства: noдo
rpeB воздуха, поступающсrо в:цилиндр, при помощи ЭJlсктроспира
JIСй И.11И открытым пламснсм, впрыск
ТОПJIИDа или смеси с маслом или
эфира во впускной канал или нспо
срсдствсНlIO в рабочсс пространство,
установка свечи накаливания 13 Ka
мсрс сrорания, заЛИDка rорячсrо
масла в поддон двиrаТeJIЯ, nporpcB
ДВllrатсля rорячеи водоil, за.ТlИваемой
в рубаUlI<II цилиндров. Лепю заме
тнть, что всс персчислснные средства
об.rlСI"ЧСIШЯ пуска, l<poMe ПОСJIсднеrо,
примснимы и к ДlШl"атслям с воздуш
HыM охлаждснисм. При этом 11 эффек
ТИШIOСТЬ их будет практичсски оди
наковоН.
НСDОЗМОЖНОСТЬ проrрсва ДDиrа
ТCJIЯ с воздушным охлаждснисм ro
рячей водой сущеСТDСННО ухудшает
cro пусковые качсства. Проrрев ци
линдров ДDиrатслсii с ВОЗДУШНЫl\1
ох.rШЖДСIШСl\l может быть осуществ
лен ОТ спсциа.:Jыюrо 130ЗДУIlшоrо по
доrреваТСJIЯ, работающсrо на бснзинс
ИJll1 на дизсльном ТОПJIИВС. Однако
в БОJIЬШИНСТВС BbInycl<acMbIX ДDИI"аТСJIсi! с ВОЗДУIIIНЫМ охлаждснисм
нс прсдусмотрсно ЭФФСI<тивноi'l систсмы IIX подоrрсва псрсд nycl<OM,
поэтому пуск их при НИЗI<ИХ отрицаТСJIЫIЫХ тсмпсратурах окружа
ющсii срсды сопряжен с опрсдслснными ТРУДНОСТЯIIIИ.
Дизсли с непосрсдствснным впрыском и карбюраторные двиrа
ТСЛи с ВОЗДУШНЫl\'! охлаждснием D большинстве случаев не снаб
жаются приспосоБJIениями ДJIЯ облсrчсния nycl<a. Дизели с раздс
JIСIIIIЫl\1И камерами СI'орания снабжаются свечой накаливания,
а таl<ЖС и друrими срсдствами ДJIЯ оБJIсrчсния nycl<a, псречисленными
DЫШС. Большинство ДВИI"аТCJlеи оборудуются ЭJlектростартером. CTa
ЦИОШtРНЫС двиrаТeJIИ малой МОЩIIOСТН часто снабжаются устройством
}lJIЯ ручнOI"О пуск .
Врсмя проrрева ДJШI'атсля с воздушным охлаждснисм нослс пуска
значитсльно меньше, чсм двиrатсля с водяным охлаждснисм
(фиr. 96), Dследствис '1CI"O у снынастся износ цилиндров в псриод
пуска. Хотя распространснис ТСПЛОDОЙ энерrии, псрсдавасмой
от рабочих I"азов стеШ(<1М, по ссчсншо орсбренных стснок происходит
202
t,;."C
ВО
БО
о
2 3
Вреl'fЯ
iJ I'1/JH
1
Фиr. 96. И HTeHCIIBHOCTb nporpeBa
двиrателеii с воздушным 11 ВОДЯ
HЫ I охлаждеllllСМ пр" нормальной
наrрУЗКt: 11 температуре 18° окружа
ющей среды:
I ДВJlrатспь с ПОЗЛУШIIЫ)f ()"'пажле
IIHL'M: 2 ДПllrатf'ЛЬ с 80 И11ЫМ О"'Jlа:ж
де"",'>! (с тррмостатом); 3 Д"ltrl\тель
с nOДJI.'t>IM о: паЖllСНllеN (без Tep io
стата).
при Dоздушноt.1 охлаждении более интенсивно, чем при водяном,
теплоотдача от ребер окружающсt.lУ воздуху при малых числах o o
ротов вентилятора протекает ЫCДJICHHce ввиду меньшсй ТСПJIOПровод
носТи воздуха по сравнению с теплопроводностью воды. Это и спо
собствуст быстрому nporpeBY двш'аТСJIЯ с воздушным ох.lаждением.
Послс пуска двиrаТeJ1Я по возМожности ДОJIЖСН быть прекра
ЩС}I обдув цилиндров охлаждающим ВОЗДУХОI\I на весь период
nporpeBa.
Ввиду меньшсй теплоотдачи от стенок в охлаждающий воздух
при пуске пусковое число оборотов ДВИI'атеJlеи с воздушным OXJIa
ждснием несколько ниже. чеt.1 у ДВИI'ателей с водяным охлаждением
(при IШJIИЧИИ у IЮСJIСДIШХ ХОJlOдноii воды в рубашке БJIOI<а). Разница
в зазорах между порuшем и ЦИJIИНДРОt.l при том И друrом типе
охлаждения слишком мала в сравнснии с абсОJIIОТНОИ ВСJIИЧИIЮЙ ЭТlIХ
зазоров даже в новом двиrателс, поэтому она не может за;\1етно повли
ять на измененис пусковоrо числа оборотов. В общем д.nя ОДЮlаl<ОВЫХ
по МОЩНОСТИ и быстроходности двиrателеи с ВОЗДУШНЫi\1 11 С водя
IIЫМ охлажденисм мощность пусковоrо стартсра и смкость aKKYMY
JIЯТОРНЫХ батарси должны быть приБЛИЗИТСJIЫIO одинаковыми.
Обслуживание и ремонт
Обслуживанис и рсмонт двиrатслсй с воздушным ОХJlаЖДСlшем
значительно прощс, чсм двиrатслсй с водяным охлаждснисм. Это
11 ЯВJIяется ОСIЮШIOИ причиной начавшсrося в ПОСЛСДIIИС rоды широ
Koro распространсния Дlшrатслсй с воздушным охлаждснисм.
у послсдних IIСТ нсобходимости псриодичсски очищать систему
охлаждсния от накипи и ПОПОJIIIЯТЬ се водоii, что значительно
СОКР<Jщает врсмя обслуживания Двиr<Jте.IJЯ и делает cro работу HC
зависимой от наличия воды. ДвиrаТСJIИ с воздушным ох.lJаЖДСIIИСМ
имсют, как правиЛО, незаВИСIIМЫС цилиндры и rоловки, что создаст
БОJlьшие удобства при ремонте и замсне новыми вышсдших из строя
rоловок и ЩIJIИlIДрОВ.
Эксплуатационный расход топлива
Эксплуатационный расход топлива у двиrателей с воздушным
охлаждением, имсющих систему реrУJIирования ОХJJaЖДСНIIЯ, HC
CKOJIbI<O ниже, чсм у двиrателей с водяным охлажденисм. Это объяс
нястся меньшими потеРЯМи на трсние вслсдствие болсс высоких тelll
псратур цилиндров при работе двиrатслей с воздушным ОХJI<Jждснием
на эксплуатационных режимах. Расход масла при воздушном OXJIa
ждснии несколько выше, чем при водяном, из за повышснноrо испа
рсния и выrораНIIЯ масла. Эксплуатационный расход масла
l<олсб.1СТСЯ в прсдслах 2 4 % от расхода топлива, в зависимости
от тнпа двиrаТСJIЯ, режима cro работы и пр. Повышснный расход
MaCJIa Может ПРИВССти к снижснию расхода топлива, поэтому при
сравнснии ЭI<ОIIOМИЧIЮСТИ двиrатслсй с водяным и с воздушным охла
ждснисм иноrда приходится сравнивать не удельныс расходы ТОПJIИDа,
а суммы удельных расходов топлива и масла.
203
Шумность работы
Шумность работы ЯВJlяется одним из существенных недостаТI<ОВ
ДВИI'ателя с ВОЗДУШНЫ\I'I охлаждением. Источниками шума являются
собственно двиrатеJIЬ и вентилятор охлаждения.
Шум от сrорания топлива в ЦИJIИндрах у двиrателеii с воздуш
ным охлаждением сильнее вследствие отсутствия ВОДЯНОЙ рубашки,
ЯВJIЯIOЩСЙСЯ хорошим rJIушите.!\ем. Распространсш-!ю 3TOI'0 IpYMa
способствуют ребра rоловок и ЦШ1ИНДРОВ. ОсобеюlO сильный шум
возникает при работе дизеля из за повышенной жесткости процесса
сrораllИЯ (т. е. быстроrо нарастания давления сrорзния по уrлу
поворота I<ОJlеНЧ8тоrо вала). Он может быть знаЧИТСJlЬНО уменьшен
соответствующим подбором способа С\llесеобразоваШIЯ. закона подачи
топлива и т. п.
Стук поршня о CTe}lKH цилиндра ВОЗНИl<ает при прохождении
поршнем в. м. Т., особенно при больших зазорах между ним и uилин
дром. Уме}lьшенис зазоров при наличии IlOрШНЯ с овальной юбl<ОЙ
и ИЗl'ОТОВJlении ero из материала с малым коэффициентом расширения
заметно Сllижает шум. С этой же целью смещают ось отверстия под
палсu по отношению I( оси UИ.lJиндра в сторону, ПРОТИВОnОJIOЖНУЮ
напраRлеlШЮ вращения коленчатоrо вала.
Опрокидьшание поршня по времени не совпадает с резким Hapa
станием давления rазов при Проuессе сrорания. Величина этоrо сме-
щения соспшляет приб.чизительно 3% от диамстра поршня. Этот
метод [{аходит применение в дизелях с воздушным охлаждением.
Стук клапанов о посадочные места и штанr толкателей появляется
вследствие наличия реrулировочных зазоров. При разоrреве двнrа
телсй с воздушным охлаждением из за большеl'О расширсния I'ОJIOНl<И
и UИЛИ}lдра по сравнению с удлинением штанr толкателей пеРВО}lа
чаJIЫlые реrУЛИРОDочные зазоры возрастают в 2 З раза. Поэтому эти
зазоры у холодноrо Двиrателя оuычно устанаВЛИRаlOТ очень ма. ыми
(O,05 O,1 .м.м). Уменьшение ЭТОI'О шума достиr-астся применеIlием
ШТЗllr из материала, I1ЛОХО проводящеrо звук или имеющеrо малый
КОЭффlщиент Лl-!неЙIlоrо расширения, а также применением. I'идра
влических ТОJн<ателеii.
Шум, особенно от BbICOKOlJaCТOTHOro вентилятора, иноrда доходит
до свиста. Этот шум оказьшает неприятное воздеЙствие на челОDel<а
и является серьезной помехой применению двиrателей с воздушным
охлаЖJ\ением на леrкоВЫХ аоомоБИJIЯХ. Поэтому при проектирошшии
вентилятора и системы воздушноrо траl<та в целом необходимо учи
тывать влияние отдельных конструктивных nараметров на шум прУ.
работе.
Тю(, увсличение кольuспоrо зазора между рабочим колесом
и кожухом приводит 1< увеличению шума I1рИ работе с неизменным
ЧИСJIOМ оборотов вентилятора и УПIOМ установки лопастей. Шум повы
wается с увеличеНИЕ'\1 окружной Сl<ОрОСТИ рабочеrо колеса и с YBe
JIИЧСlIием yrJla установки лопастей,
204
023. СРАВНЕНИЕ ДВИrАТЕЛЕЙ С ВОЗДУШНЫМ И ДВИrАТЕЛЕЙ
С ЖИДI(ОСТНЫМ ОХЛАЖдЕНИЕМ
РеЗЮIIIИРУЯ СI<азшшое раньше о преимуществах и иедостаТf<ах
двиrатеJlей с воздушным и с жидкостным охлаждением, можно cдe
лать следующие крап<ие вьшоды.
Преимущества жидкостпоrо охлаждения:
1) стаБИJIЫЮСТЬ тепловOf'О состояния двиrателя при ИЗII.fеllеН\il1
режима ero рабоThl, что объясняется высокой теплопроводностью
и большей теПJlOемкостью жидкости, т. е. высокой aI<КУМУЛИРУlOщей
ее способностью;
2) эффе"КТИБllOе охлаждение наиболее HarpeTblx мест двш'ателя
при любоЙ практически возможноЙ теlJ.lIOВОЙ паrрузке, таl< как вода
оБШlДает высокои теПJIOПРОВОДНОСТЬЮ (теплопроводность воды
в 20 25 раз выше теплопроводности воздуха);
3) возможность ПРИlllеиения Iшмеры crорания JIЮбой форlllЫ ДJIЯ
осущеcrвления э:j>фel<тивноrо процесса сrорания, что обеспечивается
циркуляцией жидкости по I<аналвм любой I<онфиrурации;
<1) надежная работа двиrателя при положительной температуре
окружающей среды (отсутствует опасность повреждения ДВИI'атеJIЯ
от псреrреnз и нет необходимости в сиrпмьных устроЙствах);
5) более надежный ПУСI< при отрицатеJIЫIЫХ тсмпературах OKPy
жающей среды ВСJlедствис применения простоrо способа Подоrрева
ЗЯ.1IШI<и rорячей воды в систему охлаждения;
б) возможность использования тепловой энерrии, отводимой
в систему охлаждения.
Недостатки жидкоспюrо охлаждения;
1) наличие сложной и rерметичной системы квиаJЮВ и трубопро-
водов, подверженной неиспрашюстям в ЭКСl1Jlуатации;
2) ПО\lиженная надежность работы двиrателя при отрицатель
ных и при чередующихся (отрицательпых и положитеЛЬ\lЫХ) темпе
ратурах окружающей средЫ вслеДствие опасности замерзания БОДЫ
в системе (при водяном охлаждении);
3) ПОВыШенная TpyAoeMI<ocTb ООСJlуживания и ремонта вследствие
необходимости реrулярноrо пополнения и очистки системы ОХJlаж
дения;
4) повышенный эксплуатациопный вес двиrателя за счет радиа
тора, трубопроводов и ЖИДI<ОСТИ, наполняющей систему ОХJlаждеlIИЯ;
5) длительный проrрев двиrателя при ПУСl<е, что Повышает износ
цилиндров;
б) низкие температуры цилипдров (при водяном охлаждении),
Сl10собствующие их повышеНI10МУ коррозионпому износу;
7) выход двиrате.IIЯ из строя Б случае Потери охлаждающей ЖIIД
кости;
8) потребность в дефицитных цветных метВJ\лах (OJIOBO, медь)
для производства радиаторов.
Преимущества воздушиоrо охлаждения:
1) rpXToTa и маJlая стоимость обслуживания и ремонта двиrа-
TeJISI (отсутствуют трубопроводы, радиатор и водяной насос);
205
2) быстрый ПрОl'рев Д8иrа1"еля после ПУС!{8 И !{8!{ CJIеДС1"Dие этоrо
меньший износ цилиндров;
3) повышенный тепловой режим, способствующий снижению
коррозионноrо износа;
4) меньшая чувствительность к изме}!ению те шературы OKPy
жающей среды вследствие более высоких температур цилиндров;
5) надежная работа при отрицательных температурах окружаю
щей среды, так как отсутствует опасность замерзания воды Б системе
охлаждения;
б) меНЬШИЙ.I<ОНСТРУКТИВНЫЙ вес и меньшая длина двиrателя
(отсутствует радиатор),
Недостатки воздушноrо охлаждения:
1) повышенный расход мощности на привод arperaToD системы
ОХлаждения;
2) 60лее труд}!ый пуск Дl3иrателя при отрицательных температу
рах окружающей среды и существующих спосо6ах подоrрева;
3) повышен}!ая шумность работы вследствие отсутствия БОДЯНОЙ
рубашки и наличия быстроходноrо вентилятора;
4) трудность 06еспечения нормалыюrо охлаждения форсироваll
ных двиrателей и двиrателей большоrо литража;
5) возможность засорения межре6ерных каналов rоловок и цилин
дров;
б) потре6ность в масляном радиаторе даже и в тех случаях, коrда
при водяном охлаждении ero не требуется.
Рассмотрение преимуществ и недостатков ВОДЯlюrо и воздушноrо
охлаждения двиrателей DHYTpeHHero сrорания дает возможность
наметить наиболее цe.nесообразные ооласти их применеllИЯ.
Применение воздушноrо охлаждения наиболее целссо06разно:
1) для двиrателей (кар6юраторных и дизелей) малоrо литража
(с рабочим ооъемом цилиндра до 1 .л), независимо от степе}!и фарси
рования и условий их работы;
2) для ДВИrателей (кар6юраторных и дизелей) среднеrо литража
(с раоочим объемом цилиндра 1 2,5 .л), с неВЫСОl<ОЙ литровой мощ
ностью;
3) для одноцилиндровых двиrателей с двумя противолежащими
цилиндраlllИ.
Прнменение жидкостноrо охлаждения наиболее целесообраЗIЮ:
1) для форсированных двиrателей (кар6юраторных и дизеJlей);
2) ДJIЯ двиrатеJlей БОJlьшоrо литража {с р<lбоЧИМ (,6ъемом цилин
дра 60JIee 2,5 л).
rЛАВА VH
ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ двиrАТЕЛЕЙ
С ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ
24. I(ОНСТРУI(ТИВНЫЕ СХЕМЫ двиrАТEJlЕЙ И СХЕМЫ
воздУшноrо TPAI(TA
Под IЮНСТРУI<ТИВlIOИ схемой двиrатеJlЯ понимаетея раСПOJlожение
ero ЦИJlИНДров в пространстве и относитеJlЫЮ коленчатоrо вала:
рядное, веРТИJ(8Льное, rОрИЗОlfталыюе противоположнос (оппозит
пое) и промежуточное, с расположением цилиндров (и.пи их рядов)
под yrJloM друr к друrу, меньшнм 1800, т. е. так называемое V-образ
ное расположение.
Дl3ш"атели с В03ДУШJlЫI\'1 охлаждением ВЫl10JШЯlOТСЯ по всем KOH
структивным схемам. ИМE'lотся также двиrатели, выполненные
по редко встречающимся схемам, например, с rоризонталЬИbJМ OДHO
сторонним раСПOJlожением цилиндров (двиrатели SLlv\) , с П2КJЮН
ным однорядным расположением ЦИJlЮIДРОВ. (двиrатели Ллойд) и др.
При выборе КОНСТРУI<ТИВНОЙ схемы Двиrателя в первую очередь
исходят И3 ero назначения. Т,Ж, при проеКТИрОВВlIИИ автомобиль
l-IOru ДВИrателя OCllOBHbIM размером является ero длина, поэтому чаще
Bcero двиrатель делают V обраЗНЫI\I. Двиrатели для автобусов,
монтируемые под полом, и двиrатеJlИ для Jle\"KoBbIx автомоБИJlей.
устанавливаемые в задней Ilасти аВТОМООИJlЯ, це.песообразнсе делать
с противолежаЩИl\1И ЦИJlИндрами. При проеl<тировании тракторных
ДВИrателей определяlOЩИМ размером является их ширина: она дOJl
жиа быть МJlнимальной для обеспечения лучшей обзорности.
Указанные соображения одишшово справеДJlИВЫ для двиrатеJlей
с водяным и с воздушным охлаждением. Но применителыю к ПОСJlед
ним имеются дополнительные требования, вытекающие из особен
ности их конструкции, В Ч<lСТНОСТИ, из необходимости размещения
oCllOBHOro arperaTa системы воздушноrо охлаждения вентилятора
с присоединенным к нему воздушным трактом. Следовательно,
исходными моментами при выборе конструктивной схемы двиrатеJlЯ
с воздушным охлаждением являются назначение двиrате.ля и при
нятая схема воздушноrо траl<та.
Наибольшее ЧИСJlО двиrателей с воздушным ОХJlаждением имеет
вертикальное ряднос раСПOJlоженис цилиндров. это расположение
207
в оольшей мере, IJeM любое друrое, ооеспеlJивает универсальность
использоваШIЯ двиrателя, удобство обслужива}lИЯ ero в neJIOM,
а также удобство монтажа и демонтажа ero arperaTOB. Упрощается
задача размещения вспомоrательных механизмов. Ширина ДВИI'а
теля меньше, чем при друrих схемах. Конструкция I<артера двиrа-
теля получается более технолоrИЧ}lОЙ. Недостатком данной схемы
следует считать увеличение высоты и ДJIИНЫ двиrатеJIЯ.
На фиr. 97 приведены основные схемы воздушноrо траl<та, нри-
меняемые в рядных двиrателях с верТИК<lЛЬНЫМ расположением
ци.пиндров.
Схема l B применяется в одноцилиндровых ДВl-!rаТeJIЯХ. Охла
ждающий воздух входит в вентилятор и выходит из межреберных
каналов в одной плоскости. Вслсдствие отсутствия поворотов ооз
душноrо потока (не считая измснения направления в кожухе венти.
лятора) аэродинамическое СОПРОТИI3Леllие ВОЗДУШНОI'О тракта cpaB
нителыlO невеЛИI<О. При использовании данной схемы для двиrателя
с нескoJIы<мии цилиндрами ИСl<лючается ВОЗ:\IOЖность установки
дефлекторов за цилиндрами, а СJlедоватеJIЫIО, и возможность paBHO
McpHoro охлаждения ПОСJIСДНИХ. В этом случае трудно осуществимо
также УДОБJlетворительное охлаждение rоловок цилиндров. Аэро
динамическое СОПРОТИВJlение воздушноrо тракта HeCKo.тJЬKO возра
стает из за ПОС.тJедовате.тJьноrо расположения ЦИJIИIIДРОБ. При этой
схеме применяется центробежный вентилятор, соединенный (ИJIИ
сделанный как одно целое) с маХОВИI<ОМ. Этот вентилятор И1\lеет
большие преимущества, так как для ero установки не требуется
дополнитеЛЫIOrо места, отсутствуют потери иа тренис в опорах BeH
тилятора и в ero нриводном механизмс. Блаroдаря ОТСУТСТВИЮ TPy
щихся частей рассматриваемый веllТИJIЯТОР оБJlадает по существу
неоrраничеНlЮЙ ДОJlrовечностью. Стоимости изrотовлення и ЭЩ:ПJIУ
атации Tal<OrO вентилятора минимальны.
НаиБОJlее эффективно применение данной схемы в двиrателях
с малым рабочим объемом цилиндра и большим числом оборотов колен
чатоrо вала. При малом числе оборотов или большом рабочем объеме
цилиндра вентилятор должен иметь большие размеры, что приведет
к увеличению общих rабаритов двиrатеJIЯ. К недостаткаlll.СJlедует
также отнести не возможность реrУЛИРОЕания воздушноrо потока
изменени м числа оборотов веНТИЛЯТора. Последнее имеет значение
при использовании двиrатеJIЯ в различных климатических районах,
в раЗ}lое время rода, а также при нсобходимости повышения (при
ухудшении работы двиrателя) или восстановления (при поврежде
нии или заrрязнении теплоотдающих поверхностей) теПлоотдающей
способности системы. Реrулирование воздушноrо потока ВОЗМ3ЖIЮ
лишь путем дросселирования. при котороМ уменьшается теплоот
дающая способность системы.
НеобходиМО отметить, что при схеме l B вентилятор может быть
установлен также и отдельно оТ маховика на переднем конце колен
чатою вала. В этом случае вснтилятор хотя И существует I<ак само-
стоятельный arperaT, но не имеет пр Ивода , поэтому по своей кон-
струкции несколько проще ПрИВОДНОl'О вентилятора. В то же время
208
' B
2 B
3 B
,
ca
t
B
!i B
Фи!". 97. Схемы DОЗДУШНО!"О тракта рядных двнсате.YJей с IJeртикальным
раСПО.YJожением ЦIJJIИНДРОD.
14 д. Р. ПоспеJJOВ 409
209
еМУ ПРИСУщй все недостатки вентилятора, выполненноrо ,<ак ОДНО
целое с маховИlЮМ.
Схема 2-В отличается от paCCMoTpeHHoi:1 выше тем, что охлаждаю-
щиЙ воздух ВЫХОДИТ из вентилятора в направлении, перпеI-lДИI<УЛЯр
нам к оси двиrателя. На всем пути воздух соверШ<Jет дпа поворота
на 900, на что затрачивается оольшая, чем в предыдущей схеме,
доля CYMMapHoro давления, развнваемоrо веНТIIЛЯТОРОМ. Пренмуще
ства данной схемы, кроме указанных для схемы I B с вентилятором
на переднем конце коленчатоrо вала, заключаются в том, что она
может быть использована и для мноrоцилиндропых двиrателей.
Так, она применялась на четырехцилиндровыx карбюраторных дви
rателях Франклин, Феномен rранит 27 и др. На сопременнЫХ дви
rателях рабочее колесо вентилятора изrотовляется обычно как одно
целое С маховиком (OДHO и двухцнлиндровые дизели Дейтц FL 612,
дизелИ rюльднер и др). или соединяется непосредстпенно с ним.
Недостатком рассматриваеМО)':'l схемы по срапнеI!ИЮ со схемоЙ
I B ЯВJ\яется наличие ДОПОJНIИтельнOI"О поворота охлаждающеrо
воздуха. При использовании схемы 2 B Д.J]Я мно\'оцилиндровоrо дви
\'ателя труднее добиться paBHoMepHoro распределсния поздушноrо
нотока по цилиндрам, ввиду чеrо и тепловое состояние отдельных
цилиндров может по.ryучиться несколько раЗЛliЧIIЫМ. Необходимо
отметить, что при вентиляторе, cAeJlaJIHOM как ОДНО ueJl0e с J\Iахови
ком, в случае устшюВl<И двиrателя на СЮ\1ОХОДI{УIO :\-fИШИНУ (напри
Мер, трактор) вuзможно попадание в сцепление дпиrателя пыли,
содержащейся В охлаждающем воздухе. В дпиrатеЛflХ rюльднер
(см. rл. IХ) этот нсдостаток устранен применением специалы!йй cxe IbI
подвода охлаждающеrо воздуха к вентилятору. Картер двиrателя
со стороны входа охлаждаfощеrо воздуха имеет двойную стею<у.
Воздух входит через люк в наружной стеllI{е в межстеночное 'npo
странство, затем поворачивает на 900 и, дпиrаясь ВДо.ль оси двиrа
теля, входит в рабочее колесо вентилятора, откуда, как и в друrих
схеJlН1Х, отбрасывается в простр;шстпо под напраВ.тJ5110ЩИМ кожухом
И затем проходит 110 межрсберным каналам. Кроме устранения onac
ности засорения сцепления, описанный способ подnода охлаждаю
щеrо воздуха обеспечивает эффектипное охлаждение cTeнol< картера
И устраJfяет потребность в масляном радиаторе.
Схема 3 B отличается от схемы 2 B тем, что включает незшшсимыЙ
вентилятор, установленный на lIереднеЙ стороне двиrателя и IIрИВО
димый В двнжение зубчатоЙ передачей от шестерН!\ колеl\чатоrо вала.
В аэродинамическом отношении эта схема аналоrична схеме 2 B;
в схеме 3 B 'fакже отсутствует ВОЗМОЖНОСТЬ реrулирования воздуш
I1oro потока изменением числа оборотоl3 вентилятора. пш как для
получения такои возможности пришлось бы заменять пару шестерен.
что в условиях ЭКСПJJуатации трудно осуществимо. Данная схема
применена на дизелях Порше.'
Схема 4 B включает нез;шисимыЙ вентилятор, ПрIfВОДИМЫЙ во Epa
щение клиноременнои (как правило) или цепной (как исключение)
п редачей. ОхлаждаlOЩИЙ воздух I3ходит в направлении продольной
оси двиrатедя (совпадающий с осью рабочеrо колеса веНТИJ\flтора)
210
и ВblХоДи'I в перпендикулярном направлении, совершая один поворот
на 900. При достаточном расстоянии от beHTl-Iлятора до обдуваемых
повеРХIIUС1ей rоловок и цилиндров н наличии кожуха в виде диффу
зора данная схема обеспечивает уменьшение потерь даВJIения воздуха
и, следовательно, расхода мощности I-Iа привод веНТИлятора. Однако
УСJIOНИЯ компоновки вентилятора на двиrателе практически исклю
чают ВОЗJ\ЮiКIIOСТЬ получения этих преимуществ. Д.ая уменьшения
ширины двиrатеJ"lЯ вентилятор обычно Т8I< близко располаrают от
двиrатеJIЯ, что не остается места для установки специальноro диф
фузора. Кожух веНТИЛятора в большинстве случаев не охватывает
более 3/4 окружности рабочеrо КОJlf:са, а ero выходное отверстие имеет
нерациональную форму. Все это уменьшает ИСПОЛЬЗОВЮlИе кинети
ческоЙ энерrии воздушноro потока для увеличения ero давления,
вследствие чеrо к. п. д. установки вентилятора ПОJIучается иевысо
ким, несмотря на небольшое аэродинамическое сопротивление ВОЗ
душноrо тракта.
1(. п. д. установки в нелом может быть несколько улучшен СIlиже
ннем CI<OpOCTH вхоДящеrо в вентилятор воздуха путем примеиения
двухстороннею ВХода, при этом уrол раскрытия выходноro отвер-
СТШI вентилятора уменьшится (в 2 раза). Для уве""lичения доли стати-
чеСl<оrо Давления в общем давлении применяют раБОIJ е колесо
с радиально ВЫХОДSIщими или с заrнутыми назад лопатками. PaccТ(т
НИЯ между ребрами нилиндров делаются увеличенными, чтобы обеспе
чить возможность непосредственноrо использования ДJlЯ охлаждения
части динамическоrо давления.
Необходимо отметить, Ч'ТО ХОПI только час'Ть динамическоrо
даВJIения может быть преобразована в статическое, опре)l.еJlенная
доля кине'Тичесl<ОИ энерrИIl по'Тока при выходе из веНТИЛSIтора исполь-
зуе'IСЯ на охлиждепие rоловок и цилиндров вс..lедствие удара в-эздуха
об их поверХIЮС'ТИ.
В схеме 4 B, включающеЙ веlпитlТОР с двусторонним ВХОДЛI воз
духа, т. е. веНТИJ1ЯТОР со спаренным рабочим колесом, обеспечивается
более равномерное распределение охлаждающеrо воздуха по отдель-
ным ци.т1Индрам ПрИ сравнительно одинаковоЙ степени наrретости
последних, Ч'ТО трудно ДОСТИЖИМО при друrих схемах В03ДУUIlюrо
тракта. Наличие пезависимоrо веНТИJlятора, ПОЗ130ляющее наиболее
просто осуществить реrулирование ero числа оборотов, создает воз
можность изменения 'Теплоотдающей способности системы охлажде
ния. При ЭТО]\'1 изменяется также и затрата мощности на подачу
охлаждающеrо воздуха_ при указанноЙ схеме одно рабочее колесо
обычно обслуживает Не более двух цилиндроl3 (а при ДBYXCTOPOH
нем входе возд.уха только один цилиндр), поэтому ДJШ четырех
Цl1.J1ИIщровоrо двиrателSI необходимо иметь два caMocTo ITe.lJblIЫX
вентилятора, а ,Д.,lЯ шеСТИЦИЛИlщроnorо три. В результате этоrо
I<ОНСТРУКЦИЯ вентилятора значительно усложняе'ТсSI, хотя rабариты
ero в радиаJIЬНОМ наnравлеНИII остаются неизменными. Рассматрива
еМ8SI схема ПрlIi\1еняется на дизелях Д l6 и Хатц.
Схема 5 B включиет независимыи вентилSIl'< р oceBoro типа, при
ВОДИ IЫЙ в движение клиноременноrr передачеи от I<ОJlеllчатоrо вала.
14* 211
Охлаждающий ВОЗДУХ на всем пути от входа в вентилятор И до выхода
из межреберных каналов течет по прямой линии. I1отери кинети
ческой энерrии воздуха на поворот при этой схеме по существу OTCYT
ствуют. Потери же на удар О поверхно::ти оребрения rОЛОБОI< и цилин
дров несколько при данной схеме выше, чем при друrих схемах.
Схему 5 B рационально применять лишь для одноцилиндровых дви
rателей, так как при на.I1ИЧИи нескольких цилиндров все они, за
исключением nepBoro, будут эасл-:шепы перпым ЦИJlЮЕiрОМ, поэтому
их охлаждение будет менее интенсивным, а нераI3НОМ ! JlОСТЬ темпе
ратур по окружности цилин-т;.ра будет наибольшей. Данная схема
применяется Torna, кш-да малы сечения проходов для воздуха между
цилиндрами не IIOЗВОЛЯЮТ осуществить поперечную (НО отношению
к оси двиrателя) подачу охлаждающеrо воздуха (Дl3иrатe.nь Дэвид -
Браун)_
Схема б-В, так же как и схема 5 B, включает независимый осевой
вентилятор, но отличается ОТ последней тем, что охлаждающий воз
дух после выхода из вентилятора совершает поворот на 900, что
повышает потери кинетич- ской энерrии воздуха при сохранении
потерь на удар I3виду MaJlOl'O расстояния между uеНТИЛЯТОрОJ\1 и стен-
кой направляющеrо кожуха. Данная схема рациональна при числе
цилиндров более двух; использование ее для ОДI-IOЩШИl-IДРOlЗОЙ YCTa
новки объясняется в основном соображениями унифик щии деталей
ВеНТИЛятора и ero Прlпзода дЛЯ семейства ОДIЮТI-IПНЫХ ДВиrатеJ1ей.
Основное преимущество Схемы б В с одним вентилятором на все
цилиндры заключается в простоте конструкции. В двиrате..1 IХ Дейтц
серий 514 и 614 один вентилятор устанавливается на Дl3иrателях
с числом цилиндров, 1, 2, 3, 4, б, 8 и 12. При ЭТО I размеры Бенти
ляторов и их числа оборотов должны быть, е::тествснно, раЗЛИЧНl:iIМИ,
ХОТЯ возможна унификация вентиляторов, близких по производи
тельности. Однако применение ОДllОЮ вентилятора на несколы<о
цилиндров не лишено недостатков. Во первых, труднее обеспечить
равномерный обдув всех цилиндров. При этом Б худшем положении
оказываются передние цилиндры, так как для их обдува ночти
не используется 1< И нетичеСI<а я энерrия воздуха, выходящеrо из [Зен-
ТИЛЯтора. ДJIЯ у.нучшения охлаждения первоrо ЦИJ\индра lJIирина
ero Быходноrо канала делается неСI<ОЛЬКО БОJlьшей или веНТИJ1'ятор
выдвиrается Бперед_ Следует ОТl\lетить, что УI<азаш-iые недостатки
заметно уменьшаются с повышением статичеСI<оrо давления под кожу
хом.
В случае нрименения одноrо вентилятора на неСI<ОЛЬКО ЦИЛИlI
дров требуется высокое ЧИСJЮ оборотов ero В&lа для получения необ
ходимоЙ ПРОИЗ130ДИтелыюсти. что сопряжено С повышением шума
при работе вентилятора и требует дополнительных затрат на более
точное ero изrотовление.
На фиr. 98 изображены основные схемы БОЗДУШllоrо тракта, при
меняемые в двиrателе с rОРИЗОf!тальными противолежашюш ЦИЛIШД-
рами. Три схемы ш{лючают центробежный веНТИJJЯТОР и три осеБОЙ.
Схема J r включает центробежный вентилятор. установлеНIIыii
на одном из концов коленчатоrо вала. Кожух вентилятора CQСТОИ7
J2
из двух по.lJуспиралей, каждая из которых направляет охлаждающий
воздух на цилиндры, расположенные по одну сторону от оси колен
чатоrо вала. Охлаждающий воздух, l3ыходящии из вентилятора.
СОl3ершает на своем пути поворот на 900, а от I3хода в вентилятор
н 4
2 r
J r
5 r
Фиr. 98. Схеl\lЫ ПОЗДУШflоrо тракта двисатсл<,й с rоризоtlТaJ1ЬИЫJlI
двусторонним расположением uилиндров.
до EЬJxoдa из межреберных KaHa.IJOI3 два поворота под уrлом 900.
Поп ри кинетическоiI энерrии воздуха на поворот в данном CJlучае
невелики. Эта CX M аШiJlоrична схеме J B с той лишь разницей. что
здесь спиральный кожух разделен H две части, соответственно чему
и охлаждающиЙ воздух деЛИТСfl на два равных потока. Поэтому пре.
имущеСТ138 и недостатки 1\2НliОЙ схемы те же, что и схемы J B. Схема
213
l F применяется только в двухцилиндровых двиrатеJIЯХ, ПН( ,(ак при
наличии, например, чстырсх ци.rншдров ЦИЛИНДРЫ, находящиеся
позади (в напраn.rIении выходящеrо воздуха), будут недостаточно
охлаждаться и, '(роме Toro, не будет рашюмерноrо распределения тем-
пеР81'УР во всех ЦJf.llИllДрах, Т8I< ж(ак 1ыIьныыe стороны передних
цилиндров будут плохо обдуваться воздухом. По днюю Й схеме
выполнено большинство двиrателеЙ с rоризонта.!JЬНЫ;\Ш протиВо.!Jе-
жащими цилиндрами (дизели Энфилд. ШПIJIЬ и др.).
Схема 2-F также 13I<.lючает цснтробежныii вснтилятор, установлен-
ный на коленчатом вале, но в отличие от схемы l-F ОХJJaждающий
воздух течет в этом случае не перпендш<уЛilpно оси цилиндров,
а параллельно еЙ. Таким обраЗО!\l цилиндры и ro.rювки ДОЛЖИЫ иметЬ
продолыlее рсбра. ОХJlаждающий воздух, выходящиЙ из ВенТиля-
тора, делает два поворота, I(аждый приблизителыю IЮД УfJЮМ 900.
F.CJ1И бы имел ась возможность I1риБЛИЗИ1Ъ плоскость вращения вeH
тилятора к fL'IОСI<ОСТИ, ПрО1<одящей через оси цилиндJЮВ, 1'0 аэроди
lIамическое СОПРОТИВJlсние ВОЗДУlllноrо трю<та бhl.'lО бы уменьшено;
но такоЙ IЮЗМОЖIЮСПI нет, напропlВ, IЮНСТРУКЦИЯ rоловOI< цилин-
дров знаЧИТС.'Ibl-Ю заТРУДllиет образование продольных воздушных
кана.пов И, l<pOMC Toro, ус.!JОЖIНlет подвод охлаждающеrо воздуха
к uентралыlOЙ части rОЛОВI<И (К пер('мычкс между rнсздами клапа-
нов). Поэтому AaHHail схема, ПРlIменявшаЯСfl ранес па неlЮТОРЫХ
двиrателях, КОНСТРУI<ТИВНО трудноосущсствима, что н явилось
причиной оп(аза 01' нее.
Необходимо отметить, что в карбюраторных двиrатеJШХ с Bepx
ними клапанами при ПОJlусферичесlЮЙ ИЛИ пирамидалыlOЙ камере
сrQрания рассматриваемую схему осущестВИlЪ зна<ште.ПLНО 'леrче,
чем в друrих двиrате..1ЯХ. По дашюй схеме был выполнен чстырех-
цилиндровыЙ двиrате.% Крупп.
Cxe},ta 3-F Ш(ЛЮ<lает незаВИСИ!\lЫЙ центробежный веНТИ:JЯТОР,
ПРИВОllИМЫЙ в движение от колеllчатоrо вала. Вентилятор обслуiКИ
вает два ряда rоризонтаЛbl-lO противолежащих цилиндров. При !1ТОМ
IЮЖУХ BCHТI'f.lJflTOpa состоит как бы из двух частей, I1 охлаждающий
воздух отбрасывается рабочим KOJlecOM в обе сторонЫ от ОСИ Iюлеll
ча1'оrо вала. Д.!JЯ .'1учшеrо направ.!Jения воздуха в левый ряд цнлин
дров (см. схему) между рабочим '<О.песом и кожухом установлен рас-
сека1'ель. В данном ВИДе схема применяется на I(арбюраторных
автомобильных двиrателях ФОJIы{сваrен. Преимущества и недо-
статки этой схемы в основном те же, что и схемы 4-8. На I<арбюратор-
ных автомоБИJ\l,НЫХ двиrаТ€J1ЯХ Порше (см. r.!J. Х), BecMla похожих
по КОНСТРУIЩИИ на двиrателJl Фо.%I{сваrен, ПРИI-Iята HeCKo.'IbKO изме
нснная схема воздушноrо тракта.
Вентилятор имеет два соединенных вместе рабочих I<ОЛСса. как
по схеме 4 B. При этом I<аждое I<ОЛесо обслуживает два ЦИ.'1индра,
лсжащих по одну сторону от оси I<оленчатаrо вала. Форма кожуха
веНТИЛflтора в аЭРОДIН-lаМИЧССI<ОJII отношении приближается к наи
более рациональной. Можно сqитать, что подобная схема воздушноrо
тракта ЯВdlяется ОДНОЙ из лучших ДJIЯ двиrаТeJlей с rоризонтаJIЬНО
ПРОТИВО.l)сжащими ЦИJlИндрами и независимым вентилятором. Сме>l\
21-1
ное расположение fjентиляторов превращает ИХ по сущесТВУ в ОДИН
вентилятор (с двоЙным рабочим колесом на четыре цилиндра), ввиду
чеrо по комнактности и простоте такой вентилятор не уступает oce
вому.
Схема 4 T БI<лючает осевоЙ вентилятор, устаНОВJlенный на перед
нем конце lюленчатоrо вала. Направление l'ечения охлаждающеrо
воздуха при этой схеМе в общем такое же, как и на схеме I T, с той
разннцей, 111'0 поворот воздуха на 90<> после выхода из вентилятора
происходит вследствие лобовоrо удара о поверхность картера дви
rате.IIЯ. Д.IIЯ уменьшения потери энерrии при Э1'ОМ ударе вентилятор
целесообразно распо.паrаТL как можно дальше от картера, а на послед
ниii устанаВJJИl3ать рассекатель воздушноrо потока. В общем, однако,
схема 4 T и при наличии УI<азанных у.llучшений не ЯВ.llяется ДOCTa
ТОЧНО рациональноЙ, поэтому НРШ\lеняется кю{ исключение и l'OJlbKO
Д.'аl двиrатеJlей с числом цилиндров не БOJlее двух. По данной схеме
выполнен I{арбюраторный двиrате.llЬ Панар Дина. Пренмущеспю
данной схемы воздушноrо тракта конструю'ивная простота и воз
МОЖнОС1Ъ ИСПОJlhЗОl3aJ-IИЯ напора встречноrо потока. Однако в дaH
ном случае 1'РУДНО ПОЛУIIИТЬ ВЫСОКИЙ 1<' П. Д. вентилятора.
Схема 5 T включает независимый осевой beI-ПИ.1ЯТОр, установлен
ннй над l{apTepOM двиrатеШI и приводимыЙ в движение
клиноременной передачей. Охлаждающий воздух, проходя
чсрез вентилятор, YAap leTc 1 о заднюю стенку кожуха и, отражаясь
01' нее, течет ВНliЗ, оБДУl3а 1 оба рЯда rоловок 11 Цlтиндров. Очевидно,
что прнменение подобнои схемы для двухцилиндровых двиrате,llеЙ
нерациона.IIЫIO, ПJк же I<al{ И подобноЙ еЙ cxe!olhl б В для одноцилин
дровых двиrате.llеЙ. Д.IIЯ двиrате.'Iей с числом цилиндров более чсты
рех применеlllfе данноi>. схемы может быть опра13дано. Д.I)Я уменьше
ния потерь энерrии воздуха и обеспечсния равиомерноrо обдува
всех ни.rшндров жеJlательно выдвижеНlJе l3еНТИJlятора внеред. По этой
схеме ВhlПОJJНен карбюраторныЙ автомоБJ-JЛЬНЫИ ;t.виrатель Татра 600.
Схема б r ВI<ЛЮ'Шет независимый осе130Й ИЮ1 центробежныЙ
l3еНТИЛSIТОр, ось вращения [{oтoporo перпеНДИl<УЛSJрна оси I{О.'lенча
Toro вала, в то время как во всех ранее рассмотренных схемах воз
душноrо траl<та направление осеЙ веНПlлятора }' коленчатоro вала
совпадало. При этой cxe;\le передача вращении осуществляется под
ПрЯМhlМ уrлом. д.I)Я чеrо необходима зуб'lатаи, черl3ЯЧНаЯ или фрик
ЦИOllНая передача. Ведущая шестерня распо.rшrается обычно в дpy
rOM месте, напrимер. на распредеJlителЬНО}1 валу, а не на lюленча
том, как это показано д.1Я простоты на cXe 'le. В конструкции шести
ЦJ-JШIНдровоrо двиrаТе.:IS1 Шевроле с rоризонтально противолежа
щимн ЦИ.l)индра!\lИ и uентробежным вентилятором нрименена peMeH
ная передача.
Направление течения воздуха при данной cXeJ\le такое же, как
и при схеме 4 T, ОДНaJЮ вследствие измененноrо раСПо.llожения BeH
тилятора ОТНОСИ1 ЛЬНО коленчатоrо вала 130зможен обдув несколь-
ких цилиндров, причем еCJ1И венти.IIЯТОР удален от I3сех ЦИ.llllНдров
на одинаковые расстояния, эффективность обдува будет ПР}Jблизи
тельно ОДИНaJ<ова. Если эти расстояния достаточно велики, т. е.
215
вентилятор поднят ВЫСОКО над ДвиrатеJIем. то I\:. п. д. воздушноrо
Tpal\:Ta будет Достаточно высоким. В Данном CJ1учае также желательНа
установка рассекатеJIей ДJIЯ устранения ИЗJIИШIШХ потерь Эllерrии
воздуха на завихрения. Однако это сопряжено с УВВl1ичением [Зысоты
двиrате.r:IЯ, что при расположении lIоследнеrо в заднеЙ части aBTO
мобиля (аuтомобиль Шевроле) ПРИВОj\ИТ к значительному )'худше-
IШЮ аЭрОДинамичеСIЮЙ фОрМЫ аВТОi\юби.I1Я и поэтому не ПРИ:\I( няется.
3асасыDниеe охлаждаlOщеrо воздуха из верхних CJ1QeB Имест Ollpe
де.'lенные преимущества. Во-первых, верхние CJ10И воздуха менее
запылены, что уменьшает опасность засорения межребеРIIЫХ ":aHa
лов rоловок и ItИJШНДРОВ. BO BTOpЫX, В ряде СJIучаев по;щча охла
ЖДающеrо uоздуха сверху вннз lIеобходима. Наконеи, при YCTaHoBI<e
двиrате.:IЯ в задней части автомоБИ.1Я можно весьма эффеlПИШЮ
использовать Динамическое ДаВ.l!ение набеrающеrо при ДШlжеНIIИ
аuто!\.юбиля поздуха, l<aK это СДелано в аuтомобиле Татра БОа, снаб
жеНI-ЮМ oceUbIM веНТИJIЯТОIЮМ.
На фиr. 99 изображены основные схемы воздушноro траl<1'а,
примениемые при V образt10М раСПOJlOжении цилиндров.
СхеМа 1 V включает центробежный I3еIlТИJIЯТОР. установленныЙ
на ОДНОМ из концов КШlенчатоrо пала. Отличие данной схемы ВОЗДУШ.
Horo тры<тз от схемы 2 B СОСТОI\Т в ТОМ, что воздух при выходе из
Вентилятора раЗДВl1иетси на ДВа nOTOI\:a, каждый из которых vбслу
жиuает один ряд ЦИJil-ШДрОВ. ПреИ:\fущестuа и недостатки CXe.'\IbI I V
в основном те Же, что и схемы 2.В, есл1f не считать, что при схеме
1 V Длина канапз, направляющсrо воздушный поток, r,;еньше, а pac
пределение ОХJlаЖДalСЩcrо воздуха 110 цилиндрам бо.l!ее равномер-
ное. 1(0НСТРУКТИБlюе преимущество данной схемы СОСТ<JИТ В ТОМ,
что Д_1S1 направ.l1яющеrо l<aHa.l1a ИСПОJIьзуеТСSI простраНС'rDО меж: у
ридами ЦИJIИНДРОВ. Наиболее рационалыю применеНlIе схемы 1 V
j1,11Я двиrате.;rеu с l\taJIbIM днаметром цилиндров и высоким ЧИСЛОМ
оборотов (I<арбюраторный ДБиrате.тIЬ ВИСКОНСИН).
Схема 2 V также включает ОДИll центрuбежныи веитилятор,
установлеННbIЙ на I<ОJIеНЧ81'ОМ BaJIY. Как и на схеме 2 T. ОХJIаЖДаю-
щии ВОЗДУХ течет вдоль осей цилиндров. т. е. ЦИJIИНДРЫ ИМ ЮТ про-
ДОJIЫIbIе ребр _ ВенпI.IJЯТОР имеет один выход, в то время кш\: в Сп)'-
чае схемы 2 T вентилитор имеет два выхода. ПреИ!.lущества и недо-
статки данноп cxe;\lbI в ОСНОВНОМ те же, что и схемы 2 T. ПрИl'l-!!::ШIЛВСЬ
она в ранних КОНСТРУКЦИЯХ двиrателей.
Cxe:\la 3 V включает независимый вентИюIТОр, установленный
таКIIМ образом, что ОХJlаждающпй воздух при выхсде из Hcro ДCJIитси
рассекаП:.'1ем па два OТACol1bHbIX ПОТOI(а к правому 11 .'1евому рЯДу
ЦИЛlшдrов. Вс.l1едствие 3Toro ус.110ВИЯ ОХJIаждеНJlЯ всех \tндиндJЮВ
становslТСЯ в значительной мере одинaIюDыи,' к. 11. д. веНТИJ1итора
и ВО:;ДУШIlоrо траlпа в целом может быть ВЫСОКЮI, тю\: "ак, с одной
стороны, имеЮ1СЯ блаrоприятные УС.r:IОI3ИЯ ДЛЯ раз;\ ещения кожуха
вентилитора, а с Друrой воздух, выхоДящий из ВеJ:тилятора, почти
не деJIает повсротоI3, и ДОЛЯ испо.'lJьзуемоrо ДинамичеСI<оrо дав.l1енил
возрастает. Недостатком следует считать бо,пьшую высоту двиrатели,
затрудншощую ero установку под капотом автО;\юбll.IJЯ.Уменьшение
216
ВЫСОТЫ карбюраторных автомоБИЛЫIЫХ двиrатеJJей Шl'е: р дост.l
raJIOCb соосной установкоЙ двух венти.llfIТОРОВ. каЖДЫli из ,{оторых
обслуживаJJ четыре ЦИJJиндра. Затрата мощности на ОХJlаждеНllе
, v
.9 V
7 V
4 V
5 Y
Фис. ээ. Схемы ВОЗДУШНО/'О тракта ДDиrателей С V обраЗflЫМ расположением
UИ.l!\ЩДРОВ.
в ЭТОМ двиrатеJJе не превышала 4........s% от максимальной мощности
ДВIII'ю'еля. В наСl'оящее время данная схема lIе rrрШ.lеняеl'СЯ.
Схема 4 V DК.!1Iочает ДВа Jlезависимых центробежных BeHTI'!.!JH
тора. IсаждыЙ из которых оБСJIУЖlшает ОДНН ряд НИJIИНДРОВ. По суще-
СТВУ Данная схе:\ш представляет собой две объединенные схемы 4-В,
ПОЭТО:\>IУ преимущества и недостатки IIССЛСДllей распространяlOТСЯ
217
и на рассматриваемую схему. Дополнительно к HeAOcтaTI(aM OTHO
сятсSl повышенные потери энерl'ИИ воздуха ВСJlедствне ста.llКиваНIIЯ
двух потокоВ на выходе из межреберных l(aHaJIOB rоловок и цилин
ДрОВ. Кроме Toro, затрудняется ИСПОJlhзование пространства между
рядаl\Ш ПИJIИНДРОВ из за наличия потока rОрЯ lеrо воздуха. Данная
схема примеНЯЛасЬ на карбюраторных автомобильных двиrатеJIЯХ
Татра 87.
Cxe!'lJa 5 V отличается от схемы б r тем, что ряды цилинДров pac
ПО.llOжены относите.IJЬНО Apyr Apyra под yr.'10M, меНЬШИl\1 180°.
В СВЯЗII с уменьшением уrла I<OHyca выходящеrо из вентилятора
воздуха улучшаются уСЛОВИSI ИСПОJlьзоваюш Дина:мичсскоrо ДaB.lJe
ния, создаваемоrо вентилятором. Большая удалеllНОСТЬ веНТИJIЯ
l"Opa от картера ДвиrатеJ1Я спосоБС1"вует уменьшению потерь на удар.
Под ча ОХ.'1аждающеrо воздуха нод небольшим уrЛО 1 I( ребрам ПОВhI
шает теПdl00тдачу пос.lJедних. Лэродинамическое СО!lротивлеНие воз
ДУШllоrо тракта при данной схеме I\IOЖет быть зна'ШП'JlhНО YMeHЬ
шено. РаСС),l81"рllваС!lJая схема ПРllмеНSIСТСSI на ДБиrате.IJSIХ Континен
l"aJI.
НеДОСТ81"ОК этоП схе:\IЫ состоит в более сложноЙ псредаче враще
ния 01" коленчаТОl'О BaJJa 1\ ва.'!у веНПlлятора, 1"81( 1<81< оси ЭТIIХ валов
не парал.'1ельны.
Схема б V ЯВJIЯется наиболее распространенной ДJIЯ двиrатеJlеЙ
с V обраЗНЫi\I раСrlOJlОЖСI-Шб\1 ЦIIJIИJfДрОВ. Независимыtl oceBoii вен-
'rиля'roр раСПО.lJarаСТСSI неред 1tи.r1Индрамн. а ось ero вращеИИSI COB
па..1ает с вертикаJIЬНОЙ осью симметрии двиr81"е.'1Я. ПРIlВО;I. венти
Шlтора большей частью осуществляется к.lJиноремеlll-lOЙ пере,1ачей
и в некоторых случаях зубчатой. Возможен также и цепной при
вад (ссмеЙство ..1l1зс.'1ей Паксмэн). Охлаждающиii воздух }lаrнетается
в пространство между рЯllами ЦIIЛИНДРОВ, oTI<YAa он под :tаВJlением
выходит в БOJ<ОПhlХ напраВ.lJеНlIЯХ через межреберныс каН8.'1Ы rO.IJOBOI{
и ЦllтШ,lрОВ. При ИСПО.!lьзовании данной схе:\ш в ,1ВУХltилиндfЮВОМ
двиrателе воздушныЙ ПОТОI\. совершает I<PYTble повороты. поэтому
степень ИСПОJlьзования динамичесlюrо давления lIеВеЛlIJ<а. RblcOl<oe
раСНО.'lож('ние ВеlJТилш"ора уменьшве1" опаснссть засорения fежре
берllЫХ l{aHaJIOB ПЫлью, содержащейся в ОХ.lаЖ;J,ающем воздухе.
Центральное расположение веНТИJlятора оБJlеrчает задачу привода
ero от КО.lJснчатоrо BLJJI8. ДВllrате.'lЬ получается очснь компаlПНЫllI,
так как за сче1" вентилятора увеличивается JIИUlL длнна. По Данной
схеме ВЫ\lолнены ДВllrате.'lИ Деитц, Татра и др. с V образным распо
ложенИ('м цитшдров.
Схема 7 V напоминап схему 4 V, TOJlbI<O В данном СЛУЧ8е вместо
центробежных вентиля'юров применены осевые. В связи с этим
ОХJl8ждающий ВОЗДУХ совершает поворот под прямым yr.1lOM ТОJIЫ<О
послс выхода из БснтИ.ТJятора ПОД деЙСТПИСI\J С1"аТИЧ('СI<оrо ДаВJJСНШl,
в то BpCMJI как при схеме 4 V поворот воздушноrо потока происходит
в рабочем КО.'1есе. В отношении потерь динамнчесlюrо давления нод
кожухом cxe:\la 7 V анаЛОrИ1Jна схемам б В и б У. а в отношении
потерь на выходе схеме 4 У. Схема 7 V является по существу сое-
динением двух схем б В, 1I0ЭТОМУ преимущества и недостатки ее
218
аналоrичиы преимуществам и недостаткам последнеЙ. 'УДI30ение
числа I3СНТИJIЯТОРОВ вызывается обычно ТРУДНОСТI..ю подачи наДJlежа-
щеrо КОJlИчеСТI3а воздуха с помощью одноrо ltентрально раСПОЛОЖеН
I-Ioro вентилятора по типу схемы б У, так как в этом случае он ПОJIУ
чается либо чрезмерно боJ1ЬШИМ, либо ДО.llжен иметь неДОПУС1'ИМО
DЫСОlюе число оборотов. Так, схема 7 V применена на 12 ЦИJIИНДРО
вых ДИзелях Т81'ра IIIA, rде один вентилятор обслуживает шесть
ЦИJIИНДРОВ со сравнительно бо.IlЬШИМ рабочим объемом (1,235 л).
Кроме рассмотренных выше основных схем ВОЗДУШНОI'О l'раlПа,
встречаются и друrие схемы, которые находили ИJIИ находят при
менение в IЮНСТРУКЦИЯХ неlЮТОрЫХ двиrателей. например,
I3 дизелях АI3СЧ)Q Паймлер Пух и OTO-Ме,llара. Однако эти схемы
не являются распространенными.
25. КОМПОНОВКА двиrАТЕJIЯ
КОНСТРУIЩИSI двиrателя BHYTpeHHero сrораНIIЯ с воздушным охла-
ждением хараю'еризуется нашrчием специа.?ьноrо вентилятора
с кожухом и отражателями для направления ПОТОI<а ОХJJaждаlOщеrо
воздуха, а также оребj1ения цилиндров и roловок_ В КОНПРУIЩИИ
двиrателя с I30ЗДУШНЫМ ОХJlаждением отсутствуют водяная рубаlш<а.
водяноii насос, радиатор, устанаБ..lиваемый отдельно от двиrатеJIЯ,
а таюке СО<:'ДИню'ельные трубопроподы.
В дпиrате.IIЯХ сводиным О.хлаждением все ЦИJ\ИНДРL\, Kal< праВИJIO,
объединяютсл в общий блок, имеющий одну rоловку на псе ЦНШlНдры.
чем обt'спеч\шается хорошая rерметизация пространства водяной
рубаllJl<Н и устраняе1ПI опасность потери охлаждающеЙ жидкости.
При этом упрощается КОНСЧ)УКЦИИ двиr81'еЛЯ и снижаСТСJI СТОIIМОСТЬ
ero изrОТОD.:IеНИЯ. В ДВИI'атеЛЮ( с воздушным охлаждеНJ\ем не трс--
б\'С1'СSI П'!1?\('тизации соединений I30ЗДУШНЫХ I<аиалов, так как утечка
неБОJlьшоrо \ЮJIИЧестш\ воздуха. noAanaeMoro из неоrраниЧенноrо
об1,<:,l\1а. нroпасна. Применеlше единоrо блО\<а \lll.'lИllДрОВ и общей
rО.''!QВI<И на все цилиндры с учетом J\аJIИЧИЯ на Них оребрения приnеJIO
бы I3 большинстве случаев 1< УСJюжнению КОНСТРУЮllШ. а надеЖНОС1Ъ
работы двиrателя ум{'ньшилась бы вследствие повышенной деформа
ции rоловок н uилиндров при их Harpene и ОСТЫI3ании. Поэтому
дпиrаТС,flН с поздушным ОХJJaждением обычно имеrпт отдеJIЫlые rO.nOB
ки И ЦН.'1индры С I-Iезависимым кrеп.llениеl\-l их к ,<артеру при помощи
ШПlI.'lе!< или боJIТОI3. I OJIOВI<И. общие на два ЦИЛl1l-1дра, IIрИ lеняются
Kal< ИС\(.!lючение на двиrате.'lЯХ с очень малым диаметром цилиндра
(I;:аrбюраторные ДШfrатеJIИ ФОЛЬКСI3аrен и Порше) 11 при неI30ЗМОЖ
ности установки отдельных rоловок, например, из за слишком маJюrо
paCCl'Ofll-IИЯ между llи.lIиндрами (ДИЗeJlh Пэвид Браун). Общие rолоI31Ш
более ЧЕ'?oI на л-uа Ци.lIиндра Не Прlli\fеняIOТСЯ. Таким обrазом, наJ]И
чие отдедьных "О.'10ВОК и цилиндров является важноЙ особеНJ-IОСТЫО
СОвременных ;lI3иrателей с воздушным охлаждением.
ПРll!\.lенеНllе Cъe HЫX цилиндров Сliижает жесткость картера.
Д.'IЯ устранеНИJI Э1"оrо недостатка увеличивают расстояние от оси
коленчатоrо ва.'18 до верхнеЙ и нижней плоскостей картера. Наличие
219
съемных ЦИЛIIНДроl3 и отсутствие ВОДЯНОЙ рубашки значительно
упрощают КОНСТРУIЩИЮ картера.
НаJlболее эффеКТИВНЫМ способом уменьшения затраты мощности
на ОХJlаЖДение ЯВЛSIется применение развитоЙ поверхности оребре
ния и больших каналов для прохода охдаждающеrо воздуха. Это
может быть достиrнуто лишь увеличением расстояний мсжду цилин
драми. На.1IИЧИС УIJсличеНIIЫХ межреберных раССТОШIИЙ также
SШШlется особенностью I<СНСТРУКЦИИ Дl3иrатеJIей с ВОЗДУШНЫМ охлаж
денпем. Orношение расстояния между осями Д13ух соседних ЦИЛИ1I
дров к диаll,етру ЩIЛЮlДра КОJlеблется у раЗJJИЧНЫХ ДIJиrаТ :iеЙ
IJ широких пределах. МинимаJlьные значения б..1ИЗКИ к веJ1ИЧИllам,
наблюдаемым у хороших двиrателеii с ВОДЯНЫМ охлаждение?,!.
Вынужденное уве.!JlIчение межцилиндровых расстояний при воздуш
ном охлаждении может быть использовано д.l]я выбора БО:lее BbIrOJt-
Horo соотношения между диаметром и Д.IJIIНОН шсеl< коленчатоrо
ва..1а.
При ВОДSIНОМ охлаждении основная часть теплоотдatощей ПОl3ерх
НОСТИ вынесена за пределы двиrатеJ1Я в I3И.'l.е поверхности радиатора.
ОХ.l]аждающая жидкость, находлщаяся в двиrателе, ИЗОЛИРОl3ана
от внешнеЙ срсды стенками ВОДЯНОЙ рубаШI<И, поверхности ,<сторых
MorYT быть ИСIIO.I]ЬЗОIJаны д.I]Я размещения BCnOMoraTe.l]bHbIX arpe
raToB. При воздушном охлаждении вся ПОl3ерхность теП.'lООТД8ЧИ cocpc
доточена непосреДСТl3енно на двиrателе в виде охлаждающих ребср
rолонок и цилиндров. ВДОЛЬ этих ребер движется охлаждающиЙ ооз
l1.yx, пошшаемый с одноЙ пороны двиrателя и ВЫХОДЯЩИЙ с друrой
ero стороны. TaI<IIM образом, BOKpyr rоловок цилиндров и цилиндроп
выше ПJ10СI<ОСТИ )<реПJlеНИSI IIOС.I]СДIIИХ 1< '<артеру нет СuoбоДНOI'О
места для размещеНИSI каких либо arperaTOI3 двиrате,I1Я. Это также
является особеННОСТLlО компонош<и Дl3иrате,l1ей с ВОЗДУШНЫl\I oX.l]a
ждением.
В связи с этим возникает вопрос о целесообразности совмещения
11.IJИ СОСДинсния несКО.I]ЬКИХ I3спомоrате.1ЬНЫХ arperaTOB. В l<ачеСТl3е
примера можно IIрнвести соединсние [Снера1"ора с рабочим KOJ1ecOM
Вентилятора. При ЭТОI\I возможны следующие варианты: у таНОБl<а
reHepaTopa перед вентилятором с соединением их Ba. I 1OB; устаНОl3ка
reHepaTopa за ВСНТИЛSIТОРОi\l также С соединением их валов; pacnO.I]O
жение рабочеrо колеса вентилятора непосредственно на валу reHe
ратора. ПОСJIедпиЙ вариант ЯВJIЯется в конструктивном отношении
более прсстым. Во всех этих трех случаях ШКИI3 reHepaTopa уже
не может служить в качестве натяжноrо ролика рСМИSI ЩJlшода
вентилятора, ПОЭТОМУ применяют специальный натяжной pO.IJIIK или
раздвижной приводной шкив.
Имеется ВОЗМОЖНОСТЬ соединения ТОПJIИвноrо насоса дизеJ1Я
с распреде.!Jителы-lп\-! Ba.1]01l1 Дl3иrателя. При этом ВОЗМОЖНЫ два
варианта:
1) кулачки топливноrо наСОСа изrОТОI3.I]ЯЮТСЯ ,<ак оДНО пелое
с распr-еделите.I]ЬНЫМ валом, а rрузы реrулятора раСllOJlаrюотся
на шестерне этоrо B8.'la (см. фиr. 183); указанный вариант находит
широкое примене1lие {\ двиrате.,1ЯХ с числом ЦИЛИНДРОВ мс,!ес четырех;
220
2) вал ТОПЛиВlюtо "асоса соединяетсS1 С rасnрсде.r)И1еЛl,НЫМ B3. 1 1OM
ТЮ" что шестерня последнеrо одновременно с.:IУЖИТ приводом T-:;ПJJIIВ
lIoro наСсса (см. фиr. 196); при наличии насоса малоЙ ДЛ\lНЫ 31ОТ
вариант может БЫ1Ъ применсн ДЛЯ ДВИI'ате.пеЙ с любым числом
цилиндров.
Возможно таЮI<С сое:!.ннеНllе BaJIa веНТИЛятора с центробежным
фи.'Iыром для MaCJIa. Соответствующее КОНСТРУКТlшное Офор:\f.lJение
в случае oceBoro веНТlIлятора показано на фИl'. 268. Недостю'ком
110:!.обной КОIIСТРУКЦИИ' является возможность попадания масла
"а поперхНССТИ ребер Ч Fез УПJютнеНIIЯ, ПРСlIмуществом надеЖ
ность ра5зты фильтрсв, а также весьма эффективное доrrолни
теЛl,ное ОХ:IaЖ.'{ение Mac.la (сниженис температуры ero на 8 lOО).
OcHCBIIЫ .1 ю' еrа1С\l CIICTe:l.;bI ВОЗ;J.ушноrо охлаждения ЯВ.lJяется
ве:пи.'lЯТОР. {\-\есто ero rаС:IOЛО>i\:еIШЯ не можеl' БЫ1Ъ назначено про-
и'шально; 01\0 ol\re e.'ls:eTcfl ПРНlIятоfi cXt'l\ioii воздушноrо трШ<та
11 ТlШОМ BCIIТII,;lflTopa. В с:ютветствии с ЭТИ .I ОН может быть pacno.'lo
жен На переднем ИЛII lIа за "'!,.:ем КОllпе I<ОJlенча'Тоrо BaJla, с ПраВОЙ
ИJШ с JleB.)ii стороны ;i.ВllrатслЯ. Например, npJI наличии независи
Moro центробеЖllсrо веНТИJiятоrа ero необходимо ра"J:\fсщать (при
рядном расположении цилиндров) с Правой стороны двиrате.1Я с тем,
чтсбы напраВJ1ения вращения ШIШВОВ на коленчатом BaJ1Y и на B8.IJY
веНТJ.l.'Iятора совпадали; при размещении вентилятора С левоЙ СТОрШfЫ
двш'аТе.IJИ возникает необходимость В зубчю'ой передаче для получе-
ния НУЖНОI'О напраВ.lJеШIЯ вращении na.lJa вентилятора. ОсевоЙ BeH
тилятор может быть УС1'ановлен на .rJlсбой стороне двиrате.IJЯ, так l\:aK
направ.l1еllие движеНIIЯ подаваемоrо им воздуха не ИЗМСНilСТСЯ при
изменен ни ero месторасположения. O;J.HaKo по д.rllll-l(' рядноrо дви
I'ателя осевой вентиЛЯТОР может быть установлен только В одном
месте, а именно в переДНей части.
I<aK ВИДНО, при воздушном охлаЖДении схема ВОЗ.'l.ушноrо трю<та
JI тип вентитlТора не TO.lJbKO определяют место раСIIQ.,10жения Ilослеk
иеrо, НО и влиЯlОТ существенно на KOMnoHoBI<)' друrнх arperaTOB
ДВlIrателя.
При ВОДilНОМ охлаждеНИII вентилятор почти всеrда располаrается
в одном и 10М же месте (впереди двиrателя) и никакоrо влияния
HLJ I<О;\ШОНОШ<У двиrате.IJЯ не оказывает.
Более высокое аэродинамическое сопротивление воздушноrо
трю<та двиrателя с воздушным охлаждением, а 1акже жС.lJание иметь
вею'илю'ор минимальНЫх размеров приводит к псоБХОДИ'МОСТII соз-
дання высокооборотных веН'ТИJIЯТОрОВ. Соотвстственно этому пере-
даточнос число от l<олеНчатоrо вала к ва.пу вентилятора ДОЛЖIIO быть
ЗIl8'1ите.'1ЫIO выше, чем при водяном охлаждении. Это также оказы-
васт опреде.'1енное Б.lJиЯние на конструкцию двиrате..'lЯ. I<poMe Toro,
ДОJlЖНО быть уде.l1ено серьезное внимание подбору наДJlсжащих 1I0Д
ШИПников д.IJЯ опор вала веНТИJIЯ10ра и их смазке. В связи с малой
аккумулирующеЙ способностью системы воздушноrо охлаждения
двиrпте.IJЯ внезапныи обрыв ремня вентилятора может привести
к серьезному повреждению двиrате.I1Я, поэтому конструкция приnод
Horo механизма БСНТи.lJятора до.lJжНа быть надежной и не допускать
221
прекращения или ухудшения подачи о){лаждающеrо воздуха во
вреМЯ работы двиrателя. При компоновке двиrатеJIЯ эти соображе
ния также должны быть учтены.
l(ОНСТРУКЦIIЯ J<реПJ\СНШI веНТIIЛЯТОР , кожуха ДШI направления
ОХJlаждаlOщеrо lJоздуха, экранов и отражатеJlеii ДОJlжна обеспечивать
возможность быстроrо демонтажа этих ЭЛементов и le"Koro доступа
коребренным \lовеРХНОСТЯI\! Д"lЯ их очистки. В связи с боJlее BЫCO
кими СJ<ОрОСТЯМИ воздуха на входе в веНТИJIЯТОР, вызывающими более
интенсивное засасывание IIЫЛИ в воздушный тракт, перед веНТИJIЯ
'Тором целесообразно устанавливать предохранитеЛЫIУЮ сетку
с ячеЙками В ПИДе l<вадрата со СТОРОНОЙ 3 5 M.1II, в зависимости
от УCJ10ПИЙ работы .двиrателя. Поверхность этоЙ сетl<Н ДОЛЖНа быть
по ВОЗМОЖНОСТИ больше для снижения СJ<ОрОСТИ воздуха, \lроходящеl'О
через нее.
е целью уменьшеlПIЯ изменения зазоров В ПрlllJоде КJlапанов
и опаСНОСТИ ЗЮ,ШCJIИПalIИЯ поверхности оребрения штанrи ТОJII<ате
леЙ стремятся располаrать на выходе охлаждающеrо воздуха из
межреберных каналОВ. е месторасположением Штанr ТОЛl<ате.lIей
связано местораСПОd10жеlше механизма rазораспределсния. что оказы
вает бо.,lЬШОС ВJlияние на J<ОМПОНОВКу Bcero двиrателя.
В отличие от системы водяноrо охлаждения. при I<ОТОрОЙ HOp
MaJlbHOe теПJlOвое состояние двиrатеJlЯ (по J<райней мере rоловки
и верхней части НИ lИ1-IДра) может быть обеспечено ПутеМ реl'УЛИ
ропаllИЯ nOТOl<a охлаждающеЙ ЖИДI(ОСТИ без ИЗ:\IСНСНliЯ ПОТОJ<а
охла>КДающеrо воздуха, при воздушном ОХJlаждении. ввидУ наличия
ПрЯМО!1 теплоотдачи, реrулирование noтol<a ОХJШЖДающеrо ВОЗ;J.уха
ВесЫ\ш жеJlате.JIЬНО, а при изменении температуры окружающеЙ среДЫ
В широких преДCollах обязательно_ При H:OMnOHOBJ<e двиrател l
необходимо предусмотреть воз?>ю:жность размещсния реrулирующсrо
устройства.
Двиrатели с воздушным охлаждением имеют \lовышенный теПЛО
воЙ режим И нуждаются в специалыюм охлаждении MaCJla, CC-J1И ОНИ
предназначены Д,.,lЯ работы при ВЫСОJ<ОЙ температуре ОI<ружающеи
среДЫ. ПОЭТО?>IУ в двиrателях средней и повышенной МОЩНОСПI приме
НЯIOТСЯ l\IaCJlяные раЮ'IaТОРЫ, а щюизводитеЛhНОСТЬ масляных наСОСОВ
HecKOJlbKO увеJlИчивается. Наиболееподходящее место Д.'1Я устаНОВI<И
маС.JIяноrо радиатора пространство под КОЖУХОМ ДЛЯ наПраI3JIения
ОХJlаждающеrо воздуха. В этом с.lJучае ДJIЯ размещеНШl радиатора
ие требуется ДОПOJIНите!lьноrо места. Иноrда l\ШСЛЯНЫЙ радиатор
УС1'анавливают вне J<ОЖуха, раСПОJ1аrаЯ ero на JII-II-lИИ всасывания
охлаждаlOщеrо воздуха или на JIИННИ наrнеТаНИи. В ПОСJlеднем C.'1y
чае делается специальныи отвод, направляющиii 'шсть охлаЖДаю
щеrо воздуха I1З пространства под кожухом в радиатор. При ЭТОМ
необходимо иметь в виду, что еCJ1И заСЛОНl<а, реr)'ЛИРУlOщая воздуш
НЫЙ ПОТОI<, расположена на J1IШИИ наrнетания, ТО маCJ1Ш-IЫЙ радиатор
Должен быть расположен на .IJИНИИ всасывания, так KaI< в ПРОТИВНОМ
случае при дроссе.lJировании увеличится ПОТQli lЗоздуха через м.аСJIЯ
ный раДиатор, в то время ка" требуется умеl-lыuеl-lие этоrо потока.
При установке заСЛОНJ<И На линии IЗсаСЬШаl-lИЯ маС.IJЯI-ШЙ радиатор
222
должен Быl,' по указаннbiМ Вbiше обстоятеш,ствам, расположен
на ЛИНИи наrнетанИя I30здушноrо потока.
Если I30ЗМОЖНО разде.lJьное реrУJlИрование воздушноrо потока,
И;J.ущеrо На охлаЖДение uилиндров, и потока, нроходящеrо через
маCJIШIЫЙ радиатор, то меС1'онахождение ПОСJlеДНеJ'О может быть
НРОИЗВОJ\ЬНЫ:М. д,lЯ уменьшения HarpeBa ВерхНИХ CJlOeB масла В HOk
доне ДВИI'ателя rорячими rазами, прорвавшимися черсз зазоры nop
шневых KOJleu, уровень MaCJla В поддоне опускае1'СЯ НССJЮЛЫ<О Ниже,
че\1 В двиrате..1ЯХ с ВОДЯНЫМ охлаждением. С l'OM же Це.пью объем
MaCJla В поддоне увеличивается. То и друrое приводит к небо.IJЬШОМУ
увеличению высоты двиrате..1Я.
В двиrате.IJЯХ с воздушным ОХ.lJаждение\l1 nеНТИ.IJЯЦИЯ картера
ДО.lJ>кна быть бо.lJее эффективной, чем в двиrате.IJЯХ с водяным ОХ.lJюкде
ниеЛf, по:пому сое;J.инение всасывающеrо траю'а с пространством I(ap
тера (в дизе..1ЯХ) вполне рационалыlO. LL1Я обеспечения эффею'ив
Horo О1'вода тепда от поддона ПOCJ1едний деJ181ОТ иноrда лиlыM из
аJllOМИНИЯ с оребрением наружной поверхности. Еще более ЭффСI<
тиВНО охлажЗ,ение поддона ВОЗДУХОМ от вентилятора (дизели Энфилд).
Ввиду наличия индивидуальных rоловок И UИ.IJиндров в двиrа
телях с воздушным охлаждением открытие IVlanaHOB д.пя уменьшения
К01\lпрессиИ поворотом осей l<OpOMbICCJl или прямым воздействнсм
на I<оромысла пре;J.ставляет КОНСТРУI<ПlБные ТРУДНОСТИ. Более раНИО
нально воздеikтвова1Ъ на l'олкю'е.IJИ, хотя Э1'О также создае1' допол
ните,'IЫlые неудобства при размещении аrреrю'ов.
Прн KOMnOHOBI<e двиrа1'еJIЯ До.lJжна БЫ1Ъ учтена осоuеННОС1Ъ I{OH
струкцни ЭЛементов систем смазки, подачи топлива, пуска и очистки
ТОПшша. масла и воздуха. Система смазки двиrателен с ВОЗДУШНЫМ
ОХ.IJаЖДСНиеAl ПРlIннипиально ничем не отличастся от систсмы смазки
двиrаТCJlей с ВОДЯНЫМ охлаждением. Вследствие применения ШIДИ
видуаJIЬНЫХ rоловок И цилиндров подача MaCJla ДJIЯ смазки I<лапан
1I0ro МСХalшзма прОИЗВОДИТСЯ обычно ПО Ol'всрстиям в Шташ'ах,
а обратный сток мас..'ш по зазорам \IIСЖДу Ш1'анrамИ толкателей
11 чехлами шташ' или по спеuиальным дренажным трубкам, соеДИ
НЯЮЩШ\I пространство К.IJапаI-lНОrО механизма с внутренним простраи
СТВОi\l картера.
В IЩI<Оl'ОРЫХ двиrа1'е.IJЯХ смазка K.lJanaHHOro механизма произ
водится MaCJIOM. полученным при конденсаuии ero паров на BHYTPCH
Heii поверхности l<рЫШКИ клапанной коробки. В эту коробl<У пары
MaCJla засасываются из картера по зазорам между Штанrами И их
защитными кожухами ВCJlедствие налИЧИЯ соеДИНlп'ельноrо отверстия
между клапанноЙ коробкой и впускным трубопроводом.
Тип ОХd1аждения двиrю'еля очень мало ВJlияе1' на выбор пусковой
сиcrемы. Поэтому особенности IЮНСТРУКUИИ ДВНI'аП J1Я с ВОЗДУШНЫМ
охлаЖДением не зависят 'от компоновки arperaTOB пусковой системы.
Распо.чоженис аrреrю'ов l'ОП.lJивоподающеи СИС1'е;\lЬ1 имеет СВОИ
особенности, В.IJИSlющие на компоновку двиrаТе.IJЯ. Это в первую оче
редь Оl'НОСИТСil к дизе.IJЯМ. В дизеJIЯХ с tIИс.IJОМ ЦИ.IJИН;J.РОВ lIе выше трех
топливный насос, как праВИJ1О, не деJ1ается arpera1'HbIM: отдельные
сеlЩИИ приводятся в Действие от специальных КУJlачков на распре-
223
де..lитеJlЬНОМ ВЗJ1У. На КOIЩе oro вала обычно монтируется 11 pcry
ШlТор. При этом ДЛЯ Э.IJементов ТОПJIИIЮПО.'l.ающеи системы требуется
еньше места, однако при этом ИСКJ1Iочается ВОЗМОЖНОСть реrулиро
вания насоса отде.IJЬНО от двиrатеJ1Я. ОдноН ИЗ важных задяч является
создание условий эффективноrо отвода ТСII.lа от ЮРСУНl(и. Эта задача
решается путем установки форсунки со стороны пода'lИ ОХ.IJЮ'(ДaIО
щеrо ВОЗДуха, расширения ooKpyr нее сечеШIЯ воздушноrо I<а\lала.
охлаждения ее MaCJIOM, а также ПРИМСНС\lием оребрения на rаике
раСПЫ.IJИТеля.
Применение В03душноro ОХJlажде\lИЯ ДВиrатеJIЯ отражается не
TOJlbKO на ero компоновке в ueJIOM, но и на конструкции ero основных
дстаJlей, по::"тому И3У'lению ПOCllедних должно быть УДС.1ено COOTBeT
Ствующее внимание.
rЛАВА VJI/
КОНСТРУКЦИЯ НЕКОТОРЫХ ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ
двиrАТЕЛЕЙ С ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ
26. ОРЕБРЕННЫЙ ЦИЛИНДР
ЦИJ1ИНДр двиrатеJ1Я с ВОЗДУШНЫМ ОХJlаждеllием ОТJ1И'lается от
IIИЛliндра, ОХ.IJаждаемоro подои, lIа.тrичием оребрения на ero внешней
поверхности. К оребрению предъяпляются два основных требования.
\
.!
'1,
J
"2
з
'*
Фиr. 100. РаЗШIТIIС I1ИJllIндра двиrатеJlЯ Pairr:
.1\. I [од выпуска I [\10 IIIЮСТЬ I Ох, аждзю
ПО3ИilНН пА. с. щая понеi;Х"
насть D €JИ8
I I 1927 I 45 I 7750
2 19:12 I 67 I -IO
J I 1940 100 20000
4 1946 125 27700
противоположно i3JlIiЯЮЩИХ на затрю'у мощности, потребную ДJ1Я
охлаждеНЮI стенок ЦИJlиндра: с одной стороны, оно ДОJ1ЖНО обладать
минимаJ1ЬНЫМ сопротиплеНliем проходу ОХJlаждаlOщеrо воздуха,
а с друrой поверхность Этоrо оребрения ДОЛЖllа быть по ВОЗМОЖ-
ности наибольшей, ДОПУСI<аемой I<ОIIСТРУКТИВНЫМИ, teXI-ЮJlоrиче
СКИМIi и экономическими соображеНИJIМИ. С увеЛlflJеНl1ем 4юрсирова
Нliя дпиrатеЛJI осуществление указанных требопаний ncтре'lает значи-
те..lьные затруднеНИJI. .
История ДпиrателестроеПИJI показывает. что поперхность оребре-
ния. приходящаяся на единицу ПJ10Щади эеркаJlа ЦIiJlиндра. неиз-
менно позрастатl. Наиболее наrлядно это изображено на фиr. 100
15 Д. Р. Пос пелов 409 225
tде показано развитие ЦИJlиндра карбюраторноrо авиаЦИОНlIоrо
двиrатеJ1Я Райт ЦИl{ЛОН R == 4360 за 19 JleT (с 1927 по 1946 [.) [19 J.
Цилиндровая мощность двиrателя за ЭТОТ период увеJ1ИЧИJlась
D}
Фиr. 101. Сравнение цилиндров
двнсате.rJей Татра 57 1I Татра
I 603.
С 45 л. с. до 125 л. с., т. е. в 2,78 раза, а поверхность ребер возросла
с 7750 ДО 27 800 CJ,t 2 , т. е. в 3,58 раза. Поneрх, ность приходящаяся
ШI 1 Л. с. двиrатеJ1Я, tlесмотря на УJ1 '1Jшение ero ТОПJll1l3НОЙ ЭIЮНОМИЧ
ности, увсличиш1СЬ С 165 ДО 220 с.и 2 . Т. е. 11834%. Эro. по видимому,
вызвано уменьшением к. п. д. ребер, так Kal( ДОСТИПlуто в основном
за счет увеJlичения их высоты. При ЭТОМ шаr ребер Т8(же был
несколько уменьшен. В ЭТОМ случае аэродинамичесlюе СопротИВ.lJение
226
iiИJlиндра возросло. однако в значительно меньшеfI степени. чеМ
величина поверхности охm1ждения. и таким образом был получен
большой охтlЖД11ОЩИЙ эффект. К II< ВИДНО из табл. 19 (rрафа 27).
отношение поверхности оребрения к IIлощади зеркаJlа ци.!lИндра
на ero оребренной высоте у современных двиrате..lей приближается
к !О, что зиачитеJ1ЫlO БОJlьше. чем у старых двиrате..lей. Последнее
подтверждается также сравнением цилиндров двух двиrатеJlей: CTa
poro (Татра 57, фиr. 101, 6) и cobpeMCI-lI-юrо (Татра б03, фиr. lOI. й).
Форма сечения охлаждающих ребер
Как ранее уже УI<ЮЫIJaЛОСЬ, ОХ.IJаЖДalоu.\.ее ребро ДОJIЖНО иметь
сечение с воrнутыми сторонами, образованными парабо.IJами. Темпе
ратурный rрадиент по высоте TaKoro ребра будет пос"Тоянным, что
обеспечивае"Т максимаJ1ЬНЫЙ 1<. п. д. ребра. ИзrотоВJIЯ"ТЬ ребро с сече
нием идеальноЙ 4юрмы не TO.IJbI<O "ТРУДНО, НО и нецедесообразно.
т8I( как при этом требуеТСJl значительное увеличение расс"Тояний
между ци.IJшrдрами инерационально используe-rся охтlЖДЮОЩИЙ
воздух. Рациональнаи фОрl\Iа сечснии ребра определяется Не TOJlbKO
"Теоре"ТичеСI<ИМИ соображениями, но также IШНСТРУКТНDНЫМИ и Tex
НОJюrичеСI(ИМИ возможностями, причем даже при ОДIIОЙ и тоЙ же
форме ребра соотношения элементов ero сечения зависят от принятой
теХНОJl0rии изrо"Товления оребреююrо ннлиндра.
В таБJl. 28 привеДеНЫ нанбоJlее распространенные "Типы ребер.
В основе их Jlежат три К.!lассические формыI: .параБОШlчеСI{ая. Tpe
уrольная ИJ1И, с учетом фаски у вершины ребра. трапецисвиднаи
и пр ямоуrо.1Jьная. Остальные 4юрмы ЯВJ1ЯЮТСЯ производными.
ПараБОJ1l1чеСI<ие ребра БОJlее эффеl(ТИВНЫ по сравнению с друrими
вследствие бuлее BblCOI<oro 1<. п. Д. изолированноrо ребра. а также
и СОВOI<упности ребер. "так I<ак просвет меiкду двумя соседними реб
рами быстро уве.IJичивае"Тся по направлению к их вершинам. что
обеспечивает доступ охлаждающеl'О воздуха к основаниим ребер.
TpeyroJlbHbIe ребра при том же шаre менее эффективны. чем пара
болические, не TOJlbI<O ВСJlедствие боJlее низкоro 1<. п. д. ИЗOJIирован
Horo ребра. 1-10 и вследствие затруднепиоro доступа воздуха I( основа-
ниям ребер. Одпако в СВSIЗИ со сраВНllте..1ЫЮ небо..1ЬШИМ уменьше-
I-Iием 1'еII.!юо"Тдачи, но заметным упрощением изrОТОВJlения оребрен
Horo цилиндра ребра TpeyrOJIbHoro сечеНliЯ применяются в современ-
ных двиrате..1ЯХ (СМ. таБJI. 19).
Прямоуrольные ребра наименее эффективны в отношении тепло-
ОТдачИ. но ДОС1'УП воздуха к ОСНОnШ-JИЯМ этих ребер Jlучше. чем у ребер
друrих форм.
При сравните.IlЬНО малоЙ высоте ребра ВJlИяние el'O формы сече-
Ния па теплоотдачу весьма невелико. что дает возможность приме-
1-1 ЯТЬ ребра Тю<оЙ формы. при которой изrотовлепие их проще. В связи
с этим в существующих двиrате.IJЯХ широко применяются ребра пря-
MoyrOJlbHOro сечения (двиrатe.rIИ M\VM. Порше. Хатц и др.).
В процессе даЛЫIеЙшеrо форсирования ДВИI'атеJlей с воздушным
ОХ.IJзждением MorYT ПОJ1УЧИТЬ распространенпе uилиидры с тоН!<ими
15* 2 7
..
ТаБАUца 28f
t.3
1>:)
QO
Тнпы ребер
I I I I
Фо!,ма ребер Схема ребра Литые ребра Обработанные ребра ,
,
;
IЁ I
а::: /' H __
Па ра бо.ll111е<."кая :
/P- ::-- :':' :
p,.. #/#I_u ___
IE :: : ,
Tpeyro, bJla.il (и Тl'апеЦИeDидная) Е
. [ЕЕ
z ,
.
"
I
ЕЕ ЕЕ - "
1"""1111''''''''
Пр!1моуrО'nЬtlая I#'''I#I#'I#'
' ,иl#l#
I#""I#"'I#
I
I
ребрами из мета.'IЛОВ с высокой теплопроводностью. При очень малой
толщине ЭПI ребра должны иметь прямоуrолыюе сечение, тем более
еСJ1И они будут изrОТОВ,,1ЯТЬСЯ из JJИстовоrо материала.
Высота ребер
Чем больше высота ребра. тем ниже ero тепловой к. п. д. (см. З,
rJl. 1)_ Однако характер изменения этоrо коэффициента не ПОЗВО.lJяет
четко выделить область оптима.IJЬНЫХ значений высоты ребра.
Анадиз конструкций показывает. что еСJ1И имеется ВОЗМОЖНО(."ТЬ
УВeJ1ичения высоты ребер без увеличения rабаритов двиrателя
(например, при одном Ци.lJиндре или при двух цилиндрах. располо
женных под yrJIOM). высота ребер деJJается ООJ1ЬШОЙ. В этом случае
ребра имеют одинаковую ВЫСОТУ по окрУЖНОСТИ цилиндра, т. е.
внешний контур цилиндра имеет форму окружности (табл. 29).
Окружность может быть сплошной или иметь разрывы для прохо
ЖДения сквозных болтов крепления rоловки.
В мноrОЦИJlИlIДРОВЫХ кон трукциях высота ребер в напраВJlении
продольноЙ оси двиrателя ДЛЯ уменьшения ero длины делаетсSl
меньшей. чем в друrих направлениях.
Иноrда. чтобы не увеJ1ичивать rабариты ДБиrателя. контур ореб
peHHoro ЦИJIИндра делают прямоуrольным, так как поверхность
оребрения в этом СJJучае будет БО.lJьше. чем при .lJюбой друrой форме
контура при данных размерах оребренноrо цилиндра.
Если контур оребренноrо ЦИ.IJиндра представляет собой окруж-
ность, то деформация ЦИ.lJ\iНдра при HarpeBe будет минимальной.
поэтому создаются lIаиБОJlее блаrоприятные условия ДШl работы
поршневой rруппы ДВИrате.IJЯ. При этом ВОЗ'J.ушные каналы имеют
одинаковые сечения по окружности ЦИJlиндра, вследствие чеrо
в этих KaHaJ1ax почти отсутствуют потери энерrии па завихрение
воздуха.
При некруrлой 4юрме ребер (у большинства двиrатедей с воздуш
HыM ОХ.lJаждснием) УСJ108ИЯ обтекания ЦИJ1И1IДра ухудшаются: ско-
рость возцуха по длине l<aHaJ1a изменяется и приводит к образованию
вихреii. В этом случае сечение межреберноrо KaHaJ1a. раСПОJ10жешюе
в ПJ1ОСl<ОСТИ, проходящеЙ через оси цилиндров. оказывается мини-
мальным, т. е. ЯI3ляется дроссеJ1ИРУЮЩИМ сечением, а скорость
воздуха в нем максимаJIЫЮЙ. При дальнейшем обтекании ЦИJ1ИН
дра скорость воздуха падает, достиrая минимума в выходном сече
нии. образуемом дефлекторами. В риде конструкций, например, у
ДВИI'ателей Д йтц серий 514 и 614, высота ребра в нащ)аВJ1ении оси
КОJlенчатоrо вала в З 4 раза меньше, чем в перпенДИl<УJ1ЯрНОМ
lIапраВJ1енИИ в тыльной части цилиндра. Высота ребер в рассматри
ваемых двиrателях делается не более 40 М,И.
Шаr ребер
Шаr между ребрами связан с веJlИчиlЮЙ нсобходимой поверхности
охлаждения и поверхности отдельноrо ребра. Обычно при проекти
ровании оребрения за.цаЮ1'Сfl шаrом ребер, а затем по заданной поверх
9
.t-.;)
""
'0
opMa контура оребренноrо цилиндра
Форма "Оllтура оребренноrо цнлнндра I
i
IEW
' . - ---
I Онру><""" " 'Р,,"М' @t
I
.1
I
I
ОКРУЖНОСТЬ
Форма прохода для шпилек крепления ll"лиидра
Таблица 29
ф
EWФ
;
Фlt@ е
m ф @J,Ш
Прямоуrольная
ности оребрения опреДСJ1ЯIOТ поверхности отдельных ребер. Чтобы
исключить возможность СОПРИl<основения поrраllН'IНЫХ слоев двух
соседних ребер, шаr между ними не может быть принят меньше опре-
деленной ве.IJИЧИНЫ.
Кроме Toro, шаr ребер связан через коэффициент живоrо сечения
с высотоЙ межреберноrо канала, поэтому при сл'ишком малом
шаrе и неизменном ПРОХОДIIОМ сечении толщина ребра может оказаться
чрезмерно малоЙ, т. е. неl3ЫПОЛНИМОЙ по технолоrическим причинам.
Как УК8Зывалось в rл. IV, диаметр БОЗДУШНОro l<аНёта очень
1\lало влияет на коэффициент теплоотдачи, поэтому шаr ребер можно
определить исходя из необходимой поверхности оребрения. Из ана-
.1Iиза КОНСТРУIЩИЙ оребрения видно, что выбор шаrа ребер в
бо.IJЬШОЙ степени зависит от теХIЮЛОI'ИИ изrотоnления цилин
дра.
Шаr ребер может быть одинаковым или разным по высоте цилин-
дра. В зоне раСПОJlOжения камеры сrорания к cTeНl<aM цилиндра
ПОДВОДИТСЯ большее количество тепловоЙ энерl'ИИ, че:'f к друrим
местам, поэтому и отвод этой теПJIOВОЙ энерrии в указанной зоне
доюкен быть более интенсивным. В результате этоrо температура
в верхнеЙ зон цилиндра им{.еr максима.!JЬНУЮ rзсличину, уменьшаясь
в направлении к низу. Для улучшения отвода теплоrзой энсрrии от
рассматриваемоЙ зоны ЦИJIИlщра иноrД8 увеличивают число ребер
этой зоны. Однако подобное мероприятие часто не приnодит к желае
мому результату по следующим причинам:
1) уменьшение шаrа ребер только в ОДlIO i rзсрхней зоне rзызывает
такое перераспределение охлаждающеrо воздуха, при котором
большее ero КОJIичество идет в зону меньшеrо 8ЗРОДИН8мическоrо
сопротивления, т. е. в нижнюю часть цилиндра;
2) увеJIНчение поверхности ОХ.lJаждеlШЯ за счет введения допол-
lIите.'lЬНЫХ ребер (чаще Bcero одноrо ребра) не компенсирует ухудше
ния теплоотдачи в этой зоне ВС,,'Iедствие уменьшения количества
протеКClющеrо воздуха даже при сохранении тоЙ же скорости воз-
душноrо потока, что и в нижнеii части цилиндра;
3) небольшое уменьшение шаrа ребер в верхней зоне не позво
Jlяет ввести ДополнитеJJьное ребро на участке цилиндра, COOTBeT
ствующем камере сrорания; получение же ДОIlОJJнителыlOЙ охлаждаю
щеЙ поверхности в зоне, удаленной от BepXllero края цилиндра,
не отвечает поставленном задаче.
Увеличение ЧIIС.lIа ребер верхнеЙ зоны южет дать эффект тольк:о
в случае акоrо перераспределения охлаждающеrо воздуха, при
котором скорость ero в межреберных юшалах верхней зоны увели-
чится так, что разность температур по окружности ЦИJJиндра
останется преЖI-IСЙ. Однако осуществить это путем реl'У.lJирования
ВЫХОДноrо сечения с помощью отражателей не всеrда удается. В ряд
СJIучаев быrзает даже выrоднее, наоборот, раздвинуть ребра в Bepx
неЙ З0не, чтобы уменьшить СОПРОТИВJlение и уве.IJИЧИТЬ скорость 1303-
духа, а тем самым и интенсивность теплоотдачи. ОкончатеJJьное реше
lIие в кажл;ом конкретном случае может быть принято JJИШЬ на основе
эксперимента, .
231
При переходе к бо.lJее частому расположению ребер необходимо
сохранить значение коэффициента живоrо сечения оребрения. Тоrда
соответствующим повышением даВJlения охлаждающеrо воздуха
можно устранить опасность взаимодействия поrраничных слоев
двух ребер и обеспечить повышение теП.lJоотдачи.
В двиrатеJl Х с БО.IJbШИМ диаметром ЦИ.IJИНДРОВ и малыми расстоя
ниями между ними достаточная поверхность охлаждения может быть
получена лишь при частом расположении
ребер. Однако возрастающее при этом со-
противление потоку воздуха значительно
снижает эффект от получаемоrо таким
способом увеличения поверхности охлаж-
дения. Основное сопротивление создается
в самом узком месте канала, "де стенки
двух соседних цилиндров близко подходят
друr к друrу.
Указанное сопротивление можно YMeHb
шить, увеd'lИЧИВ живое сечение для про
хода воздуха, путем чаСТИЧНОI'О или пол.
Horo устранения некоторых ребер (напри
мер, каждоro BToporo ребра, фиr. 102, б)
в наиболее УЗl<ОМ месте I<анала ИЛИ путем
MccTHoro уменьшения толщины ребер
(опять таки в самом узком месте KaHa.lJa,
фиr, 102, в). ПОСJlеднее возможно только
при на.IJИЧИИ сравнителыlO толстых ребер,
ТОНl<ие ребра можно только укоротить.
Эти мероприятия рациональны по сле
дующим причинам. Хотя устранение части
ребер уменьшает поверхность охлажде
ния, но вс.lJедствие увсличения ПрОХОk
Horo дроссеЛИРУlOщеrо сечения расход
а нормаЛЫlЫе ребра; б уко С С оз тают n
PO'lCHHbIe ребра; " УТОllьшен И I<OpO ть воздуха в рас ,ЧТО риво-
ные р0:6ра. ДИТ К некоторому повышению теП.lJоотдачи.
Местное уменьшение толщины ребер почти
Не отражается на их поверхности охлаждения и средней темпера-
туре. В реЗУJll)тате 3Toro теПJlOотдача оребрения может возрасти.
При проектироваllИИ оребрения прежде Bcero необходимо знать,
будет ли применена система деф!lектирования. При отсутствии напра
вляющих и отражателей, т. е. при свободном обдуве цилиндров,
расстояние между ребра:\fИ должно быть увеличенным, чтобы лучше
ИСПО.аьзовать динамическое даВ.'1ение воздуха. м.инима.IJЬНЫЙ шаr
ребер в этом СJlучае с.lJедует принять равным не менее 8 9 мм.
В современных двиrатеJIЯХ шаr для механически обработанных
ребер ко.lJеблется от 4 до 5,5 MJf, а дЛЯ J1ИТЫХ от 5,5 до 11,0 мм
(табл. 19).
Естественно. что каждому шаrу соответствует оптимальная
толщина ребра. Минимальная толщина литоro ребра составляет
2 2,2 ."..И (ДВ\II атели ДеЙтц).
232
... ,... "
D) ;..... ... ,,
...," "'/
, '
:' i:' Fz
6) " ........ ,
,.., ..,
.... /
,,>т,
.,., .4$ Ij
6) !'::
.... .,
Ij>Fz
Фис. 102. Сеченне ребра
в самом узком lIIecTe В03ДУШ
Носо канала:
Длина ребер
Под длиной ребра подразумевается участок ребра в направлении
движения воздуха в межреберном канале, т. е. по Ayre окружности
UИJlиндра. В общем случае длина равна ПО.1lOвипе средней ОКРУЖ.
ности, проходящей через точки ребра, СООТlзетствующие половине
ero высоты. Половина ОI<РУЖНОСТИ берется потому, что с обеих сторон
UИ.1IИНДР обтекается двумя самостоятельными потоками, образую
щимися при набеrании воздуха на uилиндр и затем соединяющимися
в общий поток при выходе.
Указанное определение ДЛIШЫ ребра относится 1< uилиндрам
с непрерывными ребрами, которые примеНЯ.1JИСЬ и применяются
на БО.IJbШИ/Jстве двиrате.lJей с воздушным ОХJlаждением. В последнее
время lIа ряде двиrателей (Порше, MWM и др.) стали делать uилиндры
с прерывистыми ребрами. По длине каждоrо ребра имеются сквозные
разрывы, смещенные относительно тш<овых в соседнем ребре. Ци
.IJИНДР получает вид ВТУJIКИ, снабженной мнuжеством коротких
ребер. Высота ребер может быть HacTo.lJbKO MaJlOii, что они напоми-
нают и rO.1JIШ". ВС.lJедствие на.IJИЧИЯ разрывов изменяются УС.IJОВИЯ
образования поrраничных c.IJOeB у поверхностеЙ ребер. У каждоrо
разрыва поrраничный СJЮН разрушается и на'lинается образование
HOBOI'O слоя. НаJlИчие широких разрывов и смещения их у coceд
них ребер способствует хороше!\IУ перемешиванию частиu воздуха.
В результате этоrо тенлоотдача ПIIШХ ПрерывистЫХ ребер возрастает.
ОднаlЮ при этом увеличиваеТСЯ аэродннамичеСlюе сопротивление
UИJJИндра и теряется часть поверХllOСПI охлаждения. Поэтому при
менение прерывистых ребер uе.lJесообразно лишь в том случае, ес.IJИ
теплоотдача в конечном итоrе увеличивается. Применение прерывис-
тых ребер раuиональио таl<же и потому, что приведит К устранению
uвализаuии uилиндра ПрИ ero HarpeBe, снижению шшряжений
в ero втущ<е, а таюке уменьшению шума от вибраuиi:,
Форма ВТУЛКИ цилиндра
ВТУЛКИ uилиндров бывают цилиндрической (фш'. 103, а) и I<ОНИ
чеСI<И UИ.lJиндрической (фиr. 103, 6) формы. Втулки UИJНlНдрической
формы более просты в изrотов.lJеНIШ. Недостатком втулки т3IЮЙ
формы ЯВJlяется необходимость утолщения среднеЙ ее части до ве.IJИ
ЧИны более ТОJIСТОЙ верхнеЙ части, что ПРИВО,1.ит к уменьшению
сечения 1ежрсберных каналов и утяжелению UlIJlиндра. UI-!JIИНДРИ
"Iескую форму вту.IJКИ имеют ЩIJIИНДры дизелей Порше, Петтер,
Армстронr СИДJ1И и др. В БОJ1ЬШИНСТве СJlучаев втулка uилиндра
изruтовляется uилиндрическuй в средней части и l<оническои по КОН-
цам. Конус, Т. е. утолщеиие D BepXHeii части ВТУЛЮI, делается дJ1я
получения большей П.lJощади соприкосновения ЦИ.lJиндра и rОJl0ВКИ
с uелью улучшения распредеJlения теП.IJОВОЙ ЭilерrИИ между ними
и уменьшения уде.IJЬноrо дав.lJения на а.lJюминиевую rолоВl<У. При
этом УJlучшаетсн выравнивание температур по окружности н пысоте
l.\ИJlиндра, та" I<al{ увеJIичивается поток теП.'lо[З()jj энерrИl1 в этих
2:З:}
направлениях. Наличие утолщения в нижней части втулки жела
телыIO, кроме Toro, и потому, что в этом случае исключаетСЯ возмож
ность резкоrо перепада температур по высоте цилиндра в месте пере
хода оребренной части в неоребренную. Утолщение вверху и внизу
стенок втулки повышает же-
сткость цилиндра и умень-
шает ero деформацию ири
затяжке шпилек I<репления.
Хотя при утолщении сте-
нок уменьшается сечение
I30ЗДУШНЫХ каналов, но это
компенсируется более эффек-
тивным отводом тепловой
ЭIIерJ'ИИ в менее ню'ретые
зоны и, следовательно. сни
жением уровня температур
стенок. В средней части ци-
линдра толщина стенки MO
жет быть небольшой, что неСКО.IlЫЮ увеJIИчивает сечения воздуш
ных каналов по высоте цилиндра. Коническо цилиндрическая форма
втутш применяется в двИУ'ателях ДеЙтu, Татра, ФОJlы,свю'ен и MHO
rих друrих.
а) о)
Фиr, 103. Формы втутщ I!итlидра.
Способ крепления цилиндров к картеру
В большинстве двиrателеii с воздушным ОХJlаждением ЦИ.llИНДРЫ
совместно с J'ОJlOвками крепятся СJШОЗНЫМИ болтами или шпиль
ками (фИJ'. 104, а). Преимущество TaKoro крепления заключается
6 d 6,
а)
Фиr, 104. Способы крепления цилиндра,
в том, что стенки цилиндра раЗJ'ружаются от усилий растяжения,
вызываемых давлением рабочих rазов; Это дает возможность свести
к минимуму толщину стенок, а также применить для изrОТОI3ления
цилиндра материал с пониженной r-,'Iеханической прочностыо, напри
мер алюминиевыЙ сплав. Кроме Toro, увеличению высоты цилиндра
при ню'реве препятствуют шпильки ero крепления. поэтому зазоры
в приводе клапанов возрастают в меньшеЙ степени. Сборка цилиндров
:234
и rоловок при таком I<реплении весьма удобна. Недостатком коН.
струкции является уменьшение ПрОХОДIIOI"О сечения воздушных KaHa
JIOB и возможность отложения rрязи около места прохождения шпи
леl<' При демонтаже одних лишь I"ОЛ ВОК цилиндров нарушается
установка самих ЦИ.ТlИндров: цилиндры и rоловки, скрепленные
длинными шпилы,ами, почти не увеличивают жесткости картера
ДВИI'атеJIЯ.
В ряде конструкциЙ цилиндры и I'ОЛОВКИ крепятся раздельно
(фит'. 104, б). Цилиндр крепится к картеру з<l. нижннй фланец,
а J'ОЛОВКИ короткими шпильками, ввеРНУТЫ:\<IИ в отверстия при
ливов цилиндра. При ЭТО:\<I обеспеЧИВdется возможность съема rоло
BOI< без нарушения устаноI31<И цилиндров на картере. Цилиндры,
при крепленные к картеру за толстые фланцы, значительно повышают
жесткость картера, а дефuрмация их ОТ тешювых напряжениЙ и от
заТЯЖЮI меньше, чем в первом случае. Хотя стенки цилиндров
должны быть при этом толще, так как они воспринимают усилия
от рабочих rазов, сечение воздушных каналов между ребрами из за
отсутствия СI{ВОЗНЫХ шпилек получается больше.
Так, в СJIучае конструкции, изображенной на фиr. 104, а, при
толщине стенки б == 5 ,ИЛ!, диаметре ШПИJIЬКИ d C 10 Аtя И мини
малы-юм азоре межJl.У Ulпилы<ой и стенкоЙ s C 3 At,M, получим,
что сумма указанных величин равна 18 'ИJИ. В случае конструкции,
показанной на фиr. 104, б, при {) 3 ' !JJt, б 1 == 5 , !," И d == 1 О А!М
сумма этих величин также равна 18 JИJи. Следовательно. в обоих слу
чаях расстояние от рабочеfl поверхности цилиндра до начала межре
берных воздушных каналов одинаково. В первом случае ширина
ВОЗДУШНОJ'О канала уменьшается по всеЙ высоте Цllлиндра, но между
шпил ькой И ЦИJIIШДРОМ возможен проход части воздуха; 130 втором
случае она уменьшается толы<о на высоте иесколышх (в данном
случае трех) ребер, вся же остальная часть высоты цилиндра остается
свободной.
Фланцевое крепление ЦИJIШlДра менее надежно, чем крепление
сквозными БОJпами IIЛИ ШПlIJlы<аМII. Кроме Toro. вес цитшдр.а вслед
ствие наличия флаllца и утолщениii в верхней чаСТII повышается,
а крепление ЦИЛИIIДрОВ к l\apTepy I<райне затрудняется.
СЮЮЗllые болты имеют слеДУЮЩllе преимущества перед СI<ВОЗНЫМИ
ШПИJJы{ами: их удобнее ввертывать, чем завертывать rайку; кроме
TOI'O, jJазмер под ключ у rоловки болта может быть меньше Toro же
размера у rаЙI<И при том же диаметре средней части болта; картер
без ШПИJIеI< удобен для транспортировки. Преимуществом сквозных
шпилек является ВОЗМОЖ lOсть ПрИМСllеНllЯ Tyroii резьбы на конце,
выходящем в картер. Кроме TOI'O, шпильки дешевле болтов.
В Hel{OTOpbIX двиrателях (наПРИ:\1ер, двиrатели Армстронr Сидли,
Петтер и др.) rоловка I{репится к цилиндру ввернутЫМИ в нее KOpOT
I<ИМИ шпильками, так что сечения каналов для воздуха в rоловке
цнлиндров полностью освобождаются от дополнитеЛЫlOrо с:)про
тивления, создаваемоrо бобышками шпилек. HeДOCTaТl{OM Tal{OrO
типа ЯВЛ5lется уменьшение количества охлаждающих ребер в Bepx
ней части цилиндра.
3{1
[ Большей частью для крепления rолоВl<И и цилиндра применяются
четыре шпильки или болта. В двиrателях Петтер. Армстронr Сидли,
Эафилд и др. примсняется шесть шпилеl<, что ЯВ.'1яется следствием
своеобразноro расположения впускных и выпускных каналов. При
диаметре цилиндра бо
лее 120 150.м,ч четырех
болтов недостаточно.
ЕСЛIl rоловка и цилиндр
изrотовлены из чуrуна,
то для обеспечения не-
обходимой rерметично-
сти между ними должна
быть положена про-
КJlадка из более мяrкоrо
меТ8Jlла. лучше Bcero
из мяrкоii меди. При
менение алюминиевых
прокладок нежелателыю. так как вследствие малой механической
прочности аJIЮМИНИЯ при повышенных температурах они сплюшн-
ваются. Если rоловка изrотовлена из алюминие130rо сплава, а uи-
линдр сделан из чуrуна, то необходимость
в прокладке отпадает, так как УП.l0тнение
в этом случае достиrается за счет HeKO
торой деформаuии металла rоловки. TeM
пература алюминиевой rоловки значи
тельно ниже, чем чуrунной. поэтому
ИСключается возможность нарушения rep
метичности из за снятия метаЛJlа rоловки.
То же самое наблюдается и при YCTa
HOBI<e Э"lIOi\1ИниевоЙ ПрОIОlадки у а;IIO\IИ
ниевой rоловки. rоловка с UИЛИНДРО!.1
соединяется нли по внутреннему ториу
uилиндра (фиr. 105), при этом делается
направляющий поясок rлубиной З 8 ,И,М,
или по внешнему ториу (фllr. 106).
В нервом СJlучае величина разрывноr') уси
лия на шпилы<и 1еньше, чем во втором.
Цилиндр двиrателя с нижними K.l)a
панами ОТJшчается по I<ОНСТРУКUИИ от ци Фиr. 107. ЦИЛJlIIДР ДВУХТ8J{Т-
линдра с верхними I<лапанами, так как ноro двиrателя.
нервыЙ цилиндр изrотовляется как одно
целое с ПРИJIИВОМ для направляющих втулок клапанов. ДЮ'lrатели
с НИЖIIIIМИ клапанами почти не ПРИi\lеняются, поэтому конструкция
их UIIJIИI'IДРОВ не раСОI8триваеТОI.
ЦИ"lИНДРЫ двухтактных двш"ателеЙ по конструкции также зна
чительно отличаются от цилиндров четыреХТШ<ТIIЫХ двю'ателей
вследствие на.IIИЧИЯ в них продувочных окон (фиr. 107). Охлаждение
цилиндров двухтактных двиrателеЙ усложняется из за большей тепло
воН нанряженности и отсутствия IЮЗМОЖНОСТИ BcecTopoHHero обдува.
2ЗG
Фнr. 105. Со:,днне-
ине rолоnJШ с ЦIJ
линдром двиrзт:.оJ1Я
д,зо.
Фllr. 1(;6. Соединение co
J10ВIШ с цилиндром ДВJI
rатеJ1Я Д:.оЙтц.
.-.... ..............
' . ' .'''1
: . .
I
(
.-,
,
В этих цилиндрах наряду с верхнеЙ зоноЙ имеется зона расположенйsl
выпускных окон с высокой температурой стенок. ОХJlаждение этой
зоны затруднено IШИДУ наличия BbInycKHoro патрубка, препятстпую-
щеrо нормальной циркуляции охлаждающеrо воздуха BOKpyr
цилиндра. Лучшее ОХJlаждение может быть достиrнуто при напра
влении п здушноrо потока непосредственно на выпускной патрубок
Влияние материала и теХНОЛОrии изrотовления
на конструкцию цилиндра
Цилиндры двиrателей с воздушным охлаждением делаются как
монометаллическими (из одноrо металла), так и БЮ.lеталлическими
(из дпух металлов). А\онометаJlJIИческие цилиндры ИЗI'ОТОВJIЯЮТ
из чуrуна, стали и алюмиииевоrо сплава. За небоJIЬШИМ исключением
ЦШ1l\1!ДРЫ большинства двиrателеii с ВОЗДУШНЫМ охлаждением (карбlO
раторных и дизеJlей) делают из специалыюrо чуrуна. Химическиii
состав чуrуна цилиндров некоторых двиrателей приведен n табл. за.
Чуrун обладает ВЫСОI<ОЙ износостойкостью, хорошими механиче
скими своЙствами. достаточной (для рассматриваемых целеЙ) тепло
проводностью и в то же время принадлежит к числу самых дешевых
черных металлоп. ОСНОВНОЙ недостаТОI{ чуrуна, кш{ матеРШlJIа для
изrотовлеНIIЯ цилиндров, заl{лючается В ero большом удельном весе.
Механическая прочность чуrунных ребер недостаточна, поэтому ОIlИ
должны быть КОрОТI<ими И более толстыми, чем стальные. Чуrунные
uилинл.ры нзrотовляют к31{ с литыми, так и с механически обрабо
танными ребрами.
При изrотовлении ребер приходится считаться с особенностями
технолоrии и с нсс..бхо;щмостыо ПОJlучения достаточной их п;ючности.
у ЦИJlIIIIДРОВ с JIИТЫМИ I-lсханичеСIШ не .обрабатываемыми ребрами
их в ршина не может быть остроЙ, а должна иметь хотя бы МИНИV1аль-
ный радиус r b (фиr. 69), равный O,5 l М,Ч. Следопательно, TOk
щина l'J b ребра у вершины п меньшеЙ мере будет равна 2r h , т. е.
1 2 .11",1. Радиусы rd п рехода основання р бра В:Э избежание обвала
кромки песчаноrо стержня при заливке не должны быть меньше
l,5 2 ,\1,'1. Поэтому ес.i1И меж?еберныЙ канал у основания р бра
выполнить ОДНИ:\I раДИУСО:'1 r a , то минимаЛl>ное расстоянн между
стенками двух соседних ребер будет равно З 4 ,М.М. Такое расстояние
необходимо и для получения механичеСI<И прочноrо стержня при
отливке цилиндра. Если сторону ребра наклониТЬ ПОД уrлом I 20
(JIитейный уклон) и затем соединить веРШИIIЫ и основания ребер
высотой ЗА .М,И, то ПОЛУЧИ:\-I, что ширина ребра в основании равна
З 4 M,1f. Прибавив указанное выше расстояние между сторонами
двух соседних ребер, наЙде\1 величину шаrа S между ребрами
(б 8 AI.AI). Пр" более точной ОТЛИВICе МИНЮ-I<I.iIЬНЫЙ шаr ребер не
может быть меньше 6 ,ИМ, а при нормальной отливке он равен 8 .ММ.
Поверхность ребер ДО.'lжна быть ровной и чистой. rладкая поверх-
ность ребра и точная ero конф;rrураuия MorYT быть получены литьем
в оболочковые фJрvlЫ и по выплавляемым моделям. При этом повы-
шается качество IIзrотовления, снижается аэродинамическое сопро-
237
Таблица 30
Химическиii состав металлов. применяемых для основных деталей
двиrателей с воздушным охлаждением 1
ДDllrа'lель
Порше AP 22 _
Дейтц F3L514 _ .
Хатц ZIOOR
М\\'М AKDI2
rюльднер 2LD .
Петтер AYA 2 .
Армстронr Сидли
Энфилд 100 .
Д-l6 ..
Cr
ХlIми.;ескнn состав чуrуиа в %
I Мп
.
Ni I 51 МО ТI
i
I
Циllиндр
0,4, O,5
0.05
0.2 .3
0.3 ,4
0,3
0,05
J.o 1,3
0,63
<O,Z!
0,2
2,48 / Следы Следы
1,.1
I
I
. СШ'ДЫ Следы
O.2 .4 "
. До 0.1 ..
2.0
2,2
0.05 0.7 0.8 < 0.2
0.2 .3 0.7 O,8 < 0,2
O,I O,5 0,6 0.8Ю.3 .4
0,9 I,1 <0,2'
O,6 O,8 < 0.2
0.8 0,9; < 0,2
0.1 -O,8" U,2
Татра
. _0,12 O.14J O
Двиrатель
Порше AP 22
Дейтц F-'3L514
Хатц ZIOOR .
MW/I-\ AKD12
rюльднер 2LD .
Петтер AYA 2 _
AP:\lctpohr-Сидли
ЭифиJ1Д 100
Д-I6
Татра .
Порше АР-22
Дейтц F3L514
Хатц ZIOOR '
MWM AKDI2 .
rюльднер 2LD .
Петтер АУ A 2 .
А p fC"pOH r Сидли
Энфилд 100 . .
Д-16
Татра ,
1.4
1,6
' , 1,17. -1
1.68 L.
Следы До 0.1
\ прочие
с эле-
менты
3.16
3.56
O,ICu
0.015S
О,281Р
О,2
0,302 )
0,1
0.37 ' 1
0,38
r (}IIQflI.."'(J
3,5
ПОрlиен.ь
! 1,24
0,61
1 " 0,78
0.58
>0,6
1,41
" 0,66
1,0
1 " U.15 0,4
1.5
3,2 3,5 0,1 S
0.4
O,IP
З, 1 2.8
I х H:\IHtJ CK"lfl состав злю,..ltниевоrо сплава в %
Z.I I Мl1 I NI I J\\g I SI I Cu
I Fe
0,2
0,56
0,31
0,25
1.5
1 5,14
I 1.2
1,0
13,1
15,67
7,25
>9,4
>9,4
1,1
2,5
2,5
4,5 6
0,5
1,0 1,41
1,2 0,53
0,98 0,87
1,26 0.37
2,14 1.3
3,46 4.17
0,794 4,9
1,12 4,07
б,25 7,75 <1,5
4,0 I 0,4
238
I По данным xHMH"eCKoro аН3IlIIза метаJ1ла образцов, сдетНlноrо отделом трак.
'(орных материалов НАТI1,
( 12,7 I 1,03 0,6
0.14 i 2,06 I 1,2 1,08
I 4,6 1.29 0,052
> 0,8 < 2.4 0,71
О 37 I > 0,6 < 2,4 0,65
См. ХЮIИ'lеСlшii COCTau чуrУН8 для цилиндра
То же
I 0.204 1 ' 1 О,В5 I
0.5 0,5 1,5 0,2 O,5
< 0,5 0,4 . 0,5
0,22
0,77
<0,4
<0.5
0,6
1,5
0,06 I
0,1 I
0.C 7
001
0:14
0,234
0,251
0,132
........ 1
I
> O,ti
>0,25
<0,5
2,0
2,94 I 1,29
4 6 5 8
7 12 < 2,0
,,"ивление и возМо.>kНость засорения межреберных каналов в процесс(!
эксплуатации. Получить rладкую поверхность ребер при литье
обычным способом очень трудно. Зачистка поверхностей механиче
ским путем экономически нецелесообразна. так как связана с боль
шой затратой времени.
При шаrе ребер меньше б ,ММ оТЛИF\ка их обычным способом CT<I
новится весьма сложной. а при определенноЙ толщине ребра почти
невозможноЙ. поэтому появляется необходимость в их механическоЙ
обработке. Этот способ является достаточно дороrим вследствие
больших отходов метаЛJlа и BbIcoKoro износа режущеrо инстру
мента. Кроме Toro. тонкие чуrунные ребра обладают малоЙ проч
ностью.
Чуrунные цилиндры с механически обработанными ребрами при
меняютСя в основном lIа двиrателях с уве.rlИчеиным диаметром Цилин
дра. В теХНОJlОrическом отношении наиболее проста конструкция
чуrунrюrо ЦИJ!Иllдра, отлитоrо как одно ueJlOe с ребрами, без их ЛОС';lе
дующеЙ механическоi'1 обрабОТI<И. Отливка таких цилиндров может
производиться обычным способом в песчаных формах с разъемом по
оси ци.:lИндра или С наБОРО),1 стержнеii по высоте цилиндра. В послеk
нее ВремЯ стала применяться центробежная отливка оребреННLIХ
цилиндров.
При изrотовлении цилиндров ДВllrате.Jlеii с воздушным охлажде-
нием из стали ребра получают мехаllическоЙ обработкой. Стальные
ребра имеют ряд преимуществ, основное из них состоит в возмож-
ности далыlйшеrоo уменьшения шаrа ребер (ДО 2 Jlf,M) Н придания
им наилучшей формы. Механическая прочность стальных ребер
выше, чем чуrунных или алюминиевых. а поверхность их может быть
более rладкоЙ, однако теплопроводность ста.;IИ неско.'1ЬКО ниже,
че:\-I Ч ТУI-lа. Стальные ЦИJIИНДРЫ не находят широкоrо распростра
нения в двиrателях общеrо назначения вследствие ВЫСОI<ОЙ стоимости
изrотовления. Последнее объясняется худшеЙ обрабатываемостью
стали, а также наЛИчием боJIЬШИХ отходов метаЛJlа при обработке.
Зеркало стальноrо цилиндра во избежание задиров во время работы
двиrателя должно иметь твердую поверхность, получаемую путем
цементации, хро:\шрования или закаJIКН т. в. ч. (тока:\ш высокой
частоты). Поверхность зеРК8JI8 получается после этоrо rладкой
и I1ЛОХО удсрживает масляную ПJlею<у. Ввиду этоrо необходима
специальная обработка поверхности для придания ей определенной
шероховатости. Все это также удорожает изrОТОВ.llение цилиндров.
При очень высоком форсировании Двиrателн применение стальных
цилиндров большою диаметра с тонкими, часто раСПОJlOжеинымlt
ребрами может оказаться неизбежным.
АJIIОМИНИЙ или а.JJюминиевыи сплав ввиду lIевысоких механи
ческих свойств при повышенных температурах не нашел при
мененltя для цилиндров дизелеЙ. Цилиндры из алюминия и
алюминиевоrо Сплава применяются в мотоциклетных ДвиrатеJIЯХ,
в двиrателе леrковоrо автомобиля Порше, а также в ДВиrа
телях rутброд, Штиль и др. Внутренняя поверXlIOСТЬ этих
ЦИЛИНДРОВ покрывается слоем пористоrо хрома толщиной lOO
239
t 50 МК, 'Конструкция T3KOi'o цию.jllдра О'I'Jlичае-rСfl МЗJ1ыМ весоМ,
ВЫСОКОЙ износостойкостью и теПJIOПрОВОДНОСТЬЮ. Алюминиевый
цилиндр может быть отлит в КОКИ"1Ь. ТеХlIо.rюrия хромирования
,
."
, '1#>
"
.
.
;
. . . -:
...
, ..
> .
..
. "
.
-,
2 ..'.
Ф"r. 108. Соединение xpo la с ЯЛIOJ\IИIlием: l xpo l: 2. аЛЮ lИliИЙ.
в настоящее время Достаточно отработана и обеспечивает хорошее
соединение хрома с аJl10мииием (фиr. 108). К сожалению, в ЛИтера
туре имеется очень мало сведеиий о нсдостатках этой конс'rрукции.
Указывается, например, что вследствие
раЗIIOI'О коэффициента расширсния алю-
миния и хрома на зеркале цилиндра поЯJЗ
ляются трсщины, но I1\)дчеркивается, что
они даже улучшают условия смазки зер
каЩI цилиндра. Проводятся работы по
исследованию возможности применения
хромированных алюминиевых цилиндров
в IЮНСТРУКЦИЯХ дизелеЙ.
Оснавным вариантом биметаЛ.lических
цилиндров является чуrунный или сталь-
нои ЦИЛИIIДР с залиты 1И алюминиевыми
ребрами, соединенными общей втулкой
(фIlr. 109). В чуrушlOМ цишшдре с а.IJЮ
миниевыми ребрами сочетается высокая
износостойкость с высокой теплоотдачей,
сс.rJИ чуrун и аЛlOl\IIНIИЙ IlрОЧНО соединены
друr с друrом. Процесс соединения алю
Фиr. 109. ЦИЛИНДР дизеля мшшевых ребер с чуrунной ОСНОВОЙ, из
rЮЛЬДtlер. веСТIIЫЙ в анrло-америкаиской литературе
под названием АI fiп процесса и в немец-
коП литературе под названисм VеrЬuпd gussvеrfаllП'П, был
предложен в 1934 r. a'Iep ИI<анской авиационной фирмой Фейрчайлд
и в настоящее время находит все большее примененис при изrо-
товлении оребренных цилиндроВ. Для наплавки ребер применяется
как чистый алюминий, так и ero сплавы, обладающие более вы-
.
'\.
"
240
.,
...
--
...
...
...
...
...
...'
...
..
...
...
...:
сокой прочностью И хорошими литейными качеСтвами. Заливка
алюминия по чуrуну достаточно отработана и обеспечивает xopo
шую монолитность соединения. Соединение может оказаться непроч-
ным ввиду разной величины коэффициента линейноrо расширеltия
чуrуна и алюминия и может привести к отставанию алюминия от
чуrуна. Устранение этоrо недостатка возможно путем СООТветстВую
щеrо подбора состава алюминиевоrо сплава и чуrуна в отношении
Фllr. 110. Цилиндр с накатанными ребрами.
их КОЭффИlшентов линейноrо расширения. Одним из преимущес1'В
чуrунноrо цилиндра с аЛЮМИl1иевыми ребрами является возмож
ность изrотовлеl1ИЯ ребер литьем в КОIШЛЬ.
UU
а} Ь}
2}
Фиr. 1 11. Последовательность операциii ЗDкатки ленты:
а "рото-.иа канавки; 6:""'" расширеhие KaJf80KII: IJ закладка пeHTbI;
2 разuaл", овка.
Разновидностью paccMaTpllBaeMoro варианта является алюмини
евый оребреllIlЫЙ цилиндр с запрессованной в Hero чуrунной rиль.
зой (дизели Паксмэн). Ввиду недостаточноЙ прочности чистоrо аJIЮ-
МИlIИЯ оребренную втулку изrотовляют из алюминиевоrо сплава.
теl1ЛОПрОВОДIlОС'lЪ KOToporo на 15 25 % ниже теплопроводности
чистоrо алюминия, а механическая прочность значительно выше.
Недостатком рассматриваемой конструкции является наличие сопро-
тивления тепловому потоку из за неплотнос1'И соприкосновения
детаJlей и образования окиСлИТельной пленки на соприкасающихся
поверхностях. Иноrда на чуrунную rильзу надевают разрезную алю-
миниевую оребренную рубашку н ззтяrивают ее при помощи болтов
(дизели Эйхер).
Весьма рациональной, обеспечивающей высокую теплоотдачу.
является применяемая в- авиационных дниrате.IJЯХ конструкция
ЦИJ1Иlщра, состоящеrо из чуrунной или стальной rильзы с закатан
]6 д. Р. Поспелов 409 241
ными В нее ребрами из листовоrо алюминия (фиr. 110). Технолоrия
изrотовления подобных цилиндров, предложенная американской
фИРМОЙ Райт, сравнительно несложна. Наружная поверхность вту.IJКИ
цилиндра имеет винтовую канавку, расширяющуюся в rлубину,
Последовательность операций закатки ленты в канавку цилИIi
дра указана на фиr. 111. Соединение rильзы с лентой полу
чается плотным и надежным. Недостаток подобной конструкции при
менительно к двиrателям рассматриваемоrо типа состоит в необходи
мости механической обработки (сверления или фрезерования) для
получения проходов под болты крепления цилиндр.а.
27. rОЛОВКА ЦИЛИНДРА
rоловка цилиндра является одной из самых ответственных дета-
лей двиrателя, несущей высокую тепловую и механическую наrрузки.
Она имеет сложную rеометрическую форму и ее отдельные части
подверrаются неравномерному HarpeBY, Внутренние поверхности
rоловки цилиндра находятся под действием rорячих rазов, а наруж
ные под действием холодноrо воздуха. СJlедствием этоrо является
на.'1ичие в rоловке высоких терr.!Ических напряжений, сопровождае
мых иноrда значительной ее деформациеЙ.
По межреберным каналам rоловки проходит в единицу врсмени
большое количество охлаждающеrо воздуха, часто с высокой KOHцeH
трацией пыли, что при неудачной конструкции воздушных каналов
rоловки при водит к образованию отложений rрязи и, Kal( следствие
этоrо, к ухудшениlO теПJlOотдающей способности оребрения. Это
объясняется увеличением термическоro сопротивления из за обра-
зования слоя rрязи, повышением rидрав.'Iическоrо сопротивления
заrрязненных каналов. что уменьшает количество ОХ.llаждающеrо
воздуха, протекающеrо по ним.
Совершенство конструкции rо.'IОВКИ цилиндра в значительной
степени определяет совершенство конструкции двиraTeJIя . Создание
удачной конструкции rоловки еще не rарантирует надежную работу
системы охлаждения и двиrателя в целом, но в значительной мере
предопределяет ее. К конструкции rО"10ВКИ предъявляются с.'Iедую
щие основные требования:
1. Соответствие величины поверхности охлаждающих ребер
количеству отводимой теп.llОВОЙ энерrии при заданном расходе
охлаждающеrо воздуха.
2. Наличие рабочих температур rмовки, не превышающих их
критических значений для металла rолоnки.
3. Равномерность распреде.'lения температур между отдельными
зонами rоловки.
4. Отсутствие деформации rоловки при работе двиrателя.
5. Высокая прочность конструкции при всех рабочих температу-
рах rОJIOВКИ.
6. Минимальное аэродинамическое сопротивление rоловки при
обдуве ее воздухом.
7. Минимальная возможность засорения воздушных каналов
rоловки и обеспечение их леrкой очистки.
242
В. 1ехнолоrИЧIЮСТЬ КОНСТРУКЦИИ rоловки'.
Перечисленные требования являются весьма важными и трудно
выполнимыми. Осуществлению их может способствовать ряд меро-
приятий при проектировании rоловки, а именно:
1. Задание необходимых сечений соединительных
между зонами с высокими и зонами с низкими
рами для обеспечения отвода тепловой энерrии от
вторым. .
,2. Расположение теl1ЛООТВОДЯЩИХ элементов (ребер, стержней)
в соответствии с направлением тепловоrо потока.
3. Создание каналов достаточноrо сечения для прохода охлаж-
дающеrо воздуха вдоль HarpeTbIx поверхностей.
4. Устранение мертвых зон и излишних поворотов воздушных
каналов, резких изменений их раЗМеров и фОрМЫ сечений в направ-
лении движсния воздуха.
5. Выбор правилыюrо располо
жения теП.100тдающих поверхностей
отlюсителыo направления воздуш
Horo потока. Сечения элементов ro
ловки, обтекаемых охлаждающим
воздухом (соединительные стержни,
бобышки), должны иметь по воз "
можности хорошо обтеl<аемую форму,
если это не при водит к значитсль
IlOму усложнению конструкции и yдo
рожанию изrотовления. Ребра жест
кости ДО.'lжны быть расположены Фиr. 112. rОЛОВКа карбroраторноrо
в направлении движения охлаждаю двиrателя Феномеll-rранит 27,
щеro воздуха. При неизбежности на-
клона этих ребер к направлению воздушноrо потока уrол наклона не
должен превышать 1O 15°, так как при БОльших уrлах возра-
стающее сопротивление не компенсируется увеличением тепло-
отдачи.
6. Обеспечение дополнительноro подвода охлаждающеrо воздуха
к особо HarpeтbIM ;\lестам.
7. ПРИ:\1енение материалов с высокой теплопроводностью, обеспе.-
чивающих эффективный отвод тепла.
Проведение указанных мероприятий необходимо независимо
от наличия системы дефлектирования.
Наиболее просто обстоит дело с проектированием rоловок цилинд-
ров Двухтаr<тньrх двиrателей с щелевой продувкой, так как место,
занимаемое клапанами, освобождается для размещения охлаждающих
ребер. Форма и размеры последних, а также расстояния между ними
определяются нотребllОЙ степенью охлаждения и технолоrией изrо.
товления. Наличие бобьrшек для шпилек [<реПJlения roловки и для
устанош\И свечи (или форсунки) не вызывает значительных трудно.
стей при проектировании, и КОНСТРУIЩИЯ rоловки получается доволь-
но простой. Также достаточно проста конструкция rоловки карбю.
paTopHoro двиrателя с нижними клапанами (фиr. 112).
16"
элементов
температу-
первых ко
.
.1
I
'" 8'
243
rоловки цилиндров чt'тырехтактных двиrателей с верхню.1И
клапанами более СJIOЖНЫ по конструкции, В связи с необходимостью
расположения впускноrо и выпускноrо патрубков, а также клапан
Horo механизма. Необходимо отметить, что если конструирование
цилиндра при уменьшении ero диаметра упрощается, то для rоловки
этот процесс усложняется, так как rабаритные размеры последней
при этом уменьшаются в большей степени, чем размеры ее элементов
(бобы к, стенок патрубков и пр.).
Конструктивные схемы rоловок цнлнндров
На фиr. 113 изображены конструктивные схемы rоловок цилинk
ров, применяемые в верхнеклапанных двиrателях с воздушным
охлаждением, Расположение охлаждающих ребер rоловки может быть
rоризонтальным (схема А), вертикальным (схема Б) и комбини
рованным (схема В). В отношении теплопередачи лучшим считается
расположение ребер перпендикулярно поверхности, от которой
ОНИ должны отводить тепловую энерrию. Этому условию в большей
мере отвечает комбинированное расположение ребер. Практически
это трудно осуществимо, так как связано с необходимостыо разме
щения впускных и выпускных каналов, камеры сrорания, форсунки
(свечи зажиrания) И бобышек для крепления rоловки. Кроме TOro,
должно быть обеспечено беспрепятственное течение охлаждающеrо
воздуха по межреберным каналам. При наличии заторможенноro
движения воздуха по каналам снижается эффективность отвода теп-
ловой энерrии от ребер и создается опасность засорения этих кана.10fЗ.
Поэтому они должны быть по возможности прямыми, сквозными,
достаточно широкими И сечение их по длине не должно сильно
изменяться.
На схеме А ребра расположены rоризонталыю по краям и между
патрубками rоловки. При этом rоловка получается достаточно
простой, но ее трудно изrотовлять литьем в кокиль, вследствие
этоrо данная схема чаще применяется при изrотовлении rоловки
из чуrуна. Воздушные каналы между впускными патрубками
свободны по всей высоте rОJJOВI\И. Поток охлаждаJOщ rо воз-
духа леrко распределяется в пространстве между двумя соседними
ребрами и минует препятствия, встречающиеся на пути.
Конструкция rоловки обладает достаточной жесткостыо во всех
ПЛоскостях. rоризонтальные ребра удобно располаrаются по поверх
ноети патрубков, так что вся поверхность последних оказывается ореб
ренной. Форсунка удачно соединяется с ребрами rоловки. Соединения
ребер с основанием rоловки осущестВЛЯJотся путем устройства верти-
кальных теплонроводящих стержней, сечение которых доюкно иметь
соответствующую форму с целью уменьшения сопротивления потоку
охлаждаЮЩЕ'rо воздуха. В конструкции, изображенной на фИf_ 114,
эти вертикальные стержни объединены с бобышками под шпильки
крепления rоловки.
Тепловой поток от перемычки между rнеЗДами клапанов частично
направляется по стенкам патрубков (rлавным обраЗО:'.1 BnYCKHoro
244
А
Б
в
r
ММ'..
LDJ
I z f
t , t t 6 t 7
ш,
11
3
"
t
8
9
1z
....""'";!!"' -
10
13
,,,
Фиr. 113. Схемы rоловок uилиндров:
Ш wтащ'а: Ф форсунка; Вn. Dпускноl\ I\лапан; lЗ lrI. DI пускноА клана\!,
g45
патрубка как более холодноrо) и частично непосредственно
в охлаждающий воздух, проходящий по каналу. Вследствие этоrо
сечение стенки патрубка в месте перехода в днище rоловки, а также
сечение центральноrо воздушноrо канала над перемычкой ДОЛЖНЫ
быть по воз:\южности большими. Выполнение этих требований при
водит к необходимости раздвижеllИЯ внутрснних стенок патрубков.
Если центральный канал над перемычкой получается широким,
прямым и сквозным, а скорость воздуха в нем достаточно высокой,
то перемычка охлаждается более эффективно, чем при наличии
выходящих из нее вертикальных ребер с узкими щелями между
ними. В противном случае температура перемычки при rоризонталь-
ных ребрах будет несколько ВЬЩlе, чем при вертикальных.
.
..
. .
..
Фнr. 115. rоловка дизеля ДB 30
(разрез D rОрИЗОНТaJJЬНОЙ пло'
скости).
Фиr. J 15. Соединение стенок патруб
IЮD 11 ОС IОDании r0J10ВКИ.
При rоризонтальном расположении всех ребер необходимо обес
печить их соединение с поверхностями ню'рева. -rак как иначе, HeCMO
тря даже на хороший обдув. не будет использована их теплоотводя
щая способность. Для улучшения отвода тепловой энерrии от OCHO
вания rоловки толщина стенОк в основании патрубков делается
максимально возможной, вплоть ДО слияния двух стенок (фиr. 115).
Серьезным нел.()статком этой схемы является трудность очистки
межреберных каналов в процессе эксплуатации.
На схеме Б (фиr. IIЗ) ребра расположены вертикально. Теоре-
тически такое расположение наиболее рационально, так как обеспе
чивает хорошее теПловое взаимодействие нижней (rорячей) и Bepx
ней (холодной) частей rоловки. В пространстве между патрубками
над центральной частью rоловки и над перемычкой между rнездами
клапанов раСПOJlOжены высокие ребра, что обусловливает эффек
тивный отвод тепловой энерrиИ от основания rоловки. Особенно
целесообразна данная схема в карбюраторных двнrателях с нижними
клапанами и в двухтактных конструкциях с беСК.'lапаююй продувксй.
ДdlЯ двиrателей, имеющих дополнительную камеру сrорания, приливы
и бобышки У rоловки цилиндров, данная схема менее рациональна,
чем схема А, ввиду Toro, что обтекание воздухом поверхностей
теПJIоотдачи затруднено. Наличие крутых поворотов и rлухих капа-
246
лов 1I0вышает сопротивление ПРОХОДУ воздуха и способствует отло-
жению пыли, что должно привести к ухудшению теплоотдачи.
Отливка rОJl0ВКИ, изображенной на схеме Б, более сложна.
Для упрощения формовки верхнюю часть rоловки, являющуюся
корпусом КJIапанноrо механизма, делают отъемной. Это облеrчает
контроль rоловки при изrотовлении и очистку ее воздушных каналов
при эксплуатации. Для размещения вертикальных ребер между
патрубками последние должны быть уда.lJены один от друrоrо. Но даже
при максимальном удалении патрубков друr от друrа трудно разме-
стить более 1 2 ребер, так как при значительной высоте послеДНИХ
толщина их в основании должна быть HaMHoro больше, чем у вершины.
Воздушные каналы в основании этих ребер при данной схеме оказы-
ваются настолько узки и, что трудность изrотовления и ухудшение
ЭКСIIJIуатационных качеств во мноrих СJIу"аях исключает ее при-
менение. особенно для двиrателей с малым диаметром цилин-
дров.
На схеме В изображено комбинированное расположение ребер:
вертикальное между патрубка:l.lИ и rоризонтальное по краям rоловки.
В данном случае сочетаются преимущества обеих рассмотренных
схем: для отвода тепловой энерrии от центральной части днища
rоловки служат вертикальные ребра, а для охлаждения патрубков
и друrих менее напряженных в тепловом отношении мест rори
зонтальные. Следует отметить, что последние расположены пер-
пендикулярно стенкам. поэтому патрубки хорошо охлаждаются
даже при малой высоте ребер. Основное преимущество данной схемы
состоит в том, что rоловка, выполненная по ней, может быть отлита
в кокиль. При этом верхнюю часть rQ.IJОВКИ делают отъемной (дизели
Дейтц, Порше и др.).
Рассмотренные схемы расположения ребер и патрубков относятся
к rоловкам с параллельным расположением клапанов и в основном
применяются на дизелях. В карбюраторных двиrателях при таком
раСПОJJOжении ребер трудно получить необходимые проходные
сечения клапанов, а также камеру crорания наиболее рациональной
формы. Трудности устраняются применением схемы r (фиr. 113)
с наклонными клапанами (обычно под уrлом 60, 75 или 900 друr к
::I.pyry). Эта схема находит широкое распространение в автомо(jиль
ных и авиационных двиrателях и является ТИПИ'lНой для карбюра-
торных двиrателей вообще. При ЭТО I ребра в развале клапанов
имеют вертикальное или rоризонталыroе расположение. Наряду
с улучшением охлаждения при данной схеме имеется возмож
ность разместить клапаны увеличенных размеров, что улучшает
наПQ.lJнение цилиндров. Изrотовление rОJl0ВКИ по данной схеме
lIe представляет трудностей. Подверженность засорению воздушных
канаЛQВ небольшая, очистка же их значителЬно проще, чем при всех
друrих схемах. В дИзе.IJЯХ эта схема не применяется ввиду усложне-
ния формы пространства сrорания.
При всех рассмотренных схемах возможно различное располо-
жение патрубков и друrих элементов rОЛОВКII в плоскости, парал-
лельной плоскости днища поршня.
247
Как ВИДНО, на большинстве схем форсунка смещена ОТIIОСИТельно
оси цилиндра, что необходимо при наличии одноrо ВПУСКllоrо и одноrо
выпускноrо клапана на цилиндр. При четырех клапанной конструкции
форсунка может быть размещена вертикально в центре. Такое pac
положение является наилучшим для протекания рабочеrо процесса
и равномерностн \larpeBa стенок цилиндров. При смещении форсунки
с оси цилиндра ее устанавливают обычно наклонно, так как при этом
создаются лучшие условия для се крепления и ОХJlюкдения. На всех
схемах, изображенных на фиr. 11З, патрубкам для простоты придана
одинаковая форма.
На схеме 1 направление обоих патрубков совпадаеТ с направле
нием потока охлаждзющеrо воздуха. Штанrи толкателей располо-
жены на выходе, а форсунка (или свеча зажиrания) на входе
охлаждающеrо воздуха. Эта схема применяется на ряде двиrателей
(двиrатели М \УМ, Дейтц и др.), причем у ДRиrателей Лейтц серии 612,
так же I<ак и у двиrателей M\VM, штанrи толкате,пей распо
ложены со стороны выхода ОХJlаждающеrо воздуха, а у двиrателей
Дейтц серий 514 и 614 со стороны ero входа.
ПреИ IУЩССТВО схемы 1 заключается в следующем: охлаждающий
воздух подается прежде Bcero на форсунку (свечу зажиrания), что
значительно повышает надежность раБОТ!:.1 двиrателя, уменьшает
опасность зависания иrJIЫ форсунки дизеля и CKJlOHHOCТb карбlOра
TopHoro двиrателя к детонации. ТеПdl0вая эиерrия, отводимая от
форсунки (свечи), уносится по каналу между патрубками. Количество
этой энерrии невелико и не может привести к заметному HarpeBY
впускноrо патрубка. В дизелях с разделенной камерой сrорания,
расположенной непосредственно под форсункой, эта камера при
данной схеме хорошо охлаждается. При нroольших размерах допол
нителыюй камеры, а также при ее отсутствии (в дизелях с непосред
ственным впрыском) и наклонном положении форсунки охлаждающий
воздух хорошо обтекает как верхнюю часть rоловки, так и основания
патрубков. Вследствие параллельноrо расположения патрубков
впускной патрубок почти не наrревается от вьшускноrо, который
также обдувается свежим (не HarpeтblM) воздухом, выбрасываемым
непосредственно за пределы rоловки. Иноrда в ребрах, соединяющи:х
оба патрубка, делаются разрывы для создания воздушной ПрОСЛОЙI(И,
затрудняющей переход тепловой энерrии от выпускноrо патрубка
к впускному. rоловка со стороны входа воздуха свободна от трубо
ПрОБОДОВ, поэтому стенки кожуха, подводящеrо воздух от вентиля
тора, MorYT быть выполнены rладкими и плотно прилеrающими
к краям rоловки.
В рассматриваемой схеме отсутствуют потери вследствие удара
воздуха о впускной и выпускной трубопроводы. Монтаж трубопро
ВОДОВ ПРОИЗПОДится без нарушения соединений системы охлаждения.
Большое живое сечение между ребрами для прохода воздуха и незна
чительное завихрение потока обеспечивают малое аэродинамическое
сопротивление И низкую степень засоряемости воздушных каналов.
Наличие штанr (в кожухах) на стороне подачи охлаждающеro
DОЗДУ (ПОJlожение Ш.) не ухудшает существенно УСJlОВИЙ обдува
248
roловки. 1" 1 как скорость воздуха в месте расположения этих штанr
значительно меньше, чем в каналах rоловки. В том С.rIучае, коrда
штанrи расположены со CТOp01lbI выхода воздуха (ПШlOжение Ш 2 ИJIИ
ш з ), они, вследствие своей близости к патрубкам, перскрыпают
часть живоrо сечения. В отдельных случаях оказывается необходи-
мым объединять канал для штанr со стенкой патрубка, в результате
чеrо послеДНИЙ искривляется. Кроме Toro, объединение канала для
штанrи со стенкой выпускноrо патрубка приводит к ненужному подо
rpeBY масла, стекающеrо по этому каналу из клапанной коробки.
Недостаток рассматриваемой схемы заключается в том, что
сравнительно мало живое сечение rоловки для прохода охлаждающеrо
воздуха. Для уве.:-rичения этоrо сечения уменьшают ширину впускноf'О
и выпускноrо каналов, что может УХУДl1lИТЬ напo.rIНение цилиндров.
Кроме TOl'O, это затрудняет размещение впускноrо и выlIсl<ноrоo
трубопроводов (по крайней мере один из них будет оказывать сопро-
тивление потоку выходящеrо воздуха).
Схема 2 (фиr. 113) отличается от схемы 1 лишь Относительным
направлением воздушноrо потока, который в первую очередь обду-
вает степки патрубков, а затем уже форсунку и дополнительную
камеру. Охлаждение форсунки воздухом, HarpeтblM о поверхность
выпускноrо патрубl<а, приводит к повышению ее рабочей температуры
и снижению надежности. ВПУСЮlOй и ВЫПУСКНОЙ трубопроводы долж
ны размещаться частично под направляющим кожухом, ввиду чеrо
возрастают потери кинетИЧесКОЙ энерrии воздуха из-за ero ударов
о трубопроводы. а уплотнение кожуха значителЬНО усложняется.
На схеме 3 впускной и выпускной патрубки расположены на раз
ных сторонах от продольной оси двиrате.IJЯ, причем выпускной патру
бок находится со стороны выхода. Форсунка (или свеча зажиrания)
расположена со CТOp01lbI входа воздуха. Разностороннее располо-
жение патрубков облеrчает компоновку впускноrо и вьrпускноrо
трубопроводов по обеим сторонам rОJlОВКИ. а также позволяет выбрать
наиболее рациональную форму сечения патрубков, в то время как
при схемах 1 и 2 патрубки ДОJlЖНЫ быть прямоуrОdlьноrо сечения.
Недостаток данной схемы заключается в трудности расположения
ФОРСУНКИ и особенно дополните,nыюй камеры сrорания (в соответ-
ствующих дизелях), так как для раЗ;"lещения последней проход между
патрубками в нижней, наиБOJlее наrретой зоне rоловки полностью
перекрывается и циркуляции охлаждающеrо воздуха оказывается
ВОЗМОЖНО!I лишь в зонах, лежащих выше этой kar-.-rерbI. Передвижение
форсунки с одноrо места на друrое (штриховые окружности), ес.тJИ оно
допусти),lO, может дать сравнительно неБОЛhШОЙ эффект. HaKoHeu,
необходимо отметить, что вследствие Нf'OДИ1lаковоrо расстояния от
форсунки до стенок патрубl<ОВ траектория воздушноrо потока искри-
вляется, поэтому при вертикаJ1ЬНОМ расположении ребер между
патрубками эти ребра приходи:тся наклонять к напраВJlению общеrо
воздушноrо потока, что прпводит к повышенным потерям и к за-
сорению межреберных каналов.
РаСПО.'Iожение штанr толкателей с OДHO стороны цилиндра
затрудняет ра !\. щепи(' той 113 IHiX. I\оторая \I ХCJДНТСЯ ближе
. .
2.19
к патрубку. При разностороннем расположении штанr усложняется
конструкция коромысел. Подача воздуха в первую очередь на впуск
ной патрубок у карбюраторноrо двиrателя рациональна лишь
в случае крайне неблаrоприятноrо тепловоrо режима патрубка;
в большинстве же случаев она не оправдывается, так как нриводит
к конденсации топлива на стенках этих патрубков. В дизелях,
наоборот, эффективное охлаждение впускноrо патрубка всеrда жела
тельно. По схеме 3 выполнены rоловки дизелей SLM.
Схема 4 отличается от схемы 3 расположением патрубков отно-
сителЬно направления ВОЗДУlllноrо потока. Охлаждающий воздух
подается в первую очередь на ВЫПУСКНОЙ патрубок, что более рацио
нально, так как приводит к значительному снижению максимальных
температур rоловки при неБолыllмM возрастании средних температур
Поэтому при необходимости разностороннеrо параллельноrо распо
ложения патрубков данная схема предпочтительнее предыдущей,
если только не наблюдаетсSl чрезмерноrо rюдоrрева свежеrо заряда.
В остальном данной схеме присущи те же недостатки, что и схеме 3.
Схемы 5 и б отличаются соответственно от схем 1 и 2 тем. что
впускной патрубок раСПО.'10жен не rоризонтально и пара.1.'IeJIЬНО
потоку охлаждающеro воздуха, а перпендику.'lЯрНО ему, т. е. Bep
fикаJIЬНО. В некоторых конструкциях вертикально раСПо.llаrастся
выпускной патрубок, при этом ОН выводится за пределы rоловки.
В этом случае выпускной трубопровод находится выше потока охлаж
дающеrо воздуха, что может привести к переrреву rоловки. При Bep
тикальном расположении впускноrо натрубка облеrчаются кш.шо
новка и размещение впускноrо трубопровода, а также устраняется
лишнее препятствие на выходе воздуха из орсбрения.
Схема 5 предпочтительнее схемы 6, так как, кроме указанных
преимуществ, обладает еще преимуществами схемы 1. Недостаток
схем 5 и 6 СОстоит в том, что сечение вертика.lIьноrо канала пере
крьшается частично бобышкой направляющей втулки клапана.
На схеме 7 впускной и выпускной патрубки раСПО.'lожены перпен
дикулярно направлению воздушноrо потока и параллельно продоль-
ной оси двиrателя. Ввиду этоrо ВПУСКНОЙ и выпускной трубопроводы
можно соединить с натрубками лишь при одно:\! цилиндре. Для MHoro
цилиндровых двиrателей данная схема неприменима. Расположение
патрубков поперек потока воздуха значительно повышает аэро-
динамическое сопротивление и затрудняет отвод тепловой энер
rии.
Схема 8 отличается от схемы 7 расположением впускноrо патрубка
в направлении оси цилиндра, что необходимо нри использовании
данной схемы на двухцилиндровом двиrателе. В этом случае rоловки
обоих цилиндров пo.rlучаются различными (одна являетсSl зеркальным
изображением друrой). Практически оказывается целесообразным
соединить обе rоловки в одну. как это сдедано в двиrателях Фолькс-
BareH (схема 9) и в двиrателях Дэвид-Браун (схема /О).
На схемах l /O охлаждающий воздух течет перпендикулярно
плоскости, проходя щей через оси клапанов. Такое расположение
в большинстве случаев является более рациональным. Эта схема
250
обеспечивае7 хорошее охлаждение центральной наиболее наrретой
зоны rоловки, включающей перемычку между rнездами клапанов.
Однако в ряде случаев оказывается целесообразным плоскость,
проходящую через оси клапанов, располаrать IЮД неООльшим yr-
лом к направлению воздушноrо потока, как это сделано на схемах / /
и /2 и, в частности, необходимо при центральном расположении фор
сунки. При такой схеме на участке между патрубками нет сквОзноrо
проходноrо канала, поэтому воздух, чтобы выйти из rоловки. должен
сделать поворот, как показано на фиr. 113 стрелками. Охлаждаю-
щие ребра также располаrюотся под уrлом к направлению потока.
Схема /2 отличается от схемы / / изменением относительноro распо-
ложения патрубков. Как уже указывалось выше, расположение
BblnycKHoro патрубка со стороны входа охлаждающеrо воздуха более
рационально, поэтому при необходимости применения одной из cxeM
/ / И.'IИ / 2 лучше применять ПОС.'Iеднюю. Кроме указанных осо-
бенностей схем / / и /2, ":\1 свойственны в основном те же недостатки,
что и соответственно схемам 5 и б.
Схемы /3 и 14 характеризуются тем, что впускной и выпусююй
патрубки расположены в линию, параллеЛЬ\lО направлению воздуш
Horo поmка, поэтому с охлаждающим воздухом непосредственно
соприкасаются лишь боковые поверхности этих патрубков. ЦeHT
раЛhная зона rоловки между НИМИ не продувается и те\lловая энерrия
от нее отводится только путем теплопроводности. Если форсунка
(или свеча зажиrапия) в этом случае располаrается между патруб
ками, то ее охлаждение осуществляется тем же способом, т. е. тепло
проводностью к менее HarpeтblM зонам rоловки. Эти схемы особенно
неблаroприятны для дизелей с разделенной камерой сrорания, так
как последняя в этом случае располаrается сбоку одноrо из патрубков
и перекрывает воздушные каналы в нижней части rоловки. При после-
доватеЛbI-IOМ (в линию) расположении патрубков с подачей воздуха
в первую очередь на выпускной патрубок тепловая энерrия перено-
сится движущимся воздухом С переднеro патрубка на задний (с выпуск
Horo на впускной). Если HarpeB впускноrо патрубка оказываетсЯ
чрезмерным, целесообразно изменить их расположение относительно
напраВJlения воздушноro потока, т. е. расположить патрубки, как
на схеме /3, разместив впускной патрубок со стороны входа охлаж-
дающеro воздуха.
Схема 13 более раllиональна для дизелей, а схема /4 для кар-
бюраторных двиrателей. Так как и в том и в друrом случае охлаждаю-
щий воздух не проходит между патрубками, то для улучшения отвода
тепловой энерrии их боковые стенки ДОJ1ЖНЫ иметь ребра. Из за
своих недостатков схемы 13 и /4 редко применяются в современных
двиrателях С воздушным охлаждением.
Приведенный анализ схем не исчерпывает всех факторов, лсжащих
в основс выбора I<OI-1СТРУКТИВНОЙ схемы rоловки цилиндра. Хотя
необходимость эффективноro ее охлаЖДения является самым лажным
требованием, немалое вЛияние оказывает и рациональное конструк-
тивное оформление связанных с ней деталей: ч:убопроводов, клапан-
Horo механизма, ero привода и декомпрессора (в дизелях). Так как
251
о влиянии КОНСТРУJ<ТИВНОЙ схемы rоловки на компоновку тру60про
водов уже rоворилось, то отметим лишь влияние конструкции rоловки
на компоновку припода К_'Iапанноrо мехаНИЗ:\lа. Срапните.1ЫIO просто
проектировать клапанный механизм и ero привод для схем с OДHO
сторонним расположением патруБJ<ОВ (схемы 1 и 2). В этом случае
ОДНОЮ-Iенные детали механиз:\13 (Iюро:.!ысла, стойки, штанrи) полу-
чаются почти всеrда одинаковыми или симметричными. При разно
стороннем расположении патрубков (схемы 3, 4, 11 14) одноименные
детали привода J<:!апанов ПО.'1учаются неодинаковыми и несиммет
ричными. Иноrда возникает необходимость применения двух раздель-
ных приводов для впускных клапанов с самостоятельными распреде-
лительными лала ш (двиrатели Татра 114 и Татра 111).
Особенности конструктивных схем rоловок цилиндров
карбюраторных двиrателеА
Условия охлаждения rоловок карбюраторных двиrателей с ниж
ними И веРХJJИМИ клапанами различны. В двиrателях с нижними
клапанами отвод тепловой энерrии в основном ОСУLЦествляется ци-
.'1индром, конструкция KOToporo ВС.'Iедствие раЗ;\lеLЦения на нем кла
па нов получается несимметричной и неранномерно оребренной, что
и является причиной, обуслов.lJивающей неодинаковые температуры
по ero окружности.
Сторона цилиндра, на IЮТОРОЙ размеLЦаются клапаJJЫ, должна
JJаходиться обязательно под более высокой частью камеры сrорания
(фиr. 116), а охлаждающий воздух должен перемещаться в направле
нии стрелки А или стреJIКИ В. Эта сторона ци.'lИндра в термическом
отношении является наиболее напряженной, так как ее внутренняя
стенка изолирована от потока охлаждающеro воздуха и может
передавать теп.IJОВУЮ ЭJJерrию, ПО.1учаемую от рабочих rазов, толыю
путем теплопроводности иреимущественно во впускной патрубок.
Выпускной патрубок в зоне ПрИ.'1еrзния к ЦИ 'IИJIДРУ сам имеет высо-
кую температуру. При направлении ПОТOI<а воздуха по стрелке А
он будет обтеJ<ЗТЬ боковые и заДНIOЮ стороны цилиндра, будучи уже
подоrретым, в результате чеrо ОХJJаждение этих сторон окажется
MeJJee эффективным.
ПРОТИВОПО.'lOжное напраВ.'IСJiИе воздушноrо ПОТОI<а (по стрел-
ке В) вызывает заметное уве.lJичение температуры стороны цилиндра,
на которой расположены J<лапаны. ТЗ!юе направление движения
охлаждающеrо воздуха в отношении ОХ.'IаждеJiИЯ rоловки цилиндра
даже более рационально, ТЗ!< как в этом направлеНИJJ сечение воз
душноrо канала в rоловке уменьшается, а воздух по мере HarpeBa
приобретает бо_'IЬШУЮ скорость движения. ВС_'Iедствие этоrо поверх
ность камеры сrорания ОХ.lJаждается более равномерно, тоrда как
при направлении потока по CTpe.IJKe А воздух, наrреваясь над BЫCTY
l1ающей ее частью и попадая затем в зону уве.'Iиченноrn проходноrо
сечения, движется замеД.lJенно, поэтому отвод теJ1JIOВОЙ энерrии
ухудшается и температура CTeHOJ< бо,lJее низкой части ,<амеры повы
щается. !:30Qбще степень ОХJlщкденил пrи ИСПО.rIl.13Q6дfIИИ уt<аЗдtlной
252
схемы зависит ot СООТноU1ениst размеров камеры сrорания. Как видно
из фиr. 116, воздушные канаю,! в rоловке цилиндра имеют лишь
неБОJ1ьшие искривления для установки шпилек крепления rоловки,
в остальной же части они прямые (в вертикальной плоскости) и сквоз
ные. Вертикальные стенки большинства каналов обтекаlOТСЯ охлаж
дающим воздухом с двух сторон и поэтому интенсивно отводят теп
ловую энерrиlO от камеры сrорания. Кроме Toro. повышению степени
теплоотдачи содействует также высокая теплопроводность аJIIO:\lИние
бып.
8Ь1п
Фиr. 116. Схемы rоловки и ЦИ.'lIIндра
с НИЖНИМИ клапанами.
Boro сплава, применяемоrо для изrОТОВ_lения rOJIOBO]{, тш< что охлаж
дение их не представляет особых трудностей. Более трудным является
охлаждение BepXHero пояса цилиндра, поэтому оно определяет
направление воздушноrо пото]{а.
Охлаждению электрической свечи зажиrания также должно быть
уделено серьезное внимание. В одноцилиндровых двиrателях и в дnи
rателях с двумя не смежно расположенными ltилиндрами возможно
направление воздушноrо потока по схеме, изображенной на
фиr. 116. б. Эта схема, в частности, применяется в мотоциклетных
ДВиrате.IJЯХ.
Особенностями карбюраторных двиrателей с верхними клапанами
по сравilению с четырехтактными дизелями являются повышенные
теr-.шературы отработавших rазов и большая доля тепловой энерrии,
ОТводимой системой охлаждения. Однако все поверхности камеры
сrорания и внутрицилиндровоrо пространствэ у этих двиrателей,
за исключением седел клапанов и стенок выпускных KaHa.IJOB, не
253
имеют тоЧеk с такоЙ высокой температурои, как rоловки дизелей;
в результате этоrо необходимое теплорассеивание обеспечивается
увеличением общеи поверхности оребрения или количества охлаждаю
щеrо воздуха.
Конструкция цилиндров карбюраторных двиrателей с верхними
клапанами мало отличается от конструкции цилиндров дизелей,
рассмотренных ранее. Конструкция же rоловок цилиндров этих
карбюраторных двиrателей отличается большим относительным объе-
мом камеры сrорания вследствие меньших степеней сжатия. Из разно
образных форм камер сrорания применяются цилиндрическая, сфе-
рическая, шатровая и клиновая. Схемы направления ВОЗДУШllоrо
потока и расположения патрубков возможны те же, что и в KOHCTPYK
циях дизелей. Место форсунки при этом занимает свеча зажиrаниЯ.
Наиболее рациональной является схема с подачей охлаждаlOщеrо
воздуха непосредственно на выпускной патрубок и на свечу зажиrа
ния. Размещение свечи зажиrания в rоловке цилиндра карбюратор
Horo двиrателя не представляет серьезных трудностей, так как точное
ее расположение предопределяется принятой фор:\юй камеры cropa
ния, а reометрические размеры свечи малы по сравнению с размерами
rоловки.
Влияние типа и формы камеры сrорания на конструкцию
rоловки цилиндра
Тип камеры сrорания существенно влияет на конструкцию rоловки
цилиндра дизеля с воздушным охлаждением. В неразделенных каме-
рах по сравнению с разделенными СI"орание топлива происходит
в пространстве с меньшей поверхностью стенок, поэтому температура
их ВыШе. Чем больше поверхность той части неразделенной камеры.
которая расположена непосредственно в днище поршня, тем выше
ero тепловая наrрузка, а также и наrрузка примыкающих к нему
стенок цилиндра. Кроме непосредственноrо воздействия rорячих
rазов на стенки, последние наrреваются дополнительно при вытекании
rазов из камеры в поршне в надпоршневое пространство, особенно
если rорловина камеры в поршне имеет относительно малое сечение;
более сильному HarpeBy подверrаются I<РОМИ:И rорловины. В разде
ленных камерах, коrдадополнительная камера расположена в rоловке
цилиндра, температуры по поверхности распределяются иначе,
так как по друrому протекают процессы смесеобразования и сrорания.
Наиболее HarpeтblM местом являются стенки соединительноrо канала,
независимо от величины относительноrо объема дополнительной
камеры. Стенки канала наrреваются от рабочих rазов, вытекающих
с большой скоростью из дополнительноЙ камеры в основную. Следую
щей по степени наrретости является зона расположения дополни
тельной камеры, так как в неи развиваются наибольшие давление
и температура, а отношение поверхности к объему значительно MeHЬ
ше, чем в rлавном пространстве.
В основной камере сrорания самая rорячая точка находится
на днище поршня (в ero центре или напротив соедините"lьноrо канада).
254
Стенка ЦИJшндра со стороны распо,rюжения дополнительноЙ камеры
имеет более BbICOKYIO температуру, чем с друrих сторон. В общем же
тепловая напряженность стенок пространства над поршнем при раз-
деленных камерах ниже, чем при неразделенных. В дизелях с нераз-
деленной камерой наибольшую трудность представляет охлаждение
ЦИЛИНДра, в дизелях с разделенной камерой охлаждение допол
нительной камеры и rоловки в целом. В двиrателях с воздушным
охлаждением решение вопроса усложняется трудностью MecTHoro
подвода охлаждающеrо воздуха к камере сrорания, недостаточным
количеством протекающеrо в этом месте воздуха и малой величиной
поверхности камеры. Поэтому удовлетворительноrо охлаждения
ДОПОJIНитеJlЬНОЙ камеры, особенно при ее большом относительном
объеме, можно добиться либо путем оребрения самой камеры, либо
путем соединения тела камеры с оребрением rоловки цилиндра.
Для осуществления более надежноrо охлаждения ПРИ:\-Iенение
неразделенной камеры более рационально. При наличии этой Ka:'lepbl
сечения воздушных каналоп rоловки цилиндров не перекрываются,
поэтому обеспечивается хорошее ее охлаждение и, в частности,
самой напряженной ее зоны перемычки между rнездами клапанов.
Достаточное охлаждение центральной части днища rоловки YMeHЬ
шает опасность появления трещин и нарушения rерметичности посад-
ки К"1апанов, Необходимо лишь позаботиться о хорошем отводе
тепловой энерrии от распылителей форсунки. Это достиrается pac
J10ложением форсунки со стороны подачи охлаждающеrо воздуха,
удалением ее от центральной части rоловки (если это не нарушает
нормальноrо смесеобразования), а также применением оребренноrо
чехла для rаЙI<И распылите.1Я (двиrатель Петтер).
в случаях применения вихревой камеры сrорания необходимо
учитывать с.l\едующее:
1) относительный объем камеры обычно составляет более 50%
Bcero пространства камеры сrорания;
2) камера должна иметь шаровую или близкую к ней форму;
3) камера должна быть выполнена из двух частей или, по крайней
мере, иметь вставную rорловину.
Применение предкамеры связано со следующими особенностями:
1) относителыlЫЙ объем предкамеры может быть срапнительно
малым (25 30 %), вследствие чеrо упрощается расположение камеры
в rоловке и улучшаются условия ее охлаждения; может отпасть
необходимость соединения тела камеры с оребрением rоловки ци
линдра;
2) форма камеры может быть произвольной: цилиндрической.
Iюнической и пр.
При обоих типах разделенных камер сrорания форсунка охлаж
дается более эффективно, чем при неразделенной камере, так как
она удалена на большее расстояние от OCHoBHoro пространства cropa
ния и находится в зоне интенсивноrо потока охлаждаlOщеrо воздуха,
Конструкция rоловки получается такой же простой, если допол.
нительная камера имеет размеры, мало отличающиеся от размеров
форсунки. Дополнительная Ю!;I./ера больших размеров существенно
255
УС.flOжняе-r КОНСТРУI{шtю rОЛОВI{И. так Kal{ дополнительную камеру
приходится удалять от rлавноrо пространства сrорания. Но и в ЭТOi\.1
случае она затрудняет поступление воздуха в uентральный канал,
а охлаждение ,<амеры осуществляется почти ИСI{лючительно за счет
отвода тепла по телу rоловки к периферийным ребрам. Поэтому
в таких rоловках BOKPYI' допотштельной камеры делаются толстые
стенки. Соединительный ({<шал между дополнительной и основной
камерами выходит в зону перемычки' между rнездами клапанов,
ПОЭТОl\-IУ охлаждение ero стенок осуществляется теми же средствами,
что и охлаждение перемычки.
Конструкция оребрения соловки цилиндра
При выборе оптимальных размеров ребер и размещении их по
высоте rолоВI<И справедливы все положения, приведенные ранее
при определении оптимальных раЗМеров ребер UИ.'IИндра. Шаr ребер
онределяется, с одноЙ стороны, потребностыо охлаждения, а с дpy
rой теХНО.l'lOrическими соображениями. Ве.I1ИЧИНЫ шаrа ребер
на rоловке цилиндра и на самом цилиндре должны быть соrласованы
между собой. чтобы поверхности оребрения их, независимо от приме-
няемои схеыы воздушноrо тракта и системы дефлектирования, были
пропорциональны долям отводимой ими тепловой энерrии.
I3ЬШОJIневию требования рациональноrо распределения тепло
отводящих элементов препятствует требование простоты 11 техноло-
rичности КОНСТРУIЩИИ. ЭТII противоречивые требования удовлетво-
ряются созданием избыточной поверхности охлаждения. Шаr ребер
может быть разным по высоте rоловки: в нижней части i\lеньше, чем
в верхней. Такое расположсние раШlOнально в том случае, коrда
в нижней части rоловки место наиБО.'Iьшеrо HarpeBa охлаждается
усиленным потоком воздуха. В ПрОТИВНО:V1 случае увеличение оребре
ния более наrретой части может привести I{ отрицательным резуль
татам. Иноrда, с целью улучшения отвода тепловой энерrии от Bepx
ней зоны ЦlIлиндра и повышения жесткости нижней части rоловки,
последнюю надевают на цилиндр на высоту раСПOJlOжения 2 3 ребер.
Это целесообразно, если rоловка изrотовляется из БО.'1ее теПЛОПРОВОk
Horo i\lатериала. При ОДlIна[{овом материа.'1е rоловки и uилиндра
заметноrо эффеl<та не ПО,llучается. а IЮНСТРУКЦИЯ усложняется.
В существующих IЮНСТРукциях шаr ребер на rO.110Вl{e, кЗI{ пра
вило, одинаков по всей ее высоте, но неСКО.1ЫЮ больше, чем у ребер
цилиндра. МIIнимальный шаr ребер (таб.'1. 23) равен 5 ,им, маl{сималь-
вый 12 мм. Коэффициент живоrо сечения для прохода воздуха колеб-
.l1ется от 0.068 ДО 0.205. Величина ero, I{роые плотности оребрения,
определяется также степенью заполнения пространства rQ.1ЮВКИ дру-
rими элементами (патрубками, бобЫШI<ами и пр.). С увеличением
литровой мощности двиrателей неизбежно ПРИi\lенение более частоrо
оребрения с очень малым шаrом. Последний может быть получен
заливкой пластин в тело rоловки. П""астины ребра ДО.'1жны быть
сделаны из высокотеплопроводноrо Мета.I1.'1а (ыедь или а:номиний).
При существующеЙ технолоrии MaccoBoro производства для двиrа
256
телей с диаМетроМ I\илиндра До 150 мм наиболее приеМлеМЫМ шаrом
литых необработанных ребер можно считать 6 7 ,itM при толщине
ребра 2 2,5 ,iot, t. Применение механической обработки ребер rоловки
ввиду сложности ее конструкции является нерациональным.
Конструкция патрубков и основания rОЛОВКИ
Впускной и выпускной патрубки неизбежные элементы rоловки
цилиндра любоrо четырехтактноrо двиrателя. ВЫПУСI<НОЙ патрубок
имеется также и в двухтактных двиrателях при прямоточной клапан
но щелевой схеме продувки. На КОНСТРУIЩИЮ rолоВl<И цилиндра
влияют расположение, форма и размеры патрубков.
Расположение патрубков вытекает из принятой конструктивной
схемы rоловки и рассмотрено выше. Форма сечения п,:!трубка должна
обеспечивать оптимальные УС.1JОВИЯ протекания rазов по внутреннему
ero каналу при минимальном аэродинаl\шческом сопротивлении внеш
Hero контура. Это условие особенно важно для впускноrо патрубка.
Независимо от формы ero rОр.l0ВИНЫ (цилиндрическая, соплообраз
ная), переходы от нее к cTeНl<aM патрубка должны быть плавными,
а сечение канала, по мере ero удаления от rорловины. должно расши
ряться, оставаясь I<руrлым ИJ1И плавно переХОДЯЩИI\ R прямоуrоль
ную форму. Для снижения аэродинамическоrо сопротивления про
ходу охлаждаlOщеrо воздуха между впускным и выпускным патруб
ками ширина этих патрубков в направлении, псрпендиКУЛЯрНОМ
1< воздушному потоку, делается минимальной. Необходимое сечение
канала достиrается увеличением ero высоты, причем отношение BЫ
соты сечения в месте выхода к ширине доходит до 3. Опыт показывает,
что при этом удается получить нормальное наполнение цилиндров.
Форма сечения выпускноrо патрубка мало влияет на работу двиrа
теля.
е це.1]ЬЮ уменьшения конденсации топлива на стенках впускных
трубопроводов карбюраторноrо двиrателя длину их следует делать
возможно меньшей. Чтобы избежать чрезмерноrо Подоrрева ВПУСI<ноrо
патрубка от выпускноrо и устранить напряжения, возникающие при
отливке rоловки и при работе двиrателя, стенки обоих патрубков
не должны соприкасаться между собой. Длина выпускноrо патрубка
должна быть минимальной, так как в противном случае на отвод от
Hero тепловой энерrии необходимо затрачивать излишнюю мощность
(это не относится 1{ длине выпускноrо трубопровода).
Независимо от конструкции патрубка, соединение ero с OCHOBa
нием rО.7IОВКИ делается возможно более плавным, что необходимо
для уменьшения напряжений, возникающих при отливке rоловки
и во время работы двиrателя, а также для улучшения отвода тепло
вой энерrии от основания в верхнюю часть rоловки. Плавность
переходов необходима также для уменьшения приrорания форыовоч
ной земли при отливке в формы и уменьшения оседания пыли в воз
душных каналах при работе двиrателя.
Для обеспечения хорошеrо обдува основания rоловки и патрубков,
а также свободы деформации последних при HarpeBe, их нижние
17 д. Р. Поспелов 409
257
стенки иноrда (если это допускается 1<0нструкцией) t>tДеЛ I10Т оТ
основания rоловки. Основание rолопки воспринимает давление рабо
чих rазов и подперrается с внутренней стороны непосредственному
тепловому воздействию, наружная же ее сторона обдувается ХОЛОk
ным воздухом. Во избежание деформации основания rоловки от дей
("твия указанных механических и тепловых наrрузок оно должно иметь
достаточную толщину, особенно при изrотовлении из алюминиевоrо
сплава. Чтобы уменьшить сопротивления воздушному потоку вдоль
наружной поверхности основания rоловки дизеля и устранить
опасность отложений rрязи, выступ для установки форсунки ДО.llжен
быть минимальным. С этой целью, а также с целью удовлетворения
упомянутых выше требований толщина основания в некоторых
конструкциях rоловок увеличивается настолько, что вся ero внеш
ияя поверхность становится плсской. При этом, естественно, вес
rОJ10ВКИ повышается.
Большое значение придается Та!{же КОНСТРУIЩИИ вертикальных
элементов, Соединяющих rоловки с вышележащими ее частями,
в частности, с rоризонтально расположенными ребрами. Все это
существенно улучшает отвод тепловой энерrии от основания. В ro
лопке, изображенноЙ на фиr. 114, соединительные элементы сделаны
как одно целое с бобышками под шпильки крепления rолuпки.
Они расположены так, что вся их площадь сечения вписьшается
в периметр основания rоловки, воспринимают от последнеrо тепловую
энерrию и отводят ее в верхнюю часть. Соединительные элементы
имеют каплеобразное сечение для уменьшения их аэродинамическоrо
сопротивления, а также для уменьшения отложений rрязи.
Между rоловкой и цилиндром должен осуществляться теплообмен,
для чеrо необходимы хороший !шнтакт между прилеrающими поверх
ностями этих деталей и достаточно БО.1IЬшая величина указанных
поверхностей.
. При алюминиевой rоловке соединение ее с цилиндром пронзпо
дится обычно без проклаДI<И, при чуrунной же rолопке через
прокладку из мяrкой меди.
Вставки rнезд клапанов
При изrотовлении rоловки из атоминиевоrо СП.'Iава необходимо
применять вставные седла I{лапанов. Наиболее HarpeтbJM местом
rоловки цилиндра является перемычка между rнездами клапаноп,
а в перемычке посадочный поясок выпускноrо I<лапана. Д.1ИТель
Ное ударное воздействие клапана на посадочный поясок приводит
к проседаниIO последнеrо, к потере rерметичности и выходу ИЗ строя
rоловки. Для повышения долrовечности чуrУJ:IНОЙ rоловки Последняя
должца быть изrотовлена ИЗ специальноrо чуrуна, имеющеrо высО\{ую
прочность при повышенных температурах. Иноrда целесообразно
изrотовлять rо.:IOВКИ из обычноrо ceporo чуrуна, С применением
вставок rнезд клапанов из леrированноrо чуrуна.
При изrотовлении rоловки из алюминиевоrо сплава указанные
требования к ме анической прочности, жаростойкости и износостой
258
Koctif nерен()сйтсSl на йСТ8Ьkи I'He Д клапАноВ, ot ПрОЧНОСТIt и ПЛоТ-
ности запрессовки которых зависит надежность работы rоловки.
При выборе необходимоrо натяrа при запрессовке принимают во
внимание рабочий температурный режим, а также качество материала
rоловки и вставок. Температура основания (днища) rоловки обычно
несколько выше температуры Rстаяки BnycKHoro клапана, но ниже
температуры встаВI<И BbInycKHoro клапана. Это обстоятельство должно
быть учтено для получения ОДИНaI<ОВЫХ натяrОR в рабочем состоянии.
Для форсированных двиrателей. например авиационных. вставки
впускных клапанов иноrда изrотов.'1ЯЮТ из никельаЛlOминиевой
бронзы. а вставки выпускных из хромоникелемолибденовой стали.
Размеры встпвок и rнезд ПОД вставки (в .\1.11)
ТаБЛUl4а 3 J
I "ф, б
.
,'r.;:;/ '1::> W
, /. : ;; (74 W7/f{}
.т A
.
I-lor.lIIнаЛМlыli Для леrких УС,'О8I1n работы Д..я тяжс.'ЫХ }'СЛО8НЙ работы
диаметр I ! I I
"ОрЛО8Н1IЫ А В D Т n D т
I
I
22,225 28,575 5.69 5,556 28,575 6,4 6.350
23,812 30,162 5.69 5.556 30.162 6,4 6,3.'>0
25,4 31.750 5.69 5,556 31,750 6,4 6,350
26,9В7 33,337 5.69 5,556 34,925 8,2 7,937
2В,575 34,925 5,69 5.556 36,512 8,2 7,937
30,162 36,512 5,69 5,556 38,100 8,2 7,937
31,750 3В,1ОО 6,47 6,350 39,687 8,2 7,937
33.337 39,6В7 6,47 6,350 42,862 9,77 9,525
34.925 41,275 6,47 6,350 44.450 9.77 9,525
36,512 42,862 6,47 6,350 46,037 9,77 9,525
38,100 46.037 8,06 7,937 47,625 9,77 9,527
39,687 47,625 8,06 7,937 50,800 11,36 11,112
41,275 49,212 В,06 7,937 52,387 11,36 11,112
42,862 50,800 8,06 7,937 53,975 11,36 11,112
44,450 53.975 9,64 9,525 55,562 11,36 11,112
46,037 5.5,562 9,64 9,525 57,150 11,36 11,112
47,625 57.150 9,64 9,525 5В,737 11,36 11,112
49,212 5В,737 9,64 9,525 61,912 12.95 12,7
50,800 60,325 9,64 9.525 63,500 12.95 12,7
52,387 , 65.087 12,95 12,7
53,975 66.675 12,95 12,7
55,562 68.262 12.95 12,7
57,150 69,850 12.95 12,7
58,737 73,025 14,55 14,287
60.325 74,612 14,55 '14.287
61,912 76,200 14,55 '114,2B7
63,500 77,7В7 14,55 14,287
66,675 80,962 14.55 14,2В7
69.850 B4,137 14,55 14,287
17.
259
Для нефорсироваl-JНЫХ двиrателей в большинстве случаеl3 Вставки
.rllезд впускных и выпускных I<лапанов можно изrотовлять из одноrо
материала и устапавливать их с одинаковым предварительным натя
roM. Обычно ПРИi\.lеняют леrированный чуrун, идущий на изrОТОВЛение
rильз цилиндров, или сталь типа ЭСХ8, употребляемую для изrо.
ТОR.11t ния выпускных клапанов, или даже среднеуrлеродистую сталь
типа сталь 45. В табл. 3 1 приведены размеры отверстий
под вставки и размеры вставок, рекомендуемые для rоловок из алю-
миниевсrо сплава 120] стандартом амеРИI{анскоrо общества aBTOMO
бильных инженеров.
Для запрессовки вставок в rоловку применяется один из следую-
щих спосоСов: 1) ОХЛаждение вставки; 2) HarpeB rО"10ВЮt; З) сочетание
указанных двух способов.
В первом случае температура вставок при применении уrлекис
лоты понижается до 70 750, а при применении жидкоrо воздуха или
жидкоrо кислорода еще ниже. Последнее не рекомендуется ввиду
изменения свойств аустенитных СП.'1авов при пизких температурах.
Наиболее рационаЛЬНЫJ\Ш ЯВ.'1Я10ТСЯ HarpeB rо,тlOВКИ цилиндра в зави
симости от марl<И алюминиевоrо сплава до температуры 200 250C
и последующая запрессовка BCTaBOI<. При этом необходимо следить
за тем, чтобы соприкасающиеся поверхности были обработаны не
ниже чем по 5 MY классу чистоты, а запрессованные вставки ШIОТНО
прилеrали бы торцами к rоловке.
Материалы для rоловки
Размеры и конфиrурация элементов rоловки в известной степени
зависят от материала, применяемоrо для ее изrотовления. При изrо
товлении rо..10ВКИ из чуrуна, обладающеrо более высокой механиче
ской прочностью и жаРОСТОЙl<ОСТblО по сравнению с алюминиевым
спл вом, толщина cTeHOt< rоловки должна быть меньше, сечение же
ребер, ввиду меньшей теплопроводности чуrуна, больше. Подвер-
rающиеся механической наrрузке элементы rоловки, изrотовленной
из алюминиевOI'О сплава, который обладает ПОllиженной механической
прочностЬю, ДО.'1жны иметь по сравнению с rО.'IОВI<ю.ш из чуrуна ббль
шие раЗМеры. Поэтому при замене чуrуна на аJIюминиевый сплав
необходимо тщательно проанализировать псе элсменТЫ конструкции,
подверrающиеся механической и тепловоЙ наrрузке. Ввиду необхо
димости утолщения ряда элементов замена чуrуна на алюминиевый
сплав не приводит J{ пропорциональному снижению веса конструкции,
который уменьшается не более чеi\I в 2 раза.
В rоловках из а.'llоминиевых сплавов для крепления свечей зажи-
rания карбюраторноrо двиrате'lЯ или форсунки дизеля с Henocpeд
cTBeHHыM впрыском применяются простые переходные резьбовые
ВТУЛКИ (фиr. 117, а и б); переходные детали Д.'1я крепления ФОРСУНОК
в дизелях с разде.'Iенной камерой изrОТОВ.'IЯЮТСЯ с ней кЗI< одно
целое. В этом случае усилия затяжки шпилек крепления ФОРСУНКИ
и усилия от давления сrоревших rазов в ДОlIолните.'lbНОЙ камере
не вызывают напряжений растяжения в Ted1e rоловки. Во избежание
260
отрыва переходной детали от тела rоловКИ она ДО.rIжна быть надежно
соединена с последней. rоловку же.'Iательно изrотовлять 1:13 алюмИ,
ниевоrо сплава с малым коэффициеliТОМ линейноrо расширсния,
5) .
Фис. 117. Резьбовая втулка в алюминиевой rоловке:
а. под свечу; б ПОД ФОРСУНI\У.
а вставки камеры и ВТУЛКИ форсунки из специа.:Jbноrо чуrуна ИJIИ
специальной стали, имеющих высокие значения этоrо коэффициента.
fоловки цилиндров большин-
ства двиrате.'1ей с воздушным ох-
лаждением изrотовляlOТСЯ из алю-
миниевоrо сплава. ОДНШ<о И:\'lеется
ряд конструкций дизе.'1еJl и неболь-
шое число карбюраторных двиrа-
телей с rО.JJQвками из чуrуна. Алю
lИниевый сплав по сравнению
с чуrуном обладаст менЬШИМ УДeJIЬ-
НЫМ BffOM, большим коэффициен
том теПЛОПРОВОДIЮСТИ, а также
большим коэффициентом линей-
Horo р<lсширения. Последнее необ-
ходимо учитывать нри проектиро
вании rоловки цилиндра, так как
в противном случае возможно ее
коробление и, как следствие, на-
рушение l"ерметИЧIЮСТИ посадки
клапаноп. Большим недостатком
алюминиевых сплавов является
реЗlше паденис их механических
качеств при повышении те:\шературы (фиr. 118). От.'1ивка rо.'ЮВОК
из алюминиевоrо сплава в песчаную форму IIсрациона.lьна, по-
этому в большинстве случаев их отливают в КОIШЛЬ. У rQ.!ЮВКИ
из алюминиевоrо сплава температурный уровень ниже, чем у чу-
rуlНЮЙ, но также ниже и отношение мсжду критической и рабо
чей температурами. Это обстоятельство весьма Ba HO .при
261
40
cu
со
зо
Q"
20
<:>
::r
<:>
<::>.
<=
<::
IU
кеР111 '
10
о 100 200
Фиr. 118. Свойства алюминиевых
сплавов при ПОВI,.шенных Te)JnepaTY
рах.
эксплуатации двиrате.'1ей В запыленной местности и при повышенных
наrрузках. Применение ДЮ:\lиниевоrо сплава для rОJ10ВI<И карбюра-
TopHoro двиrателя приводит к снижению потребноrо oKTaHoBoro
числа топлива.
Таким обраЗGМ, rоловки цилиндров карбюраторных двиrателей
делаются почти исключительно из аЛlQминиеnоrо сплава. В дизелях
вопрос оприменении Toro или иноrо из упомянутых выше материалов
должен решаться в заВИСИ\fОСТИ от назначения, раЗ:\lеров и степени
форсирования двиrатедя. Д.'IЯ дизелей ",алой мощности и нефорсиро-
ванных дизелей целесообразно применять чуrун, если весовые их
показатели имеют второстепенное значеНl!е Для ro.'lOBOK форсироваll-
r:::: '
-"".i.. ,. ........... .6<'f ",. .,.
...,
, . .
iJ. е'
t
Фиr. 119. Разрез rо. ОВКИ III\ЛИliдра дизеля ЭllфИЛД 100.
ных дизелей необходимо применять алюминиевый СIlлав, ХОiЯ имеются
отде.'1ьные исключения, коrда для этой це.'1и УJlотребляется чуrун
(дизели SLM). Из общеrо количества дизелей с воздушным охлажде-
нием дизели с чуrунными rоловками составляют 1O 15%. В некото-
рых конструкциях для сочетания ВJ,JСОI\ОЙ жаростойкости чуrуна
с высокой теПJIOПРОВОДНОСТЬЮ алюминия ВЫПУСI<lЩЙ патрусок или
основание rоловки с обоими патрубками изrотовляют из чуrуна
и заливают алюминиевым сплавом (фиr. 119). Это умеНhшает возмож-
ность деформации основания rоловки при ее lIarpCBe и охлаждении.
Экономическая це.'1есообразность подобных вариаllТОВ может быть
установлена лишь в производственных условиях. Данные о мате-
риалах для rоловок цилиндров приведены в табл. 30.
Ij 28. ПОРШЕНЬ
Поршень воспринимает высокие механические и тепловые наrруз-
KIf, поэтому он ДО.'Iжен иметь достаточно развитые сечения отдельных
элементов. Однако ввиду больших знакопеременных инерционных
наrрузок, возникающих при возвратно поступательном движении
портня, вес ero должен быть по ВОЗмОЖНОСТИ малым. Удовлетворение
указанных трt>бований возможно лишь при применении материалов,
обладающих достаточной прочностью при повышенных температурах.
Основными даНI!bl"'И, определяющими конструкцию и размеры
поршня, являются: максимальное давление сrорания, среднее инди-
каторное давление, а также максимальное число оборотов двиrателя..
Для обеспечения необходимой надежности и долrовечности "оршия
262
температура ero не должна превышать определенной величины,
независимо от вида применяемоrо охлаждения. Если один и тот же
поршень применяется вдвиrателях с ВОДяным и с воздушным охлажде-
нием. причем в последнем, как известно, температура стенок цилиндра
выше, чем в первом, то для поддержания одинаковых условий
работы срсднее индикаторное давление или скоростной реЖИN дви-
rателя при воздушном охлаждении должны быть понижены. ОДМ8К.о
вследствие желания получить одинаковые эффективные [ЮI{азатели
в двиrателях обоих типов указанные условия не соблюдаются, что
часто отражается на надежности работы порш
невой rруппы двиrателей с воздушным охлаж
дением (частичное или полное закоксовывание
110ршневых колец в канавках. задиры на ro
,'IOBKe и lIа юбке поршня 11 др.).
Для уменьшения задиров на верхней части
II0рШНЯ обычно увеличивают зазор между ero
rоловкой и ЦИ.1IИНДрОМ, а также придают ro
.IJOBKe поршня оваJII>но коническую форму. На
дизелях Дейтц. MWM, [ЮJlьднер и др. на ro
,IIoBKe поршня (до BepXHero маСJlосъемноro
[{ольца) сде.IIаны кольцевыс канавки (фиr. 120).
При чрезмерном расширении rоловки поршня
вершины межканавочных поясков срезаются
и заполняют ДОПОJIнительные проточки, 110
этому исключается попадание матсриала поршня
в канавки поршневых колец. В дополнитель
ных проточках собираются также и образую
щиеся отложения ПРОl\УКТОВ сrорания MaC,1Ja.
При этом в первую очередь забиваются верхние проточки, вслед.
ствие этоrо верхнее кольцо длите.'lЬное время остается подвижным.
Увеличение зазоров по высоте поршневых колец уменьшает
возможность их закоксовывания. При воздушном охлаждении эти
зазоры должны быть максимальными в пределах, допускаемых
соображениями износостойкости канавок ПОРUlIIЯ.
Для дизелей с диамеТром цилиндров 80 . 150 .ММ зазор между
канавкой и кольцом по высоте последнеrо можно принять равным
0.07 O,11 J"fM. Меньшее значение относится к двиrателям BblcOKoro
качества, работающим на высокосортном масле.
При наличии повышенноrо зазора имеется большая rараIfТИЯ
Toro, что поршневое кольцо будет прижиматься к рабочей поверх
ности цилиндра давлением rазов с внутренней стороны кольца.
В некоторых двиrателях (дизели Хатц, Порше) для уменьшения
ВОзможности закоксовывания колец последние имеют трапецие
видпое сечение.
Часто причиной прилипания или закоксовывания колец яв-
Ляется их недостаточная жесткость, вследствие чеrо кольца плохо
СНимают масло с рабочеЙ поверхности цилиндра. При этом контакт
между кольцами и стенкой цилиндра ухудшается, а теплопередача
между ними уменьшается. Вследствие этоrо температура каневки
26.1
. "."С
Фиr. 120. ПОрWI!НЬ
двиrателя rЮЛЬДfll!Р
2LD.
.кольца значительно повышается, что приводит к прилипанию ero
к поршнlO. Этому особенно подвержены нижние компрессионные
-кольца, давление rазов на которые незначительно и прижатие кото-
рых к стенкам цилиндра в значительной мере осущсствляется за счет
собственной жесткости колец. Для устранения закоксовьшания колец
-по. указанной причине ПрИl\lеняют кольца достаточной толщины
(желательно не менее 3 жм).
Нормальная работа двиrателя зависит также и от зазора между
юбкой поршня и стенками цилиндра. Хотя разница температур юбки
поршня при воздушном и водяном охлаждении невелика, она все же
должна быть учтена при проектировании двиrателя. С одной сто-
роны, температура поршня определяет величину необходимоrо
зазора, а с друrой сам зазор влияет на эту температуру, так как
от ero величины зависит количество тепловой энерrии, отводимой
в стенки цилиндров; чем больше этот зазор, тем выше температура
поршня. Кроме Toro, при работе двиrателя с малым числом оборотов
в случае повышенноro З<lзора наблюдается стук поршня о Стенки
- цилиндра.
,Абсолютное значение зазсра по юбке аЛЮМиниевоrо ПоршнЯ
при чуrунном цилиндре составляет в ХОЛОДllОМ состоянии: для Kap
бюраторных двиrателеи O,05 O,1 % от диаметра цилиндра, для дизе
леи O,15 O,25%. Минимальные значения относятся к поршням
из'крсмнистых эвтектических сплавов алюминия, имеющих меньшие
значения коэффициента линсйноrо расширения. Различие в KOH
струкции поршнепой rруппы и камеры сrорания в существуЮЩИХ
':п.в rателях не позволяет установить соотношение между указанными
зазорами ДJIЯ двиrателей с водяным и воздушным охлаждением.
Ориентировочно можно считать, что увеличение З8ЗОрОВ по юбl<е
,при переходе с водяноrс охлаждения на воздушное составляет
не более 25 30%. В случае перехода с ВОДяноrо охлаждения на воз-
_ душное при известных температурах и материале поршня можно
.леrко подсчитать изменение зазоров в любом ero поясе.
Улучшение охлаждения поршня может быть достиrнуто путем
,ор.сбрения внешней, обращенной к коленчатому валу стороны днища.
.Qднако при не очень большом диаметре цилиндра обычно предпочи
.тают увеличивать толщину днища и стенок ПОРШIIЯ, что дает больший
эффект при одинаковом увеличении ero веса, так как в этом случае
сохраняется хорошая циркуляция воздуха и паров масла на внешней
стороне днища. Если уКазанных мер недостаточно, то вводится
принудительное охлаждение поршия маслом.
Неравномерность температур и вызванНОе этим различие в расши-
рении отдельных зон поршня являются причиной Toro, (lТO он по
высоте имеет сложнуЮ форму, особенно у дизелей, rде юбка имеет
овально коническую или даже овально шаровую (фиr. 121) форму,
а иноrД8 и овально коническую форму rоловки. Для дизелей с ма-
лым диаметром цилиндра и нормальным износом вполне достаточно
, д оrо М2слосъемноro кольца, раСlJоложенноrо выше поршневоrо
( !lьца. Вопрос о количестве этих колец должен быть во всех случаях
решен в зависююсти от ЭКСШlу.атационноrо расхода Масла. При рас-
264
ходе масла, прсвышающем 2% от расхода топлива, независимо от диа-
метра цилиндра должно быть установлено два маслосъемных I<ОЛЬца,
так как только этим способом, при прочих равных условиях, можно
удержать расход масла в нормальных пределах.
.;, 1...., ... 1 !
д f """ "':. ""
r 1...... 'I>i 1 -..
. . I T I "<: I
... ""
<;:i<;:i
I
I I : 11 i
.' . Ф96 Ф98'о.о2
J.-...ФIl15 А А
' 22 0 зо''''''''':''''''
("'--.....1J5° 80т6. Ф6 поll1jZЛО'"
1( 1(ронке
ботВ поВ I/ZЛОI1 30"
r.9. 'O!.'I'I/109/19
"
"
....
..... /09.60/109.69
"'1'
llf09.64/f09.81
,-
n
109. 73'1/109.856
i
!! A
109,796/109.868
fOJ,850/IDfJ,1J7D
розl'fеры' не ш'/еющие
iJon1jCK06. выnлlIнтьb
с тОllllостью О.2""
Фиr. 121. Поршень дизе.'1Я с ВОДЯIIl>IМ ОХ.'1вждсиие)1 (фнрма Карл
ШЩ1.'l.Т).
Необходимо учитывать, что повышенный расход масла в двиrа
телях с воздушным охлаждением является следствием более BЬYCoKoro
теllловоrо режима ЦИЛИНДров и он не l\южет быть полностыо устранен
постановкой дополнительных КОJlец.
29. КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ
, Ранее уже Отмечал ось, что ОДIlОН ИЗ особенностей конструкции
современных двш'атеJIРi'j с ВОЗДУШНЫМ ОХ.JJаждением является уве-
.1ичеююе расстояние между цили ндрюш. Поэтому при конструиро-
вании колеllчатоrо вала целесообразно уменьшать диаметр шеек
и увеличивать их длину. Это дает возможность при сохранении cpeД
них И максимальных даВ,JJений на шейки делать БО.JJее компактными
нижние rОJlОВКИ шатунов, что влияет на ШИР!1НУ картера и на возмож-
ность де tонтажа шатуна через отверстие цилиндра. Наряду с этим
265
целесообразно несколько утолщать щеки коленчатоrо вала для прида
ния ему большей жесткости. Наличие более толстых щек коленчатоrо
вала обусловливает ВОЗМОЮ-lOсть замены KOBaHoro вала литым.
Рациональность подобноrо мероприятия вытеl<ает из возможности
облеrчения вала путем устройства больших литых отверстий в шей-
ках, тоrда как в кованом валу эти отверстия MorYT бhlТh получены
только трудоемкой механической обработкой. Экономическая це.lIе-
сообразность замены KOBaHoro Ba.lIa литым зависит от абсолютных
размеров Ba,l]a: чем он больше, тем значительнее экономический
эффект.
Во всех друrих отношениях конструкция КОJlенчатоrо вала оди
накова как при воздушном, так и при водяном охлаждении двиrателя.
30. КАРТЕР кривошипноrо МЕХАНИЗМА
Конструкция картера двиrателя с воздушным охлаждением
существенно отличается от конструкции БJIOI< картера двиrатеJIЯ
с ВОДЯНЫМ охлаждениеЛI. Прежде Bcero отсутствует пространство
водяной рубаШI<И. В связи с тем, что цилиндры изrотовляlOТСЯ
отдельно от картера, IIОСJ1едний имеет значительно меньшую высоту.
Следствием этоrо является уменьшение момента сопротивления
ero поперечноrо сечения. Необходимо добавить, что при увеличенном
расстоянии между осями цилиндров изrибающий момент в вертикаль
ной ПJIОСКОСТИ, проходящей через ось коленчатоrо вала, значительно
возрастает. В результате этоrо ПРОЧIIОСТЬ и жесткость картера в pac
сматриваемой плоскости MorYT оказаться недостаточными, особенно
у дизелей. Для устранения этоrо недостатка у последних плоскость
разъема картера и поддона опускают несколько НИже, чем в
двиrателях с водяным охлаждением. Если плоскость разъема Kap
тера проходит пп оси коленчатоrо вала, как у БОJlьшинства карбю
раторных двиrателей, то нижняя часть картера (поддон) делается
литым, В ряде конструкций применяется картер туннельноrо типа
(дизели Татра, Порше, rюльднер и др.).
Повышение жесткости картера достиrается также и за счет сокра-
щения высоты цилиндра и увеличения расстояния от верхней плоско-
сти картера до оси коленчатоrо Ba.lIa. Однако при этом уменьшается
высота оребренной части цилиндра, что может о ицательно повлиять
на эффективность охлаждения двиrателя. Во мноrих двиrателях
картер кривошипноrо механизма выполнен как одно целое с картером
маховика, однако в большинстве случаев он представляет собой
отдельную деталь. Сальниковое уплотнение на заднем конце колен
чатоrо вала монтируется в специальном съемном фланце большоrо
диаметра, крепящемся болтами к заднему торцу картера (дизель
Д ЗО). При такой конструкции упрощается уплотнение места соеди
ненИЯ картера маховика с картеРО1\! кривошипноrо механизма и с
поддоном.
Необходимо отметить, что при съемных отдельных цилиндрах
конструкция картера получается простой и технолоrичной, и ero
266
Можно обрабатывать на автоматической линии. В этом случае Ю1рТер
представляет собой коробку (фиr. 122), состоящую из трех продоль-
ных стенок и lIеСКОJ1ЬКИХ переrородок. МаJ1ЫЙ вес подобноrо кар-
тера облеrчает сборку и разборку двиrателя.
"
\ I
.. ..
.
.
""
4 ..
.: .
Фиr. 122. l(apTep дизели д зо.
31. МЕХАНИЗМ rДЗОРДСПРЕДЕЛЕНИЯ
Как указываJ10СЬ ранее, одним из серьезных недостатков Двиrа-
теJ1ей с воздушным охлаЖДением ЯВJ1яется ухудшение наполнения
вследствие более высоких температур rоловок и цилиндров. Иноrда
ухудшение наполнения происходит из-за необдуманноrо, чисто
механическоrо перенесения фаз rазораСllредеJ1ения при переходе
двиrатеJlЯ С водяноrо охлаждения на воздушное. При этом не учиты-
вается увеличение первоначальных зазоров в приводе клапанов.
которое в условиях воздушноrо охлаЖДения происходит более интен-
сивно вследствие большеrо расширения rоловок и цилиндров при их
HarpeBe. Абсолютное значение увеличения зазора в приводе клапанов
зависит от материала rоловки и цилиндра, от их температуры,
раЗМеров, а таl<же от способа крепления. Ориентировочно можно
считать, что нри чуrунных цилиндре и rоловке первоначальный зазор
в приводе клапанов увеличивается на O.15 O,2 M.W. а при алюминие-
вой rоловке и чуrунном цилиндре на O,2 O,3 .WM. Это увеличение
зазоров приводит к сокращению продолжительности открытия кла-
панов и, как следствие, к ухудшению наполнения и очистки цилинд-
ров. Ввиду этоrо первоначальный зазор в ХОJ10ДНОМ ДБиrателе с воз-
душным охлаждением устанавливают очень малым (O,05 O,2 ,М,М.
табл. 32). Этот зазор не рекомендуется устанавливать на rорячем
двиrатеJlе, так как не известны те:о.шературы ero деталей.
Анализ фаз rазораспределения, применяемых на двиrателях
с воздушным охлаждением (табл. 32), показывает, что, несмотря
на значите.IIЬНУЮ разницу в размерах цилиндров и клапанов, в вели-:
чине максимапьноrо подъема этих клапанов. типе камеры сrорания
2iJ7.
Таблица 82
РеrУ.llирсвочные зазоры в п"иводе клапансв и фlЗЫ rазораспределения
двиrателей с- воздуwным охлаждениеr.,
3нзор кл.вПCJIfОП Фазы rаз()распрсделе 1110
(H:W XOJ10JIH(J;"
ДDllr теле) D мм Во"".", "o'. 18"0"""" 'o"
Дв" са те.' !о I ЗolКрhlll1е \ Закрытие
I BLInvcK' Открытие D срад. открытие в rрад.
\IJпУсКlIOЙ ной в rрад. ПGсле D "рад. до после
ДО D. ,.,. Т. 11..)1. Т. Н. М. Т. D. м.. Т.
Д llзелu
А рМСТроиr СIIДЛИ .1 0.3 0.1 10 46 46 10
Л ттер А УА2 . . 0,1 0.1 4,5 35.5 35;5 4,5
Энфи.1Д 100. 0,05 Q.06 5 40 40 5
ДЭВИД, Браун 2D 0,076 0.076 8 з8 з8 8
Татра 924" 0,3 0,4 10,5 67 33 25
Татра 111 . 0,3 0,3 4 4В 42 10
ВархаЛОВСКlI 0.25 0,25 12 52 52 12
SА1ЧЕ 0,2 0,2 6 55 55 6
П 'рше AP 22 0,25 0,3 17 43 43 17
Робур Верке 0,3 0.3 10 50 50 10
Астер 10 34 31 13
ДеЙтц F3L514 . 0,1 O,2 0.1 0,21 16 40 40 16
Д 30 0.05 0,05 I 16 40 40 16
Карбюраторные aBUi!llIne.lu
Фu.'1ЬКСШ1rен . I 0,1 0,1 17 10' 52°10' 52?10' 17 D IO'
ФШJТ 500 . .1 20 50 50 20
Татра 603* : I 0,15 0,2 15 В5 50 48
Снтроен 2CV 15 50 50 15
· ДаflНыt: Лt.'луч,-=ны. ПУ1СМ нзмеР&:IIJ.tй lIепосрсдсr[) Нllu H ДВlfrвтеЛ)JХ.
и прочих элементов, фазы rазораСnРL'деления отдельных дизелей
раз..1ичаются сравнительно 1Эло и колеБJ1ЮТСЯ оКО.'10 следующих
средних значений:
OTI<pbITJfe DnYCKHOrO К.IIапана
заl<рьпие
открытие выпуСJ<Jюrо К.1аШlllа
закрытие
1O -17° ДО В. М. т.
35 450 после и. М. т. -.
35 45" д'Э н. М. т.
10. 17 П{]С.'lе В, I. Т.
Фазы rазорасnределения отдельных карбюраторных дпиrателей
различаются BeCblla ЗН8читеJ1ЬНО.
Следует подчеркнуть, что фазы rазорасnреДелЕ'НИЯ сами по себе
еще не обусловлипакrr наилучшеrо наполнения цилиндров. Сущест-
венное значение имеет также 11 заl<ОI1 изменения время сеЧениЯ кла
nана по уrлу поворота коленчатоrо вала и. в частности, величина
подъема BnYCKHoro клапана при положении nоршня в В. М. т.
Независимо от конструктивном' схемы двиrате.Т)я расnредели
'f льный вал. толкатеJIИ и штанrи, ТОJ1кателеЙ MorYT быть размещены
как со стороны входа ОХJ1аждаlOщеrо поздуха в мсжребериые каналы
'268
rоловок и ЦИлИндров. так и ёо стороны выхода ero из этих каналов.
Принятие Toro ИЛИ иноrо раСПОJ10жения механизма привода влияет
па конструкцшо как ряда OTAe..1bllblX дста.lJей (наПрЮlер. на картер,
r0J10BKY ЦИJ1Иl-щра), так и на компоновку двиrателя в целом. Ввиду
на.1ичия отдельных rОлОВОК И цилиндров распрСДСЛИТСJIЬНЫЙ naJ1
располаrается внизу и J1ИШЬ при наличии одной I'ОJ108КИ на все
ЦИJ1И1ЩРЫ ряда он может быть раСПОJlожен ВВСРХУ. как это наблю
дается у некоторых ДВУХЦИ.IJИlIДРОВЫХ автомоБИJ1Ы[ЫХ двиrатеJlей
(NSU и др.),
Расположение привода со стороны подвода охлаждающеrо воз
духа к цилиндрам имеет СJ1с,"\.ующие ПРСИМУЩL'Ства: воздушные
каналы В rOJ1oBKe цилиндров получаются бо.lее пря:\[ы:\lИ; :\[аС.;10.
стекающее из картера КОрОМЫССJl по зазорам между штанrами и их
чеХJ1ами (отделЬНЫ:\IИ ДJIЯ каж.,\ой штанrи), хорошо охлаждается
холодным ВОЗДУХОМ; имеется ВОЗМОЖIЮСТЬ своБОДl-юrо размещения
и демонтажа отражателей па выходе воздуха из межреберных l<aHaJ10B;
раСПОJ10жение штанr под КОЖУХО!\-I, направляющим поток воздуха.
не Оl<азывает отрицательноrо ВЛИШIIIЯ на охлаждение. Подобное
расположение штанr толкателеЙ применено на ДИ3СJIЯХ Дейтц (серий
514 и 614). Татра (D== 120.".11') и на мноrих друrих двиrаТСJlЯХ. Все же
на внОВЬ проектируемых двиrателях привод rазораспре;J.еления чаще
располаrают на стороне выхода охлаждаlOщеrо воздуха (дизели SLM,
J\1 \VM , Дейтц серии 612 и др.). Эта схема имеет следующие прс
имущества: вследствие обдува штаlll' ТОJ1кателей rUрЯЧИ;\l воздухом
зазоры в прпводе клапанов мало изменяются при изменснии тепловоrо
режима дппrателя; IIСК.IIIочается возможность попадания масла
на ребра из кожухов llIT:lHr; облеrчается размещение свечи зажиrа
ния у карбюраторных двиrатеJlей и форсунки у дизелей (в частности,
форсунка может иметь меньшиii наклон к вертикальноЙ оси); упро
щается размещение ДОПОJIНИТельноЙ камеры сrорания у дизелей.
Недостатком данной схемы ЯВJ1яется допo.rlНительный подоrрев
MaCJla, стекающеrо по зазорам между штанrами и их кожухами,
искривление воздушных канадов rоловки llи.rIИНДрОВ бобышками
для прохождепия штанr ТОJlкателей, трудность размещения и демоп-
тажа отражателей на выходе воздуха из межреберных каналов.
Окончательпое решение о рациональности применения той ИJ1И
иной схемы расположения привода rазораспределения может быть
прннято лишь после проведения 1I0дробных компоновочных И Иссле
Довательских работ. БОJ1ее рациональное расположение вспомоrа
тельных arperaToB двиrателя ЯВJ1Яется убедительным арrумеитом
в ПОЛЬЗУ ПРИI\'iенения тоЙ ИJ1И иной схемы расположения привода
rазораспределеllИЯ. Какая бы схема не была принята, во всех СЛУ
чаях должна быть обеспечена достаточная rерметичность креП.'lеllИЯ
кожухов штанr толкателей.
В связи с тем. что в двиrателях с воздушным охлаждением 1'0-
.1JОВКИ и цилиндры делаются отдельными от картера, подача масда
для СМ1зывания трущихся поверхностеЙ l\лапаНllоrо ыеханизма
и отвод избыточноrо масла должны производиться 110 НС,<Jависимому
трубопроводу. Однако во избежание необходимости демонтажа
269
.трубоПРоВОАа при СНSI1'ИИ tоловок ИJIИ rоло1ЮК и цилиндроп, а 1'аКже
с целью упрощения конструкции для подачи масла используются
отверстия штанr толкателей, а для отвода избытка масла в поддон
двиrателя КОJ1ьцевые зазоры между штанrами толкателей и их
кожухами. Чтобы предотвратить утечку масла и попадание ero на
охлаждающие ребра rоловок и цилиндров, кожухи штанr должны быть
хорошо уплотнены по концам, особенно в верхней части. Соедине
w
I
I
I
Фиr. 123. КОНСТРУI<LlИЯ УП.'lOтнений I<ОЖУХОВ штзнr.
ния должны быть эластичными во избежание нарушения rерметич-
ности ПОД действием вибрации двиrателя. Должна быть предусмо
. трена также компенсация изменения расстояния между верхним
и нижним местами уплотнения кожухов, происходящеrо вслеДствие
удлинения rоловки и ЦИЛИндра при l:IarpeBe и наличия допусков на
длину при изrотовлении этих деталеЙ.
На фиr. 123 показаны конструктивные варианты крепления
и уплотнения кожухов штанr. Обращает на себя внимание различие
в КреПJ1ении верхних и нижних концов кожухов, причем уплот-
нение BepxHero конца делается в большинстве случаев более надеж-
ным, так как в случае протекания масла в этом месте оно попадает
на ребра цилиндров. Нижние концы кожухов расположены ниже
оребрения ЦИJ1ИПДРОВ, поэтому вероятность попадания масла на ребра
uилиндроJ3 меньше. В вариантах 1, 2 и 3 защитную трубку (кожух
270
ш'tанrи) запрессовывают верхнИМ jШНUОМ в тело rоловки цилиндров_
Прессовая посадка обеспечивает надежное уплотнение, однако тре-
бует более Точной обработки кожуха и отверстия. Транспортировка
rоловки с двумя торчащими кожухами неудобна; изrиб их может
привести к порче rоловки. Замена кожуха в условиях эксплуатации
может привести к нарушению rерметичности соединения. В вариаlI
тах 5 и б в rоловку запрессованы короткие трубки, служащие направ-
ляющими для кожухов. В этих вариантах УПJ10тнение осуще-
ствляется резиновым маслостойким кольцом круrлоrо или специаль-
Horo сечения, а в варианте 7 прокладкой из специаЛЫlOrо масло-
стойкоrо материала (паронит, капрон, маслостойкая резина). Указан-
ные варианты требуют тщательноrо изrотовления и монтажа соеди
нения и при этом не являются достаточно надежными. Для повышения
надежности уплотнительное кольцо соrласно вариантам 8 и 9 при-
жимается сальниковой rайкой. Недостатки этих вариантов слож-
ность изrотовления и монтажа.
Наиболее простыми и достаточно надежными являются варианты
1O /2 с резиновым маслостойким кольцом, поставленным с большим
натяrом (1 2 ММ), Orверстие для кольца делается по З му классу
точности, кожух механической обработке не подверrают, лишь
закруrJ1ЯЮТ ero кромки для облеrчения монтажа. При монтаЖе,
который весьма прост, конец кожуха слеrка смазывают СОЛИДОJ10М,
чтобы он леrче входил в резиновое кольцо, предварительно BcтaBJ1eH-
ное в отверстие rоловки.
Данное креПJ1ение, примененное также и для нижнеrо конца
кожуха (вариант /2), исключает необходимость в компенсации
увеличения расстояния между верхним и нижним местами креп
J1ения при изменении высоты цилиндра и ero rОJ!ОI3КИ.
При выборе типа крепления нижнеrо конца кожуха следует
учитывать необходимость указанной компенсации. Как видно, вари-
анты 5 и 7 допускают эту компенсацию лишь в пределах дефор
мации прокладок, что не обеспечивает достаточной rерметичности.
В остальных вариантах компенсация изменения высоты цилиндра
и ero rOJIOВКИ осуществляется за счет относительноrо перемещения
уплотняемых деталей в верхнем или нижнем конце кожуха. Недо-
статок варианта б состоит в том, что при монтаже деталей пружина,
оказывая давление на нижнее кольцо, суживает ero проходное сечение
и мешает установке нижнеrо конца кожуха. Поэтому перед монтажом
необходимо пружину поджать и привязать к кожуху, а после сборки
отпустить.
I(омпенсация соrласно варианту //, т. е. с помощью пружины,
раЗДеленноrо на две части кожуха, дополнительноrо кожуха
и резиповоrо чехла, приводит к значительному усложнению'
конструкции. Попытка избежать усложнения конструкции при ис-
ПОльзовании кожуха, состоящеrо из двух частей, привела к Ba
рианту 3.
Соrласно вариантам 8 и 10, [де компенсация изменения высоты
цилиндра и ero rоловки осуществляется за счет перемещения кожуха
только в верхней части, нижний конец ero уплотняется nyreM
271
запрессовки в спеit.и :шыlйй наконсчник t плотной посаДJ<ОЙ ПОСJ1ед-
Hero в отверстие картера. Подобная КОI1СТРУIЩИЯ является доста-
точнО надежной, однако при этом необходима точная обработка
нижнеrо конца кожуха и отверстия IJ картере, а также приме-
нение дополиителыюй точно обработанной детали. Те же недо-
статки своЙственны варианту /, в котором вследствие неподвиж
ной посадки BepxHero конца трубки примснено дополнительное
уплотнение ее нижнеrо конца.
Резюмируя изложенное, можно сделать вывод, что наиболее про
стым и надежным для двиrателей С всртика.1ЬНЫМИ ЦI-шиндрами,
а по всей вероятности и для друrих дяиrате.rIеЙ, является соединение
соrласно варианту /2. Необходимо только употреБJIЯТЬ маслостойкую
резину или спеЦиа.'lЬНЫЙ материаJ1. Этот вариант ПрИМСНСII на дизе
лях Д I6 и д зо.
Oc060ro ВIIИ:\lаllИЯ заслуживает уплотнение 1\0ЖУХО13 штанr
двиrателей с V образнUlМ и особенно rоризонта.'1ЬНЫМ расположением
цилиндров, так как в этих с.lJучаях кожухи занимают нак..lОнное
ИJ1И rоризонтаЛЫlOе положение и имеется большая вероятность течи
масла. При этих конструктивных схемах двиrателей наибоJlее под
ходящими являются варианты 8 IМИ 9.
Схемы механизма привода rазораспреде.'lения двиrателей с воз
душным ОХJ1аждением ПРИllципиально ничем не отличаются от схем,
примеl-lяеМhlХ на двиrате.IJЯХ С водяным ОХ.lJаждсние"1. В том случае,
коrда штапrи ТО.IJI<ателей раСПОJ10жены со стороны входа ОХJ1аждаю
щеrо Воздуха, их целесообразно изrОТОВЮI1Ъ из материала с высоким
коэффициентом ЛИllеиноrо расширения, например из аЛЮМИllиевоrо
сплава. Это обус.IJОВJlИвает меньшее изменение зазоров в приводе
клапанов при изменении тепловоrо реЖи:\lа двиrате:JЯ, несмотря
на БОJ1ее низкую температуру штаllr толкаТ('4lJей по сравнению с TeM
пературой ЦИЮlНдра и el'o rО.IJОВКИ.
С механиз;\юм привода rазораспреЛ,еления связан механизм дeKOM
прессии, применяемыЙ в дизелях для об.'Iеrчения прокручивания ко-
ленчатоrо вала при подrОТОВI<е ДRиrатс.'1Я к пуску, особенно при низ
кой темпсратуре окружающей среды. OrKpbIBaTb можно как
впускной, так и ВЫПУСЮlOii I<.'JCIШIII. Одновре:\lенное открытие Toro
и друrоrо клапана усложняет IЮНСТРУКЦИЮ двиrателя. При открытии
выпускноrо КJ1апана ИСК.IJЮlJается попадание масла во впускной
тракт, но uсзникает опасность засасывания продуктов сrорашIЯ из
выпускных трубопроводов; при открытии BnycKHoro клапана воз-
.\южно попадание масла из ЦИ.'lиндра во впускной тракт, но ИСКJIЮ
чается попадание прОДУЮ'ов сrораr,lИЯ и заrрязненноrо воздуха
в цилиндры двиrателя.
Orкрытие клапанов для уменьшения KOi\-lПрессии в двиrателе
осущеСТВJ1яется воздействием на толкатели, или непосредственно
на KOPOMbICJ18, иди на ЭI<сцеитричиыс оси l<ОрОl\lысел. Недостаток
последних двух способов 13 применснии к двиrаТСJ1ЯМ с воздушным
охлажденисм состоит в трудности соединения осей коромысел или
рычажных валиков индивидуальных rоловок. Применяемое на Her<o
торых двиrателях (двиrатели Псттер, ApMcTpoHr Сидли) шлицевое
272
соеЩlнен11е осей коромысел нельзя признать YAal/HbIM вследствие
трудности совмещения шлицев двух rоловок. J:'учше Боздействовать
на толкатели (дизель Д 30), которые располаrаются в двш'ателях
с водяным и воздушным охлаждением в едином для всех ци"шндров
картере. При подобной схеме БОJ1ее просто осуществляется дистан
ционное (с места водителя) упраВJlение декомпрессором.
З2. ВПУСКНЫЕ И ВЫПУСКНЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ
or раСПОJ10жения впусююrо И BbInycKHoro трубопроводов на
двиrателе часто зависит и конструкция rоловки ЦИШlllдра. БОJIЬ
ШИI!СТВО двиrателей С воздушным ОХ.'1аждением Ю,lсет отдельные
впускные и выпускные коллекторы, причем если они расположены
по одну сторону, то соединение их с патрубками не О<lеиь удобно.
Трубопроводы не должны оказывать БОJ1ьшоrо сопротивления BЫXO
дящему из межреберных каналов охлаждающему воздуху. С этой
целью сечения трубопроводов в плоскости, перпендикулярной к нап
раВ.'Iению выходящеrо воздуха, делаются минимаJ1ЫIЫМИ, а сами
трубопроводы располаrаются так, чтобы выпускноН трубопровод
охлаждаJ1СЯ выходящим ВОЗДУХОМ, а впускной располаrаJ1СЯ бы
выше потока Harpeтoro воздуха. Подоrрев впускноrо трубопровода
у карбюраторноrо двиrателя лучше производить отработавшими
rазами. В некоторых конструкциях впускной трубопровод делается
,{ак одно целое с картером КJ1апанноrо механизма. Недостатком
такоЙ конструкции являетСЯ подоrрев впускноrо трубопровода вслед
ствие наличиЯ непосредственноrо ,<онтакта между большей частью
поверхности впускной трубы и наrретыми частями rО.'10ВКИ. Хорошая
продувка верхней зоны rОJ10ВКИ охлаждающим воздухом почти nOk
ностью может устранить этот недостаток.
ЗЗ. ПЕРЕДАЧА ОТ КОЛЕНЧАтоrо ВАЛА К ВАЛУ ВЕНТИЛЯТОРА
К вентилятору для ДВИI'ателя с воздушным ОХJ1аждением преДk
ЯВJ1ЯЮТСЯ более высокие требования в отношении ero надежности, чем
к веНПIJ1ЯТОРУ для двиrателя с водяным ОХJ1аждением, так как прекра-
щение подачи охлаждающеrо воздуха у Дl:lиrателя neJ1Boro типа может
привести к ero быстрому переrреву. Поэтому стремятся найти надеж-
ный и в то же время достаточно простой спссоб передачи вращения
от кол нчатоrо вала I{ BaJ1Y вентилятора. С этой целыо были испытаны
известные типы передач: цепная, зубчатая и КJ1\шоременная.
Первые две передачи (фиr. 124, б и в) являются весьма надежными,
так как обеспечивают неизменность передаТОЧноrо отношения от
КОJ1енчатоrо вала к валу веНТИШJтора. При наличии большоrо pac
Стояния между осями этих валов в СJlучае зубчатой передачи необ
ходима устанояка нескольких пар шестерен, что усложняет KOHCTPYK
цИЮ двиrаТeJlЯ. Цепная передача имеет то преИi\Iущество, что обеспе-
чивает неизменность передаточноrо ОТНОlllения и возмо {ность пере
дачи на любое расстояние при наличии одной пары (ведущей и Beдo
мой) звездочек, т. е. сочетает преимущества зубчатой и ремеНI10Й
18 Д. Р. ПоспеJIОВ 40З 273
а)
о}
6)
о
о
о
е)
Фиr. 124. Типы передач к веНТИJlяторам:
а клииоре...енная; б цепная; о зуб'lатая; е иепосреДСТDеиная.
274
передач. При применении спеuиальной цепи цепная передача обладает
меньшей шумностью работы, чем зубчатая. Однако стоимость изrо
товления цепи высока и она менее ДОJlrовечна.
При зубчатой передаче для устранения возможности ПОЛG:\fКИ
зубьев при резком изменении числа оборотов необходимо применять
эластичныЙ элемент. При цепной передаче необходима установка
натяжноrо ролика, так как со временем цепь вследствие износа
ее звеньев постепенно удлиняется. Несмотря на указанные преиму
шества, цепная передача редко применяется в современных двиrа-
телях (дизели Паксмэн), а чаще встречается зубчатая передача.
Она обычно применяется в двиrате.пях с числом ЩIЛИНДРОВ не менее
четырех (дизе.пи Дейтц. Татра с диаметром цилиндра 120 .мм), с целью
унификации в ДВИl'ателях С меньшим числом цилиндров (дизели
Порше).
В мноrоцилинДРОВЫХ двиrателях потребное количество охлаж-
даlOщеrо воздуха может быть подано лишь при большом числе обо-
ротов вентилятора. Передача с большим передаточным числом
может быть осушествлена ЮIШЬ при наличии несКОЛЬКИх ступеней,
проще Bcero выполнимых при зубчатой передаче. Для уменьшения
ВJIИЯНИЯ КРУТИЛЫIЫХ колебаний коленчатоrо вала на шестерни
привода I'азораспределения ПОСJIедние обычно раСПОJlаrают на заднем
конце КОJlеllчатоrо вала, ближе к месту отбора мощности. от этих
шt.'Стерен обычно осущесТвляется ПрИ130Д веНТИЛятора.
Применение зубчатой передачи более рационаJlЬНО также при рас-
положении осей палов дпиrателя И вентилятора под yrJJOM, как,
например, в последних моделях карбюраторных двиrателей TaTpa
план, а также в двиrателях К:онтинентал.
Большая часть двиrателей имеет клиноременную передачу.
Практика показала, что такая передача достаточно надежна при
ус.rlOВИИ обычноrо наблюдения за состоянием ремня и"'Iи при наличии
специальных предохранительных устройств, действующих при обрыве
ре;\Н/я. Нсбольшое проскальзывание ремня во время работы не имеет
практическоrо значения, а при резком изменении числа оборо
топ' двпrателя даже желательно. Ременная передача KOHCTpYK
тнIЗIIO пыполнима при любом расстоянии между ведущим и ведомым
шкива lИ, монтаж и обс.'lуживание ее просты. Эта передача
практически бесшумна в работе и достаточно долrовечна. До.'lrовеч
ность ее может быть повышена применением натяжноrо автоматиче-
cKoro устройства с пружиной и rидроамортизатором (двиrатели
Дейтц). Конструктивный недостаток одноступенчатой ременной пере-
дачи заключается в сравнительно большом диаметре ведущеrо шкива,
при KOТOpO ! затрудняется использование фронтовой поверхности
Двиrате.пя для раЗ lещения вспомоrательных arperaToB.
Особенность ременной передачи в двиrателях с воздушным
охлаждением состоит в применении тонких ремней, обладающих
Хорошей rибкостыо при достаточном сопротивлении растяжению.
Последним обстоятельством объясняется применение на HeKO
торых двиrателях двух или трех ремней при одной ступени
Передачи_
18. 275
На мноrих Двиrателях маJIOИ I\ЮЩНОСТИ С числом цилиндров
не более двух применяются вентиляторы, смонтированные непо
средственно на переднем или заднем конце колен'{атоrо вала
(фиr. 124). О преимуществах и недостатках TaKorO расположения
в отношении охлаждения было сказано нри рассмотрении KOHCТPYK
тивных схем двиrателей. Этот вариант является наиболее простым,
так как рабочее колесо не имеет специальных онор; оно может быть
выполнено как одно целое с маховиком, может быть напрессовано
на маховик или привернуто к нему БD.'пами.
РАЗДЕЛ //I
СУЩЕСТВУЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ двиrАТЕЛЕЙ
С ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ
rЛАВА /Х
ДИЗЕЛИ С ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ
34. ЗАРУБЕЖНЫЕ ДИЗЕЛИ
Дизели Татра
Фирма Татра (Чехословацкая СОIlиа.71истичеСI<ая республика)
является ОДной из ведущих среди всех фирм мира, занимающихся
производством двиrателей с воздушным охлаждением. На это YKa
зывает большое количество моделей дизелей (табл. 33) и J{арбюrатор
ных двиrателей (табл. 26), раЗР:lботанных фирмой. Еще в 1923 r.
фирмоЙ были созданы первые карбюраторные двиrатели с воздуш
ным ох.тrаждением. Основываясь на опыте создания I<арбюраторных
Д13иrатеJlеи, фирма в 1939 r. разработала 12 IlИЛИНДРОВЫЙ дизель
с воздушным охлаждением, предназначенный для установки на
спроектированный ею lO тонный rрузовоЙ аВТQ:\юбиль Татра 111.
На основе этоrо двиrате.'1Я было спроектировано семейство двиrателсй
с унифицированными деталями основных rрупп: ЦИЛИIIДрО ПОрШllе
воЙ, коленчатоrо ва.'1а, rоловки Ilилиндра и мноrих друrих, при оди
наковом диаметре ЦИЛИНДра (110 "","1) и ходе поршня (130 ям). На всех
двиrателях семеЙства применя.'1ась шатровая камера сrорания
(фиr. 125, а).
После 1945 r. эта камера сrораниябыла заменена на новую TOpO
ИДальной формы (фиr. 125, 6), что улучшило топливную экономич
насть двиrате.'1Я при упрощении ero l<онстрУIЩИИ и дало воз:\юж
насть снизить требования к качеству топюlВНОЙ аппаратуры. Новая
,<амера сrорания была применена на спроектированных в 1948 r.
двух МОДе.IJЯХ дизелей с уве.'1ичениым диа:\lетром ЦИJlИндра (ДО 120 .м.М)
и ходом поршня (до 150 M.ht).
В период с 1948 по 1953 r. на базе староro семейства дизе.'1ей было
разработано несколько новых моделеЙ, в том числе шеСТИIlИЛИН-
дровый дизель Татра 912, J<ОТОРЫЙ находи.'1СЯ в производспзе n тече-
ние ряда лет.
е 1953 r. фирма приступила к разработке HOBoro семейства дизе-
леЙ с диаметром цилиндра 120 .ftr.ft и ходом поршня 130 .11,М, с числом
ЦИJJИНДРОI3 1,4, 6, 8 и 12 и мощностью от 16 до 340 л. с.
Несмотря на мноrообразие КОНСТРУIЩИИ дизеJlеи Татра, им свой-
CTJ3eIIIIbI некоторые общие черты. Дизели Татра относятся к числу
277
Таблица 33
Четырехтактные дизели Татра с неразде.'1енной камероА сrорания
(степень сжатия 16,5, S == 130 .м.М)
Марка
111
Y B51
У-900
103
У.912
V -955
114
301*
У.966
114A
116**
904*.
IIIА
IOВ
908
911
912
909
92В
92ВК
921
924
924
V 926
910
9301<
..
..
"
О.
=...
:::t .
о"
::;;:'"
"'>.
О .
0;:0"
.. с."
::r;:,o ::Е
:ТО",
со
с.с.
.....
.."
""'
t:1::I '"
.,
* "
О О
" С.
о '"
(lJ
"'''
:J":S:::I:::::f
110
110
110
110
110
110
110
110
110
110
120
120
110
110
110
120
110
120
120
120
120
120
120
120
120
120
12У'
IB
6В
12У
8В
IBW
4В
12У
68
4В
6r
4В
12У
8У
5В
IВ
68
ВУ
8У
8V
IВ
4В
4В
6У
12У
12У
'"
IE
....
с.СО
....
=;"'С
<=; -: '"
14,В
1.23
7,4
14.В
9.88
22.2
4.94
14.87
7.4
4.94
10,17
6.78
14,В
9.88
6,15
1.465
7,4
11.75
11.75
11,75
1.465
5,87
5.В7
8.814
17,63
17,63
..",
.. -
"'
.,.,
'"
'"
"",
....
1:0..
..
О
"
"'."
Q:S; :1:"
ф.....:r::(
IU"'''''O:
"'..
C'I.....
0:".....
ОЗ
С. ..
":1'
"'о"
t;:ec:.
6,1
5,12
6,1
5.В
6.15
6,9
6,4
6,3
6.1
6,4
6,5
6,1
6,1
6.2
6,4
5,33
5.В
6.5
7.1
В,4
5.75
6.1
6,1
6,75
6,75
В,66
12.2
11.4
14,9
14,2
13.7
15.3
14,2
10.5
13.5
14,2
13,7
10.2
12,2
13.8
16.3
12,3
13,5
14,4
15.7
IB.6
10,9
10.2
13.6
15
15,В
19.3
f g
:;;i ..!.
:'03...<1>
UI\')CQ:I:
:i
7 Y
6 Y
6 Y
7 Y
6 B
7 Y
6 B
5 r
6 B
7-У
7 Y
6 B
6 B
6-У
6-У
5 B
6 B
6-В
6.У
6.У
6-У
Пр н м е q в н н е. В да,"ооlI табпн"" пр"няты следующие обозначения: V дпи
rаталь с: \ -обрвзным раСllOложеllllем ЦIIЛННДРОВ; В двнrвт('ль (' вертикаЛЬНЫ IН ци
линдрами. W дою атепь с W-uбрвзным рвсположеннем ЦIIЛИНДрОВ.
IBO
14
110
210
135
340'
70
155
100
70
140
68
180
135
100
IB
100
170
IB5
220
16
60
ВО
132
27В
340
IВОО
2000
2200
2200
2000
2000
2000
1500
2000
2000
1900
1500
IВОО
2000
2300
2000
2100
2000
2000
2000
1700
1500
2000
2000
2000
2000
· Степень с:жвтия 16.
.. Ход порш"" равен 150 JIIМ; cTenellb сжа'rнп 16.
9ВО
665
1020
720
1200
520
920
665
520
720
640
920
720
470
300
590
620
630
670
220
450
450
560
915
940
фсрсированных и экономичных дизелей с воздушным охлажде-
нием (табл. 33). Все дизели Татра четырехтактные. Наиболее мощ-
ные двиrатели HOBoro семейства делаются с турбонаддувом. В послеk
нее время ведутся работы по созданию двухтактных дизелей. На всех
двиrателях применена неразделенная камера сrорания, наиболее
отвечающая условиям воздушноrо охлаждения. В зависимости
от числа цилиндров и назначения двиrателей, они имеют вертикаль-
ное, rоризонтальное противоположное или V образное расположе
вие цилиндров.
Все двиrатели, кроме ОДноцилипдровоrо (Татр а 921), снабжены
осевым вентилятором, приводимым в движение ]{линоременной
78
М.'1М ц пной передачей (у старых моделей) или зубчатой (у новых),
у V образных дизелей cTaporo семейства каждый ряд цилиндров
обслуживался своим веНТИЛЯТОРО:'.I, а у HOBoro семейства все двиrа
Фис. 125. Камеры сrорания дизелеЙ Татра:
а старая; б НопаЯ.
тели имеют только по одному вентилятору. На всех дви.rателях
имеются системы дефлектирования. Ряд моделей снабжен систеАlОЙ
реrулирования потока охлаждающеrо воздуха.
5)
Фиr. 126. Э.1ементы конструкции двиrателя Татра:
а...... соединение ЗВсНЬеВ KO.'1ell l .aToro 0з.'1з: 6 UO..TIT КРСП.'Jения
rO..'IODKH и 1\IIJlI-lНдра к картеру из 8ЛЮ!\Нlllиевоrо С'ПJ:!3П8.
На всех дизелях применены составленные из отдеJ1ЬНЫХ звеньев
I<оленчатые валы, вращающиеся на специальных роликовых ПОk
шипниках большоrо диаметра и малой ширины. Звенья коленчатоrо
вала унифицированы между собой, отлиты из стали и соединены
друr с ppyroM при помощи прецизионных болтов (фиr. 126). Д.'1ина
279
звена равна расстоянию между серединами сосеДНИХ опор Ko.rleH-
чатоrо Вала. Передний Iюнец коленчатоrо вала отштампован из стали
и также привернут болтами к соседнему звену. Наличие отдельных
унифицированных звеньев облеrчает производство I<оленчатых валов
ДJIЯ семеЙства двиrателей и устраняет потреб IOСТЬ в тяжелом I<УЗ-
вечном оборудовании.
Применение подшипников качения позволяет уменьшить крутя.
щий момент при прокручиваюш вала холоДноrо двиrателя, повы-
сить долrовечность JюленчаТоrо вала, снизить, хотя и очень мало,
потери на трение. НО это приподит к увеличению стоимости изrотов
ленин, повышению IЮНСТРУI<тивноrо веса двиrателя и усилению
шума при ero работе.
YCTaHoВl<a коленчатоrо вала на РО.I1Икnподшипниках обусловила
применение на двиrате.IJЯХ Татра туннеЛЫlOrо картера, При этой
J<ОНСТРУКЦИИ коленчатый вал вместе с внутренними КО.lJьцами ро.'1и
коподшипников, их РОЛИl<ами и сепараторами, после предваритель
Horo демонтажа маХОВИI<а и шестерен распреде.lJения, может быть
вынут из ,<артера с nepeAHero или заднеrо ero конца. Туннельный
картер об.'1адает достаточной жесткостью даже при отливке ero
из а.lJюмннневоrо cn.lJaBa,
у двиrателей cTaporo семеЙства картеры отливались из ceporo
чуrуна; у Hel\OTopbJX двиrаТeJlеЙ HOBoro семеЙства (наl1рЮ'lер, ДВИ
raTe.'II> Татра 924 и др,) 1< pTep отливается из а.1Jюминиевоrо сплава.
В первом случае Н lружные КО.'1ьца РQ.1IИКО110ДШНПНИКОВ устанаВJlИ
вают непосредственно в раСТОЧI<И в поперечных neperopoД1<ax Kap
тера; во втором случае в расточки предварительно заливают спе-
циа.'lbные промежуточные опорные кольца, в l<оторые затем BCTaB
ляют нару:жные кольца РОЛИl<оподшипников.
На всех дизе.т.ях Татра применяlOТСЯ индивидуальные ro.rlOВКИ
и цилиндры, прикрепленные к картеру четырьмя общими болтами
(фиr 126,6). При изrотовлении картера из аЛlOминиевоrо сплава
в ,<артер ввертываются переходные втулки. Уплотните.'Iьные про
КJIадки в местах прилеrания цилиндра J{ rоловке и к l<apTepy OTCYT
ствуют.
Цилиндры дизелей Татра отливаются из специальноrо чуrуна
в виде втуЛl<И, внешний ,<онтур котороЙ соответствует контуру
rOToBoro цилиндра. Охлаждающие ребра получают путем механи
чеСI<ОЙ обрабОТЮI из за малоrо шаrа ребер. В последнее время про
водятся опЫТЫ по ПРИ:'lенению отливки оребренных цилиндров в обо-
лочковые формы, без последующей механической обработки ребер.
у ранних моделей дизелеЙ Та7ра расстояние между осями двух
сосеДНИХ ЦИЛИIIДРОВ было сравнительно БОJIЬШИМ, СJlедова7ельно,
и высота ребер Бы.!1a большой. Поэтому при малом шаrе ребер
их ОТЛИВI<а представляла серьезные трудности. У двнrатеJlей HOBoro
семейства (диаметр цилиндра 120 I.и, ход поршня 130 ,м.и) отношение
меЖЦИЛИllдровоrо расстояния к диаметру цилиндра значительно
уменьшено, а шаr ребер несколько увеличен, что дает возможность
получить OI<ончательные размеры ребер непосредственно в .1итье.
Рабочая поверхность цилиндров не подверrаеТСЯ закаш<е.
280
rоловки цилиндров дизелей Татра изrотовляют из алюминиевоrо
сплава и в них вставляют на rорячей посадке чуrунные вставки
rнезд клапанов, Конструкция rолоВКИ цилиндра непрерывно сов ер-
ШСJlствовалась и на двиrателях HODoro семейства она отличается
от конструкции, прИ\1еняе.'dОЙ на прежних моде.тIЯХ, Это прежде
Bcel'o касается расположения относитеJ1ЬНО потока охлаждающеrо
воздуха ВПУСlшоrо и BbInycKHoro патрубl<ОВ, отверстий Д.'1Я штапr
толкателей и друrих деталей.
Поршни изrОТОВ.IIЯЮТ из аJ'Iюминиевоrо сплава и снабжают
четырьмя компрессионными кольцами и одним маслосъемным.
Для шатунов применяют
высоколеrированную ста.IIЬ.
lIижнюю rоловку шатуна дe
.1IаюТ с ПрЮ1Ы:\'! разъе юм.
Всс J<лапаны имеют по две
пружины. Коромысла при
вода клапанов у двиrателей
cTaporo семейства YCTaHaB
.lIива.IIИСЬ на отдельных для
J<аждоrо J<.'IanaHa стойках,
расположенных над верхней
плоскостью rоловки в инди
видуа.'lЬНЫХ картерах, заI<рЫ
ваемых КРЫШI<ами. У дви
rателей HOBoro семейства
стойки, картеры и крышки
BnycKHoro и BblnycKHoro
J<лапанов объединены. Выпускной и ВПУСJШОЙ трубопроводы
стальные, штампованные, с приваренными фланцами.
Система смаЗI<И дизелей Татра смешанная. Под давлением масло
подается к шатунным шейкам и механизму rазораспределения;
роликоподшипники rлавных опор коленчатоrо пала, рабочие I10верх
ности ЦИ.'1индров и ПОДШИПНИЮI верхней rО,II0ВКИ шатуна смазы
ваются разбрызrиваемым маслом, остальные места масляным
туманом.
На заднем конце коленчатоrО вала установлен предохраните.IlЬ-
ный клапан (фиr. 127), поддерживающиЙ давление в маrистрали
не выше 3 ке/с,м2.
Дизели имеют принудительную веНТИJIЯЦИЮ I<apTepa, при которой
внутреннее пространство ero соединеНО с впускной системой. Топ-
ливная аппаратура разделенная (отдельные насосы и форсую<и),
nycl< дизелей производится от электростартера,
Фиr. 127. Cxe)la
предохраJJllт<.'. ьноrо
К.'1аП8118 Двш-ателя
Татра IIIA.
Дизель Татр а 114
Дизель Татра 114 (фиr. 128, 129 и 130) представляет собой
четырехцилиндровую модификацию дизеля Татра 111; мноrие детали
у этих двиrателей унифицированы, Это относится к rpynnaM
rОЛОВJ<JJ ЦИЛИНДра, шаТУlшо поршневой, коленчатоrо вала, привода
2ВI
......... ..f
..;;
..
."":i
4
.,:.
<....
L
..
.
.'
....
-; 1:\.
\,
...
.
........
-
, 1 I
I
1
, ).&0
..
...
.
..
"
" .
. I
)
...
. . 1.
.
<1 I
I ... \
I t f
J .
ФИr. J2B. Двиrатель Татра 114.
282
Лродоль-
Фиr. 129 ез двиrа
ный ра Т ЗРтра 114.
теля а
rазораспределения и др. Стремление к унификации rоловOI{ цилинд
ров двиrателей привело к применению на дизе.rе Татра 114 двух
распредеЛИТельных ва.10В, что является ОДним из серьезных JЮН
СТРУКПlВных неДостаТIШВ ЭТОrо дизеля.
Особенности ero конструкции ЗaJ\лючаются в KOMnoHOBI<e arpc
raToB. Осевой веНТИ.1ЯТОР укреплеll lIа КРЫШJ{е распределитеJIЬНЫХ
Фиr. 130. Поперечныii разрез Дl!иrате. Я Татра 114.
шестерен и приводится D движение клиноременной передачей.
Натяжение ремня реrулируется перемещением l"eHepaTopa.
С целью устранения утечки охлаждающеrо воздуха между
rоловками цилиндров направляющий кожух соединен при помощи
болтов с rоризонтаJlЬНЫМ щитом, помещеННЫ J между rОЛОВI<ами
и клапанными коробками. Впускные и выпускные llатрубl\И распо
ложены в плоскости, пэра.'I:JеJIЬНОИ потоку воздуха, который
подается в первую очередь I{ впускным патрубкам. На боковых
поверхностях патрубков и rоловки Ци.IJИНДРОВ имеются наклонные
2В4
ребра, обеспеЧJlвающие эффективную теплоотдачу от HarpeTbix
поверхностеЙ. ФОРСУНI<а YCTaHoB:JeHa на оси цилиндра в уrлублении
между патрубками }1 охлаЖДается за счет ОТВОДа теп.rlOВОЙ энерrИИ
по телу rоловки к внешним ребрам ПОСJlеднеЙ. Выпускной трубопровод
расположен в зоне ВЫХОДящеrо воздуха и хорошо ОХ.'lаждается без
передачи тепловоЙ энерrии ДРУПIМ элемента:\l. Ци.1ИНДРЫ снабжены
дефлекторами.
10 5
I CIJ v - а17
I , f"-'
..-
,. ,. ...."А , {-
. \ t)
;,
fшi..11
.
, Ij rJ "'1 \ Q' 1.19
r ...
,
t ..
..
\ .
.
,... .. 150,5 _.._..... i.
:... '
'о ....
$!
==:: J
:... .,.... ..
А/
r- .10- --
.J._
..............
.. .....'
....'1
45
L c
(1
;
!
..,
050
о
t
..
.
-
I .....
.. -. -2В3 ..- . .
Фиr. 131. rO.rIOBKa Ullтшдра ДJjиrателя Татра 114A.
Произво;щте.1ЬНОСТЬ веНТJJ.1ятора равна ПРИ:\lерно 2000 !tf 3 /Час при
2000 об/мин коленчатоrо вала. Шестерни привода распреде:Jения
и масляныЙ насос размещены в специальном J\Орпусе, УJ<репленном
на лобовой поверхности картера. В переДнеЙ крышке этоrо корпуса
смонтирован подшипник переднеl-О конца КОJlенчатоrо вала; через
этот подшипник масло подводится к внутреннеЙ полости коленчатоrо
ва.1а. Поверх I\артера шестерен '< .'lOБОБОЙ стороне двиrате.1Я J<репится
l<рышка ero ,<артера. В верхнюю часть этой крышки вставлен патру
бок Д.'lЯ соединения полости картера с впускной системой двиrа
те.ТlЯ.
Дизель Татр а 114A отличается от Дизеля Татра 114 в основном
конструкцией камеры crорания и связанных с ней элементов
2В5
(rОЛОI3J<а ЦJ.iлlшдра, поршень и др.). ПримеНСНJ.iе l<aMcpbI сrорания
типа 3аурер ЛОЗВО,,1ИЛО значительно улучшить экономичность дви
rатеJIЯ.
Спроектированная для дизеля Татра 114А rоловка цидиндра
(фиr. 131) значитедьно отличается от применявшсйся на дизеле
Татра 114. ОХJI<JждаIOЩИЙ воздух подается в первую очередь па выпу
Скной латруБОI<, перенесенныи на сторону вентилятора. Необхо
..qH 1 1 .
.......... ( I.{..J ..... _
....._... '
... :- .. .'
"'"
ё: '::.1 .
,<-,. ..
..:-, '
т . :1
=
. Р"
. .
.. I
= too..
= . ,
..,. .;. .
---: '
:: . : f'l i
I
I ; .l
...... I;?
9> 165
1<)'''1.'''',
НiJЖliеl'.D\
ребри
0110
{"
;
I
"
'""
, l'
, i
",
'"
I '.
! ,'i IJJ
I ,. .
I ... 8 /1 ....; I
f.....fJltJO ._........... .
Фиr. 132. Цилиндр двиrателя Татра 1I4A,
димость neHTpa.Т'lЬHOrO размещения форсунки при почти вертикаль
ном расположении клапанов потребовала смещения их с плоскости,
проходящеЙ через ось ЦИЛИНДра. Для лучшеrо охлаждения и сниже-
ния rидрав.ТlИческоrо сопротивления оба патрубка раСПо.,'lOжены
вдоль Боздушноrо потока. Охлаждающие ребра раСПОJlожены rори
зонтально. ПО сравнению с rоловкоЙ дизеля Татра 114 rОЛОВI<а
дизеля Татра 114A песколько усложнилась, а ПРОХОДные сечения
для охлаждающеrо воздуха уменьшидись. Впускноj:j и выпускноЙ
трубопроводы выведены выше уровня оребренной части rоловки
и не окаЗbIвают сопротивления воздушному потоку.
ПО конструкции uи.'Тиндр дизеля Татр а 114A (фиr. 132) не отли"
чается от цилиндров, "рименяемых в друrих дизелях Татра. BeH
тилятор (фиr. 133, а и 6) имеет .питое рабочее колесо с 12 JlОпастями
286
. А
"\
1-
0:,\
.
"
}
"
i
I
j
M!iO .
t'
\
,
!
i
I
"""1
...,;,... r.!i :.....:..
Buil Д
О)
,
! 140 --
I '
" i.
I "',
......
т
,
..
'с
'"
о.
..
,
.. . .........
I
f"'-'
! I
, ,co ----1
. е273
бj
.......j
"
"- I
\
......
.....'
'\
., "
:,
.
t ., :
" :} ",
4 fI,
...'
! .
...
. -s?:151i
--;
.... ., ";;14{/ 5
Фиr. 133. Вентилятор двиrателя Татра 114A:
а pauoQcc колесо; б НапраВЛЯJOЩllЙ аппарат.
2В7
\1 литой направляющий аппарат с 18 штампованными лопастями,
заделанны;\!И в l<Opnyc и во втулку.
Дизель Татра 114A устанаВJIивается на ВЫПУСI<аемых фирмой
rрузовых автомобилях.
Дизели Татр а 111 и 111A
Дизе.'1Ь Т.пра 111 ЯВ.;JЯЛСЯ базовым для дизеJl('И Татра и самым
мощным дизелем с ВОЗДУШНЫ:\1 охлаждением этой фирмы. Он имеет
12 V образно расположенных цилиндров (yro.1J разва.1а 75 ).
На дизеле Татра IIl применена шатровая камера Сfорания. В COOT
веТСТВИII с формоЙ этоЙ l<aMepbI I<юшаны раСПОJlожены 1I0Д уrлом 80"
друr к Apyry, а в середине ПОРШIIЯ имеется высокий ВЫСТУIl. На чуrун
ном TYHHe.'lbIIOM l<apTepe YCTaHOB.'leHbl индивид)'а.IJьные rОJIОВКИ
и цилиндры, анаJl0rичные по I<ОНСТРУКЦИИ соответствующим деТ8JIЯМ
дизе.rlЯ Татра 114. к.ОJIенчатыЙ вал состоит из шести унифицирован
ных межДу собой средних звеньев и переднеrо звена. На шатунной
шеЙке каждOl'О ср€днеrо звена ';становлено дВа шатуна, поэтому
один ряд цидиндров смещен относительно друrоrо на ширину нижнеЙ
rОJIOВКИ шатуна. Вследствие этоrо звенья l<ОJlенчатоrо Ba,lJa не уни-
фпuироваflЫ со звенья,-'и двиrате.IJеЙ с вертикаю,но раСПО.'lOжеНI1ЫМИ
ци.1индрами. fAe на шатунной шеЙке устанаВ.'1ивается TO.'I1>KO один
шатун.
На ДвиrатеJlе имеются три распреде.1ите.IJЬНЫХ Вз.1а, IIЗ которых
один ПО\'lещен меЖДj рядами цилиндров и ПРИПО;J.ит в движение
ВЫПУСlшые IЦJапаны, а два Ba.,la расположены с внешнеЙ стороны
ЦИ.1ШНДРОВ и приводят в движение ВПУСI<ные 1<.1anaHbI. В соответ-
ствии с этим ВПУСI<ные трубопроводы раСПо.lJаrаются со стороны BeH
пuшторов и ох.'lаЖДающий воздух подается в первую очередь на
впускные патрубки.
На двиrателе установлены два осевых веНТИJlятора одинаковых
раЗ:\lеров, причем l<аждыЙ из них обслуживает один ряд цилиндров.
Вентилятор имеет деВЯТИ.'lOпастное рабочее I<олесо (внешний диаметр
300 . ,Я, диаl\lетр СТУIIИЦЫ 200 ,ММ) и направдяющиЙ аппарат. При
3750 об/мин, что соотлетствует НО)<lИнальному чис.'lу оборотов ДB
l'ате.'lЯ, вентилятор создает избыточное статическое давление под
I<ОЖУХОМ, равное 110 K, /,,,2. Вентиляторы ПРИВОДЯТСЯ во вращение
цепноЙ передачей, раСПОJl0женной в зю<рытых l<apTepax на .'lOбовой
стороне ДВИl'атеJIЯ.
l\\ежду рядю1И ци.:lИндров двиrате.:JЯ установлены о::I.ин за друrим
два шеСТИП:J)'нжерных ТОП.'lИвных насоса, приводимых в движение
зубчатой передачей от среднеrо распреде.'1итеJlьноrо вала. Двиrатель
имеет смешанную СИСТ€\lУ смазки с сухим картером.
Одним из серьезных недостатков дизе.IJЯ Татра 111 была ero
lIeBbIcol<aH ЭI<ОНОМИЧНОСТЬ, поэтому в начале 50 x rоДОВ двиrатель
БЫ.1 модернизирован. Шатровая l<aMepa сrорания была заменена
камерой в поршне. Это ПОВJlеl<JIO за собоЙ изменение КОНСТРУIЩИИ
rоловки, цилиндра и ряда друrих деталеЙ. J\-\одернизированному
дизе_1Ю БЫJlа присвоена марка II JA.
28В
=,
; I
I
<> ,
: j
8 I
'/
I
I
....,
00
<D
ФШ". 13.1. ПРЩОЩIIЫЙ разрез .'lIщrате.'1Я Татра 111/\.
- _. .. - . ._ - ._ -
ПрОДОJIЫJhlЙ If IIOШ-'Р(''1НЫЙ разрезы дизеля Татра l11А ПОI<азапы
1Ia фиr. 134 и 135. КомпоноВ\,;а двиrателя в основном такая же,
кю,; у двиrате,'lЯ Татра 1 i 1. Патрубки rо.rJОВ1П1 ЦИЛИНДРОВ повернуты
на Н\ОО Д,;JЯ Toro, чтобы ОХ.1аждающий воздух под,шаJIСЯ вентилято
рдi\Ш в первую очередь на выпус)<ные патрубки. Вследствие 3Toro
у.1УЧШИ.пОСЬ охлаждеиие BbInyclНlbIx I<Шlалов. Температуры в раз
ЛИЧНЫХ местах rО.'10ВI":И цилиндров стали бо.'1ее ОДИНaJ<ОВЫМИ. Однако
выпускной трубопровс..1. ока а,'IСЯ нне зоны R03ДУШllоrо ПОТОl<а, а ero
ФШ'. I:i:l. I1f1(;"J1t"lIIl.1ii ра"Р":1 II!11'<lН'.1!1 Т:1ТрП 111.\.
t>Х.I1(!ждеIiIIС HeCJ,;Q,'lbKO УХУДШИJ\()('I,. Косые ох.1аждаюшие ребра
rолонки заменсны }Ia РИЗОI-!та.ПЫIЬН . 1(,.'lапаIlЫ VCT3110B.'IeHbl в пло
скости, раСПО.:IожеНllОИ под )'r,'10i\1 к воздушно:\iу потоку. Однако
н местах IIрисоединения трубопроводов lIатрубки выведены прибли
зитсльно в одну ДИI-ШЮ. КОIIСТРУIЩИЛ lJ.и.'Illндра двиrате.'lЯ является
ТИПИЧJ-1011 Д.'1Я всех дизелеЙ Т атра.
В соответствии с указаШIЫ\f ИЗi\lенеИl-fЕ'М средиий распреДелИ-
тсльныii ЩI,;У упраВ:IЖ'Т впускными К.'JВПВНЮ.lИ, а наружные распре
де.lJитедьные HaJlbl упраВ"1ЯЮТ ВЫПУСКНЫМИ К.lJэпаНВi\1И. Изменены
также фазы rазораспреде.'IеIIИЯ (увеличено перекрытие КJIапаНОD
у В. М. т.) С де.1ЬЮ УJ1УчшеНJlЯ ОЧИСТI\Н пространства сrорания. Цеп-
нои привод вентилятора заменен j(.'1иноременным. Введен также ряд
ме.'1IШХ изменений. В ТaJЮМ ВИДе ДИзе.IJЬ Татра l11А выпускается
;1.0 настоящеrо времени и устанав.:шпается на rрузовые автомобили
большой rрузоподъеМJ-IОСТИ, ВЫПУСI\ае;\lЫе Ф':fРl\IOЙ Татра.
290
Дизель Татра 912
Дизt'ль Татра 912 (фиr. 136) представляет собой шt'стицилиндро-
вый отсек дизе.'IЯ Татра 11 lА с веРТИI<альным рядным расположением
uидиндров.
Дииrатель охдаждается с помощью oceDoro веПТИ.rIятора, YCTa
HOB.'1eHHOrO на передней крblшке картера и прииодимоrо в движение
клиноременной передачей (с передаточным чис:IOМ 2, 17) от шкива,
раСIlоложенноrо на переАнем J<OHlle коленчатоrо вала. Натяжение
ремня производится снятием прOl<ладок, заложенных между дисками
ведущеrо шкива.
Рабочее 1 :o.ТIeco и направ.'IЯЮЩИЙ аппарат вентилятора (фиr. 137)
имеют штампованные .lJопаТl<И (14 у рабочеrо KO.1ieCa и 20 у направ-
.'1яющеrо аппарата). Ilодшипники веНТИ.'1ятора смазываются IШН
систентной смаЗI<ОЙ. ВыпускноЙ трубопровод заl{лючен в стальной
штампованный чехол, в IШТОрЫЙ непрерывно подастся охлаждающий
воздух из под направляющеrо J<OiI<yxa вентилятоrа. У переднеrо
Iшнuа трубопровода чехол выведен вверх, rAe в Нбl установлена
заслонка, реrулирующая подачу HarpeToro воздуха в кабину воДИ-
теля. Для предотвращения neperpeBa BcaCblВaeMoro в цилиндры
воздуха ВПУСI<НОЙ трубопровод, расположенный на выходе охла-
ждающеrо воздуха, изолирован от послеДнеrо спеuиальным
экраном.
Пуск двиrателя производится от электростартера мощностью
6.-1. С., ПО.ТIучающеrо TOI< от двух последовате.'1ЫIO соединенных акку-
муляторных батарей.
Дииrатель имеет систему смазки с сухим J<apTepoM. Масляный
Н,КОС состоит ИЗ двух сеIЩИ": наrнетающеi1 и откачивзющей. Масло
из резервуара, IIрикреП,ТIенноrо четЬ!I)ЬМЯ БО.'1тами к поддону, HarHe-
тающей сеlщиеЙ насоса подается в маСJIЯНЫЙ П.1iастинчатый фи.1ЬТР,
очищаемыЙ автоматичеСI<И при вездеЙствии на педаль сцепления,
которая соединена тяroЙ с элементом фильтра. Из фи.ТIьтра основная
часть !\оШС.'1а поступаст через фальш подшипник переднеrо конпа
I<О.'Jенчатоrо вала и отверстие в нем во внутреннюю ПО.ТIОСТЬ этоrо
на.lа. В этой полости масло ПОДВерrается ДОПО.1I1ите.1Ы!ОЙ цeHTpo
бежной ОЧИСТI<е и по отверстиям в шатунных шеЙI<ах подается в nOk
шипнш<и нижней rОЛОВI<И шатуна. Выбрасываемое через зазоры
IIОДШИПНИКОВ масло смазывает рабочие повеrхности ЦИЛИНДрОВ
и рОЛИКОПОДШИПНИI<И r.lJaBHbIX опор. МеньшаSl часть масла поДВО-
дится к передним подшипникам распределитеJIЫlhIХ валов, откуда
оно по ПРОДОJlЬНЫМ каналам картера подводится 1<0 втулкам ТОЛI<а
те.'Jей I\дапанов. В r-lOмент совпадения отверстий в боковых стенках
ВТУ.'10К и ТО.lJкателей масло поступает во внутреннюю IIОЛОСТЬ этих
то.lJюпt'.'1еИ, а затем по каналам в опорных сухариках штанr и по
пустотелым штанrам J< l<ОрОМЫС.'1а:\l. JI.a.'lee маС.l0 по каналам
в коромыслах подается J< их BTYJIKaM и к местам касания реrулиро-
вочных винтов СО стеБJIЯМИ клапанов. ИЗ КJlапаНlЮЙ I<оробки масло
стекает в картер по зазора:-.! между штанrа 1И и их защитными кожу
хами.
19* 291
!"
Фиr.136
. ДвиrатеrIЬ Т
. атра 912.
Откачивающая сеl<ЦИЯ масляноrо насеса откачивает масло
из задней части поддона картера и 110 трубке подает ero в нижний
резервуар. Из передней части поддона масло через соединительное
отверстие стекает в этот я<е резервуар.
Дизель Татра 116 (фиr. 138 и 139) с диаметром цилю;дра 120 hlhl
11 ХОДО:\f поршня 150 hl,1' является единственноЙ МОДелью дизе.'1Я
Татра с rоризонтаJlЫIЫМИ IIРОТИВо.'1ежащими llИJ1индрами. ДВИПl-
T
!
' -/iii}
"
I
'-1 1"
,./../.
"i "
..
'-
I
... t i .
.
r.
i
I
{"
, I
:-; J .
..,
. \
. \..
L.... '
.;,
,
i
.. I
I
.
. -
...
-;9 /'n .a..Me:
НJ .
I
;;:;о
\
. f
/
'
'
.. ).
!
i
,.
i
,
'.
...... .
'" (4 лоппстt:Ц
п
Фнr. 1:37. Рабочее колесо н юшраОJ1яющиii аппарат двиrате.IJЯ ТИТрll 912.
те.I1Ь шеспщилипдровый; на нем установлены д a осевых вентиля-
тора, I<аждый из которых обслуживает один ряд цилиндров и ПриВО
ДIПСЯ В движение двумя I<ЛИНОВЬШИ реМНЯ 1И. Натяжение ремнеЙ
производится расстаноВlЮЙ или сближением дисков приводных ШI<И
вов. На двиrателе применена камера сrорания, принятая Д.1Я HOBoro
семейства дизе.1еЙ Татра. Мl-Iоrодырчатая форсунка, установленная
вертика.rIЬНО вб.rIИЗИ оси цилиндра над выступом в днище поршня,
обеспечивает почти центральное распыливание топлива. ВПУСl\НОЙ
и выпускной трубопроводы выведены наверх тю<, что они находятся
Вне nOTol<a охлаждающеrо воздуха. Соответственно распо.'10жению
трубопроводов устроены и патруБЮI rоловок ЦИ.l1индров. Однако
оба патрубка интенсивно охлаждаются набеrающим потоком Воз
Духа. На двиrателе Иj\'lеются два распрсделительных вала (по одному
на каждый ряд цилиндров), управляющих К.l1ап шэ.i\lИ ерез штаflrИ.
293
'rт..
. '..
. .
..., \
,. ..
.,.
....
...
,('
'\ L ..
.
.
.,'
.
...
\
f
... JtI-
Фиr. 138. Двш'атеJIЬ Татра Il!i.
ф lr. 139. Разрез двш'аТСJIЯ Татра 116.
I
I
-.............. ---. .-. .
. . .
2r4
наХОДящиеся 8 потоке выхuдящеru вuздуха.
расположен над продольной осью двиrатеJJЯ.
осуществляется от ЭЛf:'I<тростартера.
Топливный насос
IIYCI\ ДI3иrатt'ля
д и з е -'I ь Т а т р а 924
Дизель т атра 924 (фиr. 140. 1--1 I и 142) uтносится к новому се!\1ей
СТВУ дизелей Т атра с диаметром ци. JНН.1ра 120 ,",н и ходом 1I0РШНЯ
Iзп .М.М. КОНСТРУIЩИЯ ДБиrатеJlеи весьма ориrlJнаJIЬШI. Особенностью
ее ЯВЛЯЮТСя очень Ma.'Ible расстояния между I{И.'Iиндрами и Н<lличие
автоматичесКОI'О рЕ'rу."lИропания ПОЗДУПIIIОrn ОХ.1аждепня. НОНI1I('
..
"-
.. . t
..
. -.
, " .......
.'\ \\
,
ФШ'. 140. Дuиr8тель Татра 921.
СТНОМ ЯlJJlяется также сзмоочищающийся воздухозаборник перед
вентилятором, применяемЫИ при установке ДВИf<lтеля на комбаiiн.
Воздухозаборник предстаВЮ-Iет собоЙ СЕ'ТКУ цилиндрической
форr.lЫ, Dращающуюся на двух шаРИlШПОДШIШНИI<ах, ycтaHoB"IeH
ных на специа.IJЬНОЙ I апфе, ввернутой в передниЙ торец рабочеrо
колеса. На внутреннеЙ стороне ,<аркаса сетки укреплены .1J0пасти,
расположенные под неБОЛЬШЮ1 уrлом к оси веНТИJJятора. Воздух,
входящий в DеНТИJIЯТОр, воздеЙствует на эти лопасти и поворачивает
сетку, непрерывно I3ращающуюся с ЧИСJ10М оборотов около 10п
13 J\JИНУТУ. С внутреннеЙ стороны сетки раСПО.'lOжена труба, у которой
сторона, обращенная к ceTI<e, имеет отверстия. К трубе от I<омпрес.
сора, предназнаЧf:'нноrо Д.1Я накачки шин. пuдведен воздух; выходя
через отверстия в трубе, IЮ3Дух проходит сквозь сетку, очищая
ячейки последней. Диаметр сетки 300 MAi, ширина 100 ,,'ш. размер
ячеек 1 х I .illЛ (в свету).
Вентилятор IlрllВОДИТСЯ во вращенпезубчатой передачей от одноЙ
Нз \lIeCTepCtf пrИВОД<1 rазораспреде.llения. flеt р,'1,аТОЧfil)(' Ч[(СЛО
2 :}
..;) I
.
а:
i
I
I
i
Фи . 141. Продоль,
ныи разрез двиrа
теля Татра 924.
передачи от коленчатоrо ви.па к валу вентилятора равно 1: 2,5.
В привод включена rидромуфта переменноrо наполнения, с помощью
IЮТОрОЙ производитсн алтоматичеСlюе изменение числа оборотов
рабочеrо колеса вентилятора (фиr. 143).
Степень наполнения rидромуфты определяется положением кла
нана термостата, yctaHOBJleHJ-юrо в ответвлении масляной маrистрали
Фиr. 142. Попере'lныif разрез двиrателл Татра 924.
на выходе охлаждающсrо воздуха из межреберных каналов цилин'
дра. Циркуляция масла через rидромуфту осуществляется вслед
стлие выбрасывания ero под действием uентробежной силы через
отверстие в ведомом диске. Ведущий диск rидромуфты посажен
на конец приводной шестерни, опирающийся на два ряда роликов.
Муфта в сборе вращается на двух шарикоподшипниках. Масло
к rидромуфте подводится по отверстию в ее валу. Количество масла,
проходящеrо через rидромуфту из основной масляноЙ маrистрали,
составлнет при номинальном числе оборотов Двиrателя приблизи
тельно 0,5 л/мин; температура масла при этом повышается примерно
на 20. На передний JII.ЛJщевоЙ КQtIец вала rидромуфты насажена пере-
, 297
ходная муфта, соединяющая ero с ДЛИННbIМ ва.'ЮМ, передний фланце-
вый конец I<OToporo соединен при ПОi\IОЩИ болтов с рабочим колесом
вентилятора. Рабочее колесо, установленное lIа шарикоподшипнике,
расположенном в ступице наllравляющеrо аппарата (фиr. 143).
имеет 14 лопастей, а напраВ lЯЮЩИЙ аппарат 20 лопастей, причем
оба они ОТ.'lиты из аЛЮ\1иниевоrо СПJlаБа
-:...
52 i.....
1
1.i/!J
'"
'..
'-
!
о)
.1.' :lii","J:![1
. '
-...... ,/)П-
...
,'. .t l.f)
. 17(}
........."
.....
..,.. ,
r
;;;
I
.( 'L
'.,
I .
,,-4.
,
2fJ /1IJЛ!lL'"fЛРН
б)
Фllr. 14З Нf'НТlI. ят()р двиrате.1Я Татра 924:
'! рабuчf. t.. KO!J("CO: u IlаПР3П:IЯЮЩИI"i: аппаР.iIТ.
ВентиJlSIТОР YI\peI1JICH на переДIlt:'И крышкедвиrатеJ\Я при помощи
хомута. К. ступице наllраВ.'Iяющеrо аппараrа IIрисоединена цапфа
с шарИl<ОПОДШИПЮШ,:МИ, 113 I{CTopbIe опирается вращающийся ceт
чатый воздухозаборник. Вращение осуществляется воздухом. про-
Ходящим через вентилятор и вuздеikтвующиYI на лопасти, располо-
женные внутри сетчатоrо барабана.
ОХJlаждающий воздух наllраВ.JIЯется к rоловкам и цилиндрам
обычным кожухом. Часть ЭТоrо воздуха проходит через масляный
радиатор труfiчато п.'1аСТ""Ч(Jт()rо типа, 1(,11()чеl1НЫЙ napa,7J,'1eJlhJjQ
291i
vo
о
о
121..2 :l (4{)
I
<1 I ......
.,;)
- - ...... . ) : . !
r
l'
.,
, :.:;.
(, .. 1" '<'о
:;<>
...,
'<' .f.
"
t
k 1 JO
f' . '
i !\ '
i " 1'\' --'
'"
) [ , ')(
. . . ""
.....: , !
I ;..r , O:::O
,
!.
L .. а)
':1
.
V.{1
i
"::.}'
.
'ib t........
."
.:
.......
" "
......,
I
' ,' .,0'"
1",;'
/
"
jd ;'4
..=::
.J.
, .:
""'41 ,
"
,
С'"
.
8'
...J
t.i
ФI1!'. 144. Ци.нIliДj1 и rO.'lO!!Ka д!!иrате;rя T!lТpa 92 :
cl IНlпИIIДР (ПОНСРХIЮСТЬ ореuрt' 11I11-t "'P.Olj CJf::!:): б ----- ro.rIOD'\';J Ц,11.'IIIIIДРrI L!IОi].,",)ХIЮСТI_ Opt... ) .H .:.I 1020 r'i )_
,!се зВено На '<онце l\Оленчатоrо l3a.'Ia у маховика изrОТОВJIено как одно
целое с шестерней приводз распределения. Звенья соединены Apyr
с друrом четырьмя БО.'1тами. Коленчатый вал опнраеТСfl па пять
роликоподшипнИ!{ов бо,пьшOl"О диаметра. Переднее звено отштампо
вано ИЗ стали и I{ нему привернута шаЙба д.тIЯ осевоЙ ФЮ{СIЩИИ колен
чатоrо вала. На переднем звене на шлицах монтируется вал со шки
вом отбора МОШНОСТII.
Распредедите.'IЬНЫЙ на.1 вращается во втудках, запрессованных
в картер. Шестерни привода распредедения и ТОП,lIJвноrо насоса
помещены в спеЦИ8"lЫЮМ кожухе, ОТ,:IИТОМ ИЗ .1erJ<oro cn.'IaBa и при
вернутом к заднему ,<онцу "артера двиrатсля. Применение привода
от заднеrо конца I{ОJIснчатоrо вала объясняется желанием оrраничить
1J.1ИЯlIие КРУТИ,!'IЫIЫХ КОJIебаний ПОС.lJ(;'днеrо на ДОJIrовечность и шум-
IЮСТЬ работы шестерен.
Кожух привода 1< распреде.1ИТЕ'.!ILНОМУ ва.1У состоит из двух
частеЙ, соединенных между собоfl бо.пз:\1И И обеспечивающих более
простоЙ доступ 1< шестерням. На передней I<рышке, оттпой из леr
I<oro сплава, УI<реплеНbI вентилятор, reHepaTop и компрессор.
В КРЫШI<е имеется подшипНlШ СКОЛiJжения Д_1Я осевон фИI<сации
КОJlенчатоrо вала и Д_1Я подвода мас;ш в ero внутреннюю по-
J!OCTb.
На двиrателе применена разде.1Jенная топливная аппаратура.
Четырехплунжерный ТОПЛИI3НЫJ1 насос расположен ниже направ-
тllсщеrо I<ожуха венти.:штора и при помощи муфты соеДинен
с шсстернеii, приводимоЙ в Движение от заднеrо КОНца КОJ1енчатоrо
ва.'lа. ФОРСУJШ[) устаиовлена под I<РЫШКОЙ K.1anaHHoro механизма
и притяrllвается к I<оничеСI<ОМУ сед.'lУ в rолопкс ци.'1индра при помощи
см'бы. ТОПJIИВО l' форсунке ПОДВОДится чеrез СllециадьныЙ штуцер,
BrepHY1'bIrl 13 те.:1O I'0.10ВIШ и УП.1lOтняеi\Iыii по конусу в корпусе фор
cyНI<Н. Избыточное 1'011.11180 от форсунки UТВОДится через специа,'1ьное
отверстие и ('\Iешивается с маСЛо:\l, преднаЗJlвченньш дая смаЗl<И
Iюромысе_,.
.lI'\ЗС.'lО Д.'1Я С lаЗI\II Д1!иrате.'1Я подается из поддона шсстеренчатым
насосом (произво;щте.1ЫIOСТЬ 36 Д/.АШН), расположенным под I<рЫШ-
I<ОЙ рвспредеilеЮIЯ и Прl-1ВОДЮlblМ в движение непосредственно от
шестерни на заДНС\1 КОlще IЮJIенчатоrо пада. От насоса маС.'10 Llерез
трехходовоЙ кран поступает в "ШС,;ISIIIЫЙ радиатор. При опреде.'1ен
JlЩI по.тIОЖ('ШШ Tpexxo;J.oBoro J<paHa рв;r.иатор откточается. Радиа
тор и мас.1SlНЫЙ фи.'IhТр снабжены реДУКЦIIОННЫМИ К lапанами, OTpe
rулиронаllНЫМИ на Д8В;lение 4,5 5 ат.
Из радиатора мас.'1O по r:laBHoMy маСДЯНО1\lу канаду поступает
в юзртер, OTI<YAa оно шшраВ.lяется через переДНЮЮ l<рЫll1КУ в ПО.!lOсть
КО.1енчатоrо ва.1а и Д.I\Я смаЗI<И распределите.'1ьноrо мехаНИ3l\1а.
РеДУIЩИОНJJЫЙ К.'1ВП8Н поддерживает в маrнстра.'1И давление в пре
дедах 3 5 ат. Д.'1Я Сl\Н\ЗКИ J{.lапаШlOrо механизма M8C.11O подается
по KaHadlaM в штанrах ТО.'1кате.I\Я, а от верхних концов штанr по отвер-
стиям в КОРОМЫС"lах 1< ИХ осям Концы lюромысел, воздействую
щие на К.'1апаны, смазываются разбрызrнваемым MaC.!IOM. Мас.'1О
из пространства I<;I l1aJJIIOrO :мехаIIИЗ:\Н\ cTel<aeT по зазорам между
1U1
302
... .
, ,. I
" .'
..
.-
.
$ -I
". .
...
--..
,.
.
-
.
..
"
а)
.
.....
lIr ,.
с.-
(
, .-;
,1
l "'1..
.... ,\
,
.. ..
,
"
..'
Бj
Фllr. 145. ДвиrатеЛII Татра:
а ДUlII'ате.,., Тат['а [28: б двиrате:IЬ Таlра r.281\.
l
штанrами и их кожухами, а также по специальным трубкам, соел,И
НЯЮЩИМ I<лапанное пространство с картером двиrателя.
Пуск двиrателя производится от элеI<тростартера.
д и з е л и Т а т р а 928, 928К и 930К
Дизель Татра 928 (фиr. 145, о) V о6разный с восемью ци,nиндрами,
предназначен для установки на rрузовой автомобиль Татра 137
I'рузоподъемностыо 7 т. В ЭТО}.1 двиrателе значительная часть
деталей унифицирована с дета.rIЯМИ друrих двиrателей даННОI"О семей
ства. Центральное раСПО.rIожение вентилятора ОХ.'1зждения сде.lало
ДВИI-атель весьма I<Oi\lnaKTHbIM. РаССl\lатриваемый двиrате",ь отли-
чается от дизе,']я Татр а 924 числом ЦИ.l1ИНДРОВ и КО 1Поновкой некото-
rbIx arperaToB и деталей (компрессор, reHepaTop, масляный поддон
11 др.). Как и у дизе.rIЯ Татра 111, КО.i1енчатыи B8JI Ю1еет ша'rунные
шейки, общие Д.rIЯ двух шатунов противоположных цилиндров,
IIОЭТОМУ один ряд ЦЮIIIНДРОВ смещен относительно ,:.\pyroro на
ширину нижней rоловки шатуна.
Дизель Татра 928К (фиr. 145, б) БОСЬМИЦИЛИНДРОБыii, V образ
ный, с наддувом от центробежноrо наrнетате.!JЯ с механическим при-
водом, включающим rидромуфту, По своен КОНСТРУIЩИИ Двиrатель
отличается от двиrателя Татра 928 лишь наличием наrнетателя.
Самым мощным дизелем семейства Татра ЯБ.аяется 12 цилиндро
вый дизель Татра 930К с наддувом, раЗБивающий мощность
340 л. с. при 2000 об/мин. Он ОТ.rIичается от двиrателя Татра
928К /IИШI, числом ци,Т(индрон.
Дизели СКD
Заводом ёКо ЧеХОС;lOваЦКRЯ СUlllJaлистическая респубт1К8)
разработан ряд \lCщных четырехтактных дизелей с ВОЗДУШIIЫМ
охлаждением (Ta6:1. 34), ВК.1ючающий ш('сти . НОСЫIИ и двенадцати
цилиндровые I<ОНСТрукции с V сбразным раСПО_lОжt.'IНlе:\1 цилиндров.
Диаметр цилиндров (145 .\lА1), ход ЛОрlllНЯ (180 .\-I.M), а также l\IОЩ-
ность одноrо ци.'1индра близки 1< максима.1lыlмM у выпускаемых
дизе,nей с воздушным охлаждением. Двиrате.пи раССЧИТаНЫ в OCHOE
IЮМ дЛЯ работы в стационарных УС 10ВИЯХ.
Та6ЛUlfl1 34
Четырехтактные V образные дизели СКО i: нсразделеllИОЙ камсрой
(D == 14.5 ."''''. S == 180 ./11.11, п 1400 об/ IIIН)
Марк," I
..,
..
u
О .
ж...
:;j.
"..
..
'"
"
а.
..,
С",
и=
ж"
"
:r:::-
I
!E 1
".... I
а."
..""
жi:;-.
к::; r::;.m I
ir:
;::::с
"':п
"
и!':
0)"
W
.,
о
ж
"'»
:1 ..
.
a:t.:J с:; .
б.
I U", ",
,,-"
('3","':;:
"'и---..
С о .
c.:&::
[o:;
r:;::Ga
о
L.
.,.0
ж C7I
:3 ,,<., I
r.:
...,,'"
:i!gr:-
БV-145
BV-145
12V-\l15
150
200
280
6
8
12
5.4 I
5,-1
5,4
. . I
17.8
23.8
35,6
1300
1560
19ВО
8.4
8,4
8.4
6-У
б.V
б V
303
Фиr. 146. Продольныii 11 поперечныЙ
Дизели еко, сходные по КОНСТРУJЩИИ с дизе.IJЯМИ Татр а, обла-
дают рядом конструктивных особенностей. На фиr. 146 показана
шеСТИЦИJlИlIдровая модель 6V145 дизеля Ско. На сварном картере
TYHHe.lJbHoro типа устаИОВ.lJеио два ряда cъe IНЫx отдельных ореб-
ренных цилиндров со съемными rоловками. Впереди между рядами
цилиндров помещен вентилятор охлаждения. С вентилятором соеди
нен последовательно reHepaTop. Между рядами ЦИ.IJИНДРОВ распо.IJО-
жен топливный насос. Друrие arpel'aTbI размещены по сторонам.
Вс.lJедствие небольшоrо уr.lJа(60jмежду рядами цилиндров дииrате.IJИ
имеют ОТНОСИТе.IJЬНО ма.IJУЮ ширину.
На ДВИI'ате.IJЯХ Ско применена однополостная каМера сrорания
типа rессельман, со сферической формой днища портня и при.lJеrаю.
щей к нему поверхностью rО.'lОRЮf. В сочетании с мноrОДЫРlJатой
304
(1азР ';IЫ Дllиrателя Ско 6Vl45,
ФОРСУНl<ОЙ принятая КОI!СТРУl{ЦИЯ камеры сrоранин обеспсчивает
хорошую топливную экономичность.
Коленчатый ва.1I составной, как у дизе.llей Татра, но в отличие
от них каждый шатун опирается на свою шеЙку, что ЯDJIЯется слеk
ствием БО.llьшоrо диаметра цилиндра.
Распреде.llи'rельный ва.lI, раСПО.1l0женный между РЯДами ЦИЛИlI-
дров, приводится в ДI3ижение зубчатоЙ передачей от переднеrо конца
КО.'lенчатоrо вада; штанrи толкателей раСПО.1l0жеиы сО стороны входа
ох.'lЮI<дающеrо I30здуха.
КШlПапы в rO.'lOBKe ЦИ.'lИНДроВ раеПО.1l0жены в П.1I0СКОСТИ, пер
пендику.IIЯРНОЙ к направлению воздушноrо потока. НЮ{.lIонное распо-
"lо>кение клапанов друr к друrу дает возможность разместить между
ними ряд охлаждающих ребер. основания которых влиты в стенку
20 Д. Р.. ПОСl1е.:rОR Jff)<J 305
Быпусююrо патрубка, и тем самым улучшить охлаждение пере:о.rыкии
между rнездами К,папанов. ВпускноЙ И выпускноЙ патрубки направ
.'1ены наружу, в сторону выхода охлаждаlOщеrо воздуха, что облеr-
чает разм('щение форсунки. Вследствие малой длины патрубков
уменьшается КО.'IИчество тешIOВОЙ энерrии, поrлощаемой rО.IJОВКОЙ
от отработавших rазов, и степснь nO;lOrpeBa воздуха, поступающеrо
в ЦИJJИНДры.
СТЫК между rолоВl<ОЙ и цилиндром расположен HacTo.lJbKO низко,
что в продол>кение Bcero процесса интенсивноrо сrорания топлива
стенки цИ.lJиндра находятся вне воздействия рабочих rазов, что сни-
жает максима.IJЬНУIO температуру в верхнеЙ ero зоне. rО.'!ОIJЮI ЦИ.IJИН
дра отлиты из леrl<оrо сплава (rидрона.'1ИЯ).
ЦИJIИНДРЫ изrОТОВ.lJены из стали и имеют механичесl<И обработан-
ные ребра и азотированную рабочую поверхность. IЗ верхней и ниж
неЙ частях цилиндра имеются ф.181ЩЫ, с помощью ,<оторых он кре-
пится болтами к rоловке Ii к картеру. Такое креП.1ение вызвано
н€обходимостыо надежноrо УП.lJотнения- стьп<а l\lежду rоловкой
и ЦИJlИl-IДРОМ при БО.IJЬШОМ диаметре последнеrо.
Осевой BeHTIi.'1S1TOP обычноЙ конструкции ПРИЕОДИТСSl в Дви>кение
клинеремеинеЙ передачеЙ от ШЮ-IRа на IЮ.'1еНЧИQil,1 Ba.IJY. На.1ичие
пеСI<О.IJЫ<ИХ привсдных ремнеЙ затрудняет ИСIЮ.lJ\,зование r€HepCiTOpa
в J<ачестве патяжноrо рС.'JJша. I"eHepaTop помещен под кожухом вен-
ТИЛЯТор в специаJJЬНОМ I\opnyce, соединенном с напраВ,'1ЯЮЩН:\1 КО.'1ь-
цом веНПl.IJятора. Таким еерЗЗОl\f УД IJ10СЬ избе>i\ать применеННSl спе-
циаЛЫiOl'О принода reHepaTopa If одновременно создать ус.'10ВИЯ для
ero эффективноrо ОХ.lJаждения.
Система смазки Ma.IJO отлпчается от примепяе:vIOЙ на ДИЗСd1ЯХ
Татра. Мас.'1ЯНЫЙ раДиа'I'Ор пож,:щеи за ЦИЛlIндра:\ш в заднсЙ части
двиrателя.
Пуск днзелеЙ производится от элеlпростартера или от пусковоrо
двухтактноrо кароюраторноrо двиrатеJIЯ, I1меlOщеrо также воздуш
нее ОХ.1В>1{,.1,енис.
Дизе.'Ш Робур Перке
Предприятия Робур Верке (rд.р) Иl\It:IOТ большой опыт создания
двиrателей с воздушным ОХ.lJа>кдением. В период с 1907 r. до начала
30-х rодов был создан ряд таких двиrателеi1 карбюраторпоrо типа.
В начале 30-х roдов бы.1J разработан четырехцитШДРОВblЙ двиrатель
мсщностью 60 л. с. при 2200 об!z.IШI. Он Иi\ijе.1J центробежный венти
лятор. рабочее колесо KOToporo было посажено на переднем конце
коленчатоrо вала.
В начале 40 x rодов на базе Уl<азанвоrо двиrате.'1Я был разработан
. новый, с уменьшенным (с 145 до J 25 J}'J I) ходом поршнн .Н с тем же
диаметром ЦИJlИндра (95 ,MJ}l). Два центробежных вентилятора
(по одному на каждые два циюшдра) были YCTaHoB.'IellbI на одной
оси и приводились в движение I{линоремснной передачей. В даль
нейшем двиrате.IJЬ был снова переl<ОНСТРУИРОВЭJJ, причем диаметр
ци.lJиндра был уменьшен До 90 мм при сохранении хода поршня,
306
а центробежные веНТи.IJЯТОРЫ заменены одним осевым. Этот двиrатель
с некоторыми изменениями выпускается ПОД маркой rapaHT 32
(бывшая rранит 32) для автомобилей и стационарных установок.
Автомоби.IJЬНЫЙ двиrате.IJЬ имеет мощность 52 л. С. при 2600 об/мин.
На базе этоrо двиrателя было орrаНИЗ0вано ПРОИ3ВОДСТDО семей
ства дизелей с воздушным охлаЖДением и ЧИС.lIOМ цилиндров от 1
до 8 (табл. 35) под маркой GD. Область применения двиrате.lJей
достаточно широка (стационарные и передвижные установки, дорож
ные машины и пр.). Моюность двиrате.lJей изменяется в преде.lJах
9 120 л. С., а в перспективе, при увеличении диаметра цилиндра
с 90 до 100 AIM, она ПОВЫСliТСЯ до 150 л. с.
Таблица 35
Четырехтактные дизели Робур 8ерке с вихревоi KaMepoi сrорания
(S == 125 .JIAt. степень сжатия 18)
'марка I .. с:-
О .,.' О с>
-" '" .. '" ';'", :С 0:-" .... :С
",:о. 0.0 О со'" эg
.. о. !Е" 1;;'" ...... ]1;;;- ....
и og!;, b ф:': ж" ..и.....
<> . t;t ..I!! Ф :r "'''' :>:3..'"
" о'" a с о . " ;...... .
I S'. "О:С :>:;:'" ..'" 0.- :c:.::v 0."''' "..
и 0.'" g: ", u" ...... u'" t'1CU 1U ..;:r. и Q 1:1 Е...
О"" :;:.g i't =", :s:: ..." 3-i "'о'" ..,..",
OI <:!;;... » :1; о o.
:то'" :т:с! t:;o:;0I U t;t'" ==;:;I!CJ ....
GD 1 10,2 2000 90 1 0,795 175 5,77 12,82 17,2 б В
GD I 12,2 2000 100 1 0,9ВО 1ВО 5,63 12.45 14,3 6 B
G[) 2 20,4 2000 90 2 1.590 235 5,77 12,82 11,5 6-8
GD 2 25,2 2000 100 2 1.960 245 5,78 12.В5 9.7 6 B
GD З 45 2800 90 3 2,385 280 6,06 18,85 9.2 6 B
G[J З 55 2800 100 3 2,940 290 6,02 18.7 7,7 B
GD 4 60" 2ВОО 90 4 3,180 355 б.07 18.85 8,7 6 B
GLH 75 2800 100 4 3,920 365 6,16 19,1 7,3 б-В
GD G 90 2800 90 6 4,770 430 6.07 1В,В5 7,0 6 Y
GD 6 110 2ВОО 100 6 5.880 445 6.02 18.7 5.9 б.V
GD-8 120 2800 90 8 6,360 490 6.0б 18,85 6,0 б V
GD 81 150 2ВОО 100 8 7.840 505 6,15 19,1 5.0 6 Y
1
J . I ДlJиrателеJ! для аНТО!olоGИлеn (rapa!!T 32) мощность рао!!а 52 ". с. пр!! 2600 об/МIIН.
ДЕиrатели с числом цилиндров не больше четырех имеют рядное
веРПJl{а.lJьное их расположение, а шести и восьмицилиндровые дви
rатели делают V-образными. По конструкции основных деталей
и по компоновке arperaToB все двиrатели 31'01'0 семейства имеют
большое сходство. .
На двиrат лях применена вихревая камера сrорания с соедини
тельным каналом большоrо сечения, как и у друrих современных
ВИХРt'камерных дизелей (двиrатели Дейтц, Порше, Перкинс и др.).
Эта камера обеспечивает удовлетворительные индикаторные пока
затели при хороших пусковых качествах двиrателя. Камера изrо
TOB.lJeHa из чуrуна и залита в тело rоловки из алюминиевоrо сплава.
На всех двиrателях применен осевой вентилятор, причем в ряд-
ных Двиrате.IJЯХ он расположен сбоку и приводится в движение кли
ноременной передачей с наТЯЖIlЫМ РО.IJИКОМ, а в У образных
20* 307
... . . --..... .- --.
I .
J
. О' . ,., .' ..
· i. J .
rJ .
:t: J ' I
." ."
'. ',\ .. .
, .
,
J
. ........ . ,
..,
'-..:...
......
I . ...............
I
1, .
-..е
. \.. L
:
'"
I
1.
J' ·
I
I
· (4
\; --
,. \
\ '
'-, I
;.'
..
.
,
- j
Фпr, 147, Двиrатс.1Ь rapaHT а2.
308
't, r
I l' 1 :
III!
t , .1
....
<11
..
1 ! I
\r "
;1' j 1
! ,;,'
j
Фиr. 148. Разрезы лвиrа
ТСJJЯ rapaliT 32,
'-
.
l '
, i; :. "
.
1...
I
} > I
:}IIII.. _
".
, 1.
"=L ..L
i:' ' {{
" ,. j'
j
I1
l' ,\
1 ,( 1
I
. .
..
..
-',
\ .
,-
\..
.", '.
..
., ".'i--
. .' с,.,
\ ! l '... i. '
\ ;eI' -. .
. l' .1$,
t .... ,
. j ..
...
,..
. ('
l'
\'
1,:
..
"1
,
/
р
.f
309
в передней части между рядами цилиндров и приводится в движе-
ние зубчатой передачей.
. ОхлаждающиЙ воздух подается прежде Bcero на впускные пат.
рубки, на камеры crорания и форсунки.
Впускной трубопровод распo.rюжен выше направляющеrо кожуха
вентилятора, а выпускной находится в потоке воздуха, выходя
щеrо из межреберных каналов. B e клапаны прююдятся в движение
от одноrо распределительноrо вала. Коленчатые валы сбычноЙ кон-
струкции С привернутьJl'\ И противовесами имеют полное 1 чис.'ю опор
, '5 .,.. '6 - 132 .;
..
/ \ ,
.
I C " .
. . ,
, "" .' ' . ,
Q .1
,.\ ...
.
'ft;ЛШ/1ll '!
)'i
{
"i )1-
\, I\\.. .
, .::::
!, ...
i ,-.r
..... {;'{ П .{
'$ !i
" r
.,
',.
'а v
". i ..JI
t. I
I
; I
,
i._ .
, 1j1
9.IPb.
"
i
1,
.....1
5/10тzcтeй
. i
.................. .........
Фиr. 149. Вентилятор двиrателя [арант 32.
с ПСДШИПНИI<ами скольжения. Топливные насосы на всех двиrателях
расположены 1Iа стороне, противоположной вентилятору.
На фиr. 147 и 148 изображен автомобильныЙ дизель rарЗllТ 32,
аналоrичныЙ по cBoefi конструкции четыреХЦИЛИIIДРОВОМУ дизелю
HOBoro с€'мейства ОD. Обрашают на себя внимание БО.IJbUlие межци-
ЛИНДРОЕые расстояния и,значительная поверхность оребрения rоло
вок и цилиндров. Сравнительно большая высота Двиrателя является
слеДСТВием повышенноrо отношения хода поршня к диаметру ЦИJ1ИН
дра, а тш<же прш.'lснения r.lJубокоrо поддона.
Вентилятор (фиr. 149) имеет рабочее I<олесо с пятью лопастя:\fИ
и направляющиЙ аппарат с 15 лопастями. При номинальном числе
сборотсв (б250 vб/мин, что соответствует 2600 об/мин коленчатоrо
Ba.lJa двиrателя) вентилятор потреб.!Jяет 3,5 л. с., т. е. OKOd10 7%
от номинальной мощности.
1 П9Д ПОпНым ЧИС.'IOМ опор коленчатоrо вала nодразумсваются трн опоры ДЩI
ДВУХШlлиндровоrо двиri\те,'1 ч. ыре для ТРСJ\цилиндроnоrо н т. д.
310
"
j
;.
; ......
а)
.
,..,. '48 ,-- .
t---- . 17!}
;
i
:.. .; fO:. .....1 i
TJ: i
::
;=
-
..; .....1
,
I
==
=
..,
'=\.\ C
""
- ......
. .
:=:-
r .
'.!
==-
;ч
....'1.
,
i
J.
"""""'"
:-1
. ...."f6gg.' i!
. ..- (?jJ1.J .....{
"
/{j
".00-; IfO r БП "" 75
i .
..{ ";.
;..0:'"\
.....
-". !/.;
" '--- 1.
'" /
t. ,, '
\"
...
.
.
'.
I
<о::.
'"
:«, А
_ '01: !
... . . ' ",I .;j{l \ ."
f'
" 1f!.f!
5)
Фиr. ISO. rO.'10BKa и цилиндр двиrаТ JJЯ rapaHT 32:
а rоловка: б ЦИЛИllДр.
30
[олонка цилиндра (фиr. 150, а) отлита из а.'1юминисвоrо сплава,
Каждая rоловка крепится к картеру вместе с ЦИЛИНДРОМ четырьмя
сквозными бо.нами, раСПOJlOженными несимметрично относительно
осей rо.тlOВlШ вследствие боковоrо расположения камеры сrорания,
В rолоВ!<у запрессованы вставки клапанов из жаропрочной стали.
Циюшдры (фиr. 150, б) ОТ.'1иты из специа.ТIЬНоrо чуrуна вместе
с ребрами, которые не подверrаются механичеСI<ОЙ обработке. Уве-
.'1иченная длина цилиндра при малом ero диаметре упрощает разме-
щение необходимоrо количества охлаждающих ребер.
Масло подается шестеренчатым насосоы, расположенным на уровне
распреде.'1ите.'lьноrо вала и ПрЮЮДИМЫ 1 от Hero в движение парой
ЕИIIТОВЫХ шестерен. На!lliчие
r.'Iубокоrо оребренноrо масля
Horo поддона ИСl\,lIючает необ
ходимость ПрИ:\1енения масля
Horo радиатора при обычной TeM
lIературе окружающеЙ среды.
В последнее время фирма
Робур ВеРl<е разработала си
стему автоматическоrо реrу.'lИ
рования охлаждения дросседи
ропание:V1 воздушноrо потока
на входе в вентилятор с по
мощью раздвижных шторок
(фиr. 151), управляющих TepMO
статом, которыЙ YCT8HOB.ТIeH
в ПОТUЕе выходящеrо Еоздуха
(см. rл, V).Для обеспечения пра
нильности реrу.ТIирования термостат YCTaHOB.ТIeH между двумя ЦИ.ТIин
драми так, что температура выходящеrо воздуха ЯВJlяется средней Д.Т1Я
этих цилиндров. Применение указанноЙ системы приве.,1O к значитеJlЬ-
ному у.Т1учшению стаБИJIЬНОСТИ температур цилиндров и их rO:IOBoK,
,
,
'\"' .. \
. '""
-
'\ I
I
. \
\1
,
'.
ФИ/'. 151. Шторки Д'lЯ реrу. иронаНШI
НШД шн()rо nOТOI<8 в ДIJИI'iпелях Робур-
Верке_
....
ДизеJIИ Дейтц
Среди западноевропейских фирм, производящих дизели с воз-
душным охлаждением, ведущеЙ ЯВ.ТIяется фирма Дейтц (ФРr),
выпускающая два семейства этих Двиrателей (таб.'1. 36).
Одно семеЙСТЕО двиrателей с диаметром цилиндра 90 ,И,И и ходом
ПОрШIIЯ 120 ,'d,И изrотоВляется с ЧИС.'10М цилиндров 1,2,3,4 и 6 (серия
612). ВПОС.'1едствии диаметр цилиндра бы.Т1 УЕt'.'1l1чен до 95 ,ИМ
(серия 712). Последние две цифры немера серии сбсзнзчают ход
поршня в сантиметрах. Дпиrате.тlИ с ЧИСJ!ОМ ЦИJ!ИНДРОI3 1, 2, 3 и 4
имеют рядное расположение ЦИJllШДрОВ, а ОСТЗ.'1ьные V образное.
Друrое се:VlеЙство двиrатеJlей с диаметром цилиндра 11 О ,мм и ходом
поршня 140м,и выпускается с ЧИС.ТIОi\J цилиндров 1, 2, 3, 4, 6,8 и 12,
причем первые четыре модеJIИ Юlеют рядное расположение (серия
5]4), две последние V сбразное серия 614); шестици.1ННДРОВЫИ
дизель производится как рядным, так и V-образным,
312
\apK"
I
I
'-
ПL612
FIL712
F2Lбl2
F2L712
t:;ЗL712 4
HL612
F4L712 6
F6L712 90
FI L5I4
F2L5I4
F:ЗL5I 4 1
F4 L514
F6L5I4 I
BF6L514 1
F6L.614 I
F8L.61-1 I
в 1.81.1:>1 4 2
FI2L.614: 25
BFI2L614130
Таблица 36
Четырехтактные Дllзе.'I1I Дейтц с lIюсрепой камерой
I I I '" '"
О '"
. О Q. .;, '" .",
.. ... .. '" "'"
. с . "! I :;; .. "'о О -
" .. .. €-;; "' .м схемы
- g- "! I ; " iii !Е
.. .. €-..
"t u .. "''' "'''' В03ДУWllоrо
t: Q.aI Р. '" ... .. I;tN ..
!Е'" .а '" ат тракта
о "'cv о '" '" cuv:re
о.... cu Q. 1:: О .. 0.0 (q>ll". 97 И 99)
:: !:ti>t::; .. Q." "' I .. ;;[ - -I Q...
"
.. g=:c "..
:;) :S: А :S:Ж O .. ..>с "'о
::;;; :r t:I.. X ;т 1;.. U Ш ui= <;;=
I
11/ 2ню l 90 1120 1 0,76 17.5 200 6.20 1-1.50 2 B
13 2300 95 120 1 0,85 20.5 200 6.00 15,30 2 B
22 2100 90 '120 2 1.52 17,5 250 6,20 14,50 2 B
26 2300 951120 2 1.70 20.5 2ВО 6.00 15,30 2 B
5 2800 95 1120 3 2,55 20,5 300 5.70 I7.В5 6 B
56 2800 90 120 4 3.05 17,5 270 5.90 18.30 6--В
0-2800 95 120 4 3.40 2O 315 5,70 17.6Б 1 6--В
.;)
2800 9.5 120 6 5.10 20.5 410 5.70 17.65 6-В
16 1800 110 140 1 1.33 17.8 330 6,00 11.30 6-В
32 1800 110 140 2 2.66 17.8 415, 6.00 11,30 6 B
48 1800 110 140 3 3,99 17.8 46О. 6.00 I1, OI 6 B
72 2000 110 140 4 Б.32 1 17.8 4901 6.10 13.50 6-В i
25 2.100 1\0 14°1 6 7,98 17,8 680 6,12 15.70 6 B
50 2.100' 11 О 140 6 7,9В 15,3 550 7,35 18.80 6-В I
(с наддувом) ,
2.') 2300 110 140 6 7,98 17,В 725 6,12 15,70 6 V I
7() 2300 110 140 8 10,64 17,8 850 6,25 16,00 6 V
о!) 2:100 110 140 I В 10,64 15.3 875 7,35 18,80 6-\'
О 23001" о "О 1" (с нзд,дУRЮI)
15.98 17.8 1250 6.12 15,70 I 6--У
О 2300 IIО 1140 12 15,96 15,3 130 7.35 18,ВО 6 Y
I (е НI1ДДУВОМ)
I
Разработано также новое семейство ДIшrателей малой мощности
с диаметром цилиндров 85.,,1-"1 и ходом ПОрUIIIЯ 100 f},! (серия FL 310).
Число ЦИЛИНДРОВ :\1Ожет быть равно 1, 2, 3, и 4; мощность одноrо
ЦII.ТIИндра составляет 9,5 л. с. при 3000 об/мин. КОНСТРУКЦИЯ Двиrа
телеi-i этоrо семейства в основном такая же, l{aK у двиrате.1Jей семей
ства 612: рядное вертикальное расположение ци.пиндров, изrотоn
.1JeHHblX так же, как и картер, из чуrуна и притянутых к последнему
болтами вместе с алюминиевыми rоловками. Камера сrорания тоже
вихревая.
Ох.'1аждение осуществляется от oceBoro веНТИJНJТора, приводимоrо
в ДВижение клиноременной передачей от коленчатоrо вала. Имсется
приспособ.1ение для автоматическоrо уменьшения степени сжатия
при пуске Двиrателя.
_Мощность семейства дизелей Дейтц изменяется от 1 О до 230
250 л. с., при наличии наддува до 300 л. С.; промежуточные зна
чения мощности при неизменном числе оборотов ОТ.IIИчаются одно
от друrоrо не более чем на 1O 15 л. С. Изменсние номина.rrьноrо числа
оборотов в сравнительно небольших пределах дает возможность
ПОJIУЧИТЬ ряд мощностей с f1НTepBa.1IOM Jle более 3 5 л. с.
313
ДDиrатс.тIИ примсняются для различных целеЙ, однако почти
каждая модель имеет основное назначение. Мощностные и друrие
показатели одноrо и Toro же ДDиrателя различны для разных ero МОДII
фнкаuии: аDтомоБИЛЫIO-тракторной (индеI\С F), стационарной
(ШIДе!<с А) и судопоЙ (lIндекс SA).
Дизе.'111 рассчитаны на ЭКСШlуатацию при темпсратуре окружаю
щей среды от 400 ДО + 550.
На дизе.1ЯХ ДеЙтц с поздушным охлаждение I Hp!I'.leHeHa вихре
вая I\a lepa сrорання (фиr. 152) в Dиде I-РУШИ с соеДИIIIIТС.rJЬНЫМ
каналом боЛ!,шоrо сечения, Она из
rотовлена из спеЦllальноrо чуrуна
и залита в тело rоловки UИJIIШДра.
Относите.тIЫIЫii об1>(:1>1 ДОПОЮlИтеЛh
ноЙ I<а1>lеры равен около 70 (!о. Рас-
положение форсунки в сuчетании
с ширОI<ОЙ rор.l0 ИНОЙ ka:l-IСрbI соз
дают условия, при которых бо.'1Ьшая
часть ТОПJ1ива, DПРЫСI\ивае lOrо при
маJЮМ числе сборuтов, поп(!даст не-
посреДСТDенио в ШJдrЮрШllевое про
стра НСТiЮ и сбестсеч IIIзает быстрое
ВОСП.'1амснснис TOilJIIIHa и хорошие
ПУСI<овые качеСТDа ДDиrателя. При
ФШ", I ;2" К8мера crОРШIJIЯ двш'!!-
ТС.'1.'й Дсiiтц серlIЙ 514 11 614, ПОDЫШСННОМ ЧИС.1С оборотов ТОll.1ИВО,
ВС.lедствие СИ.'1ыюrо распы.1Iшаиия,
остается в вихревой камере и, хuрошо смешиваясь своздухсм,
быстро CrOp<IeT, что обеспечивает высокую ТОП.1ИВНУЮ ЭI\ОIЮ IИЧНОСТЬ
ДDиrатеЛ51.
ДИЗС.'1Н разных СБIейств и моде.'Iей имеют следующие общие KOH
структнпные черты, На жестком чуrУННОl\I картере устаНОВ.lены неза
ВИСИl\Jые UII.lИНДРЫ и rОЛОВIШ. Расстояния l\Iежду ОСЯМII дпух cocek
HIIX ЦIIJIИНДРОВ лишь не1>I1ЮПl I больше, чем у дизелей с DОДЯНЫМ
охлаждением, поэтому двиrатеJlИ очень КОМПЗl<тны по длиие, Все
двиrате.1Н имеют картеры с привертыпаемыми поддонами; ПЛОСI<ОСТЬ
разъеl\Iа расположена значительно ниже оси колснчатоrо вала,
за исключснием ОДно- и двухцилиндровоrо двиrате.lеи серии 612
(соответственно 712), имеющих туннельный картер.
МОНО.'1l1тные коленчатые валы с привеРНУТЫl\НI противопесами
имеют ПО.'1ное число подшипников СI<ольжения сбычной I\ОНСТРУКЦИИ.
У ОДНОН!lлиндровоrо ДDш-ате.f1Я серии 612 опорные ПОДшипники раз
мещены IЮ ф.'1анцах, монтируемых D картер СООП.iетственно с перед-
Hero 11 заднеrо концов двиrате.'1Я, а у одноцилиндровоrо доиrателя
серии 514 коленчатыЙ вал опирается на доа роликоподшипника.
На шатунных шсfII<ах увеличенной длины устаНОП.'1ены шатуны
с ВК.:'1адышами, имеющими упорные бурты с обеих сторон. У V-образ
ных ДDиrателей шатунная шейка является общеЙ для двух шатунов
ПрОТИDо.'1ежащих ЦИЮIIIДрОВ, поэтому один ряд цилиндров смещен
относитеJlhНО друrоrо на ширину вкладыша нижней rоловки шатуна.
Шатуны одно-, двух 'Н трехцилиндровых ДЩ:lrатеJlей имеют прямой
3Н
разъем нижней rолоВJШ и не проходят через отверстия ЦИ.1ИНДРСВ
(но проходят через отверстия под ци.1ИНДРЫ в l<apTepe), У У образ
ных JI I)етырех и шеСТИЦИ.1J1НДРОВЫХ ДВИ1'ате.'1ей с веРТlIка.1ЫIЫ:\-Ш
ЦIlЛIIН,1.рами шатуны и:меют косой разъем.
Распреде.llпеЛЫlые Ba.lJbl у всех двиrателей, t:poMe ОДJ\ОЦJ\ЛИН
дрОRоrо серии Gl2, вращаются в подшипниках СJ<ольжения. ПРJ\ВОД
rазораспреДеления у всех ДВllrателей осущеСТВ.'1яется с ПО lОщью
зубчатоЙ передачи, причем у У.образных двиrате.lей ПрJlводная
шестерня расположена на заДнем конце коленчатоrо вала.
На Двиrателях установлены осевые вентиляторы, за исключением
('ДII0 и двухцилиндровых моделей серии 612, имеющих центробежные
веНТJlМ1ТОрЫ, выrЮ.lJненные как ОДIIО целое с маховиками. Независи
lbIC вентиляторы у двиrателей с пертикальны и цилиндрами при
I3('Дятся в движение клиноременноii передачей, а у V образных дви
rателеii зубчатоЙ передачеii, раСПОJюженной в задней части дви
raTe,151.
Система реrулиропаиия потока охлаждающеrо воздуха, как пра
E1!.JI\J, Gтсутстпует. Только в последнее время разработана система
автuматичсскоrо рсrулирования охлаждения, ПРlIменяемая иа дви
l'aтe.:15iX с \'.сбразным расположением цилиндров (см. 1'.11. У). ПрJl
установке двиr;пе.'1Я на автомобиль ПРИ1>lеняется система реrу.1ИРО
ванин, З<lк:ночающаяся в повторной ЦИРКУЛЯЦJ\И части ОХ.'Iаждаю
щеru 130здуха Б подкапотном пространстве. Дпиrате.:1И снабжаются
ДI:СI31I![J:UННЬШИ терi\lОмстрами и звуковыми сиrнальными устрой
cТEa lll. ДarЧIlК те IIIературы расположен в Л'.'lе rO,lJOBKII между фор
сункоЙ 11 Сl3счоii нзкалив,шия. У всех двиrате.lей охлаждающиii воз
дух llO.'l(lrтся прежде Bcero на камеру СI'орания и фОрСУIII\У.
RПУСlшые и выпускные трубопроводы БО,lЬШIIIIства ;I.ВJlrателеЙ
штамповаИll0-Сl3аРll011 IН'НСТРУКЦИJ\, вследствие чеrо они хорошо
МОIlТI1рУЮI'СЯ на ИНДJlвидуальные rоловки ЦИ.']И1lДров; при этом сии.
жается сБЩliii вес конструкции. Впускной трубопровод расположен
выше оребреlIllOii части I'О.']ОВКИ "находится вне зоны выхода
ох.']аж;хающеrо воздуха. ВЫПУСКJlОЙ трубопровод установлен
в зuне воздуха, выходящеrо из каналов, и эффеl<ТИВНО 11М охла-
ЖДаеп'н, так I<ак температура трубопровода l3ыше температуры воз
духа. Кожухи, обраЗУЮЩJ\е канал для напраВ.']еНIIЯ ВОЗДУШJlоrо
ШНСI\а к rO.loBI\aM и цилиндрам, также отшта!<lПованы из .']истовой
ста,']И JI леп<о СJ\Юlаются с двиrате.']Я, что обеспеЧИВ2ет доступ
1< ребрам rО:ЮВОI< 1\ ЦИ.1ИНДРОВ.
ЦИ.'iиндры всех двиrате.lеil отлиты из специа.'1ьноrо чуrуна как
одио целое с ребрами и прикреплены вместе С rОЛОВI\а:\-1I1 к l<apTepy
l)етыrЬ IЯ болтами каждыЙ. Уплотнение ци.']индра в б.'] 01\ е произво
Дится по ero ;I.иаметру С ПО:\-lОщью резиновоrо кольца. Под опорныЙ
ф.lш:ец ци.lиндра ПОДI\ладываются тонкие стаЛЫIЫе калиброванные
ПРОI\.'1<JJI[\И для реrулирования веЛИЧIlНЫ выступа верхнеЙ кро:\[ки
!.l1I:;ИIIдра над плоскостыо днища поршня.
УП.:'lOтнеIIие межДу ЦIlЛИНДРОМ и rоловкой достиrается I1епосреk
ственным соприкосновением этих детаJIеЙ по внешнему контуру
вту.IJЮI ЦИЛИI!дра (без прокладки),
315
rоловка ци.'1индров отливается из алюминиевоrо сплава в КОI<ИЛЬ.
В нее заJIивается чуrунная камера сrорания и сажаются на rоря
чей посадке вставки клапанов.
Схема смаЗI\И двиrателей ДеЙтц (фиr. 153 и 154) ана,,10rична
схемам смаЗI<И друrих двиrателей с воздушным охлаждением.
Масдо шестеренчатым насосом подается
в фильтры rрубой и.тонкой очистки, за
тем в подшипники КО.'lенчатоrо и pac
предеJIительноrо BaJIOB. Из ПОДШ!lПIlИ
ков распределительноrо вала маСJЮ
направляется по каналам в толкателях
и в пустотелых штанrах 1< деталям I\ла
naHHoro механизма. Из. I<лапанной KO
робl<И масло cTel<aeT по специаJIЬНЫМ
трубl<ам. в "артер. На двиrателях Ma
лоЙ мощности масляный радиатор CTa
вится по особому заказу, lIа остальных
двиrате. I JЯХ он устанавливается во всех
случаях. В рядных двиrателях масля
ный радиатор располаrается за послед
ним цилиндром, в V образных впе
реди ДВИI'ателя рядом с вентилятором
и ОХ.lJаждается воздухом, ОТВОДимым
из-под направ.'1яющеl'О кожуха. При
температуре масла ниже определенной
величины маС.1ШIЫЙ радиатор автома-
тически ОТI<лючается.
Топливная аппаратура ВКJIlочает
отдеJIhные насосы и штифтовые фор
сунки, причем на двиrателях с ЧИСdl0М
цилиндров менее четырех насосы сr.юн
Тированы на БOl<ОВОЙ крышке картера
и хорошо защищены от заrрязнения.
Пуск двиrателей осуществляется
с помощью электростартера и ycтaHOB
ленных в камерах СI"орания свечей Ha
каливания. Для всех двиrателей раз
работана конструкция Декомпрессион
Horo устройства, располаrаемоrо под крышкой клапанноrо Mexa
низма. Декомпрессионное устройство. ВI<лючаемое перед "УСI<ОМ
двиrателя, автоматически ОТI<лючается ПОСJlе Toro, как двиrатель
разовьет определенное число оборотов. Конструкция ero достаточно
сложна, поэтому он устанавливается не на всех выпсюземыыx дви
rателях.
Фиr. 153. Схема смазки меха-
низма l'азораспредеJlения двиrа
теля ДеЙтц серllИ FL514.
Д и з е л и с е р и и 612 (соответственно 712)
Одноцилиндровый двиrатель серий 612 (фиr. 155) и 712 имеет
rлубокий ,<артер, в I<ОТОРОМ размещен маСJIЯНЫЙ фильтр_ Массив
ный махоВик обеспечивает высокую степень равномерfЮСТИ вращения
Зlб
(j)
\
.
.
I
VJ
-...j
Фиr. 154. Cxe)la С)lазки Дl3иrателя ДеЙтц F4 ' 514.
коленчатOl"О вала. Шкив на переднем конце коленчатOl'О вала преД-
назначен только д.'IЯ привода rеиератора. Секция топ. ищюrо насоса
смонтирована R специальной крышке, щ)епящейся к прапой стороне
картера, причем в носледнем имеется уrлуб./lение Д.'lя установки
нассса и реrУ.1ятора. [ерметичtJое соеДинение I<РЫШКИ с К<1рТСрОМ
устраняет опасность заrрязнения насоса и реrу.'lятора. Кроме Toro,
при подобной КОМПОНОВJ<е насоса значительно уменьшается ширина
дпиrателя, [ОЛОВЮI цилинДров двиrателей этой серии отличаются
от rОЛОБOl< серий 514 и 614 тем, что отверстия под штанrи тош\зте-
.'lеЙ I<.'ШПЮIQВ расположены не со стороны входа ОХ.:Iаждаюшеl"О воз
'"
-..............
,
'* ..
........ .;;
.. "' p
1 I
-!
f}
.
..
-.;<
"
,,
.
,..,.
.;,.
1 ,;/ f
......
--
.. ....
&
i ....
а)
5,1.
Фиr. 156. Двиrатели Дейтц:
а модель FЗL112; б модель F4L612.
духа, а со стороны ero выхода, в приливах к патрубl<З:'.I. ВС.llсдствие
этоrо штанrи обдуваются иаrретым воздухом. ОднВlЮ при тешой
KOHCTPYI{UIIIf ot-:аза,,'lОСЬ невозможным вывести на верх rО.IJОВЮI две
ШПИ.'IЫ<И ее I\реllления и их пришлось расположить под патрубками.
БО.1LШIIНСТЕО деталей двухцилиндровых ДВllrате.lеЙ серий 612
11 712 УНliфНЦlll овано с деталя:\ш ОДНОЦil.lJиндро оrо д!шrатс.'lЯ этой
же серии.
ТреХЩl.'lllIЩРОНЫЙ двиrате.'lЬ (фИl'. 156, а) серин 712 (в серни 612
таких ДЕнr2П'<lСЙ нет) ОТ.'lllчается по своеи 1\'o).JnoHoBI C от 0;J.11O и
ДВУХЦII,шн;дровоrо двиrате. еЙ серий 612 и 712. ТСМ, что вместо l eHTpo
бежноrо ВСIiПI.lятора IIри енен осевой, ПРИВОДИ:\lыii в ДI3Иi:<€Нllе K.'lII
норсл!енноЙ передачеЙ. ВедущиЙ ШI<ИВ раСПО.10жеlI на lIеред:!е .1 конце
IЮ.'lСI-iЧЗТОi о Do.la. АrреrатныЙ топливныЙ насос ПО.'lуtШет ДВllжение
через зубчатую передачу от переДнеrо конца КOJlенчатOi"О вала.
В ue.lO:\1 разм<:-щенне arperaToB является обычным Д.1Я двиrате,1Я
с DОЗДУШНЫ I ОХ.1зждением при рядном вертикr:.1Ы-Ю;-1 раСПО.'lожении
ЦIJ.1ИНДРОВ.
ЧстыреХЦИJJИJ-lДРОВЫЙ двиrате.'lЬ серий 612 и 712 (фнr. 156, 6)
таЮJ« имеет для ОХ.ааждения осевой вентилятор, но ПОСJlедниЙ
319
ПРИБОДИТСЯ во вращение зубчатой передачей, Приводной вал, распо-
.fJоженный под кожухом nеНТli.lятора, соединяет шестерни с валом
rенерзтора, причем послеДНИЙ является ступицей вентилятора.
ТопливныЙ насос размещен ниже направляющеrо кожуха венти-
ля'юра таким образом, что он почти не увеличивает ширину двиrа-
теля. По своим показатеЛЯi\l 11 по КОНСТРУI<ЦИИ: этот двиrатель
ЯВ.fJяется современным быстроходным автомоБИJlЬНЫМ ДИЗСJlем.
д и з е .'1 и с е р и й 514 11 614
В серию 514 входят двиrате,'1И с вертикальным расположением
ЦИJIИНДрОВ с ЧИС.lIOМ НХ от 1 до 6 (включительно, l{pOMe пяТИци.1ИН-
щювоrо), а в серию 614 двиrатеJJИ с V образным расположение:\>!
и числом цилиндров 6, 8 и 12.
-:,
;-
Фиr. 157. rидроаМОрТИЗ8ТОр ДВИПIТС.'IЯ Дейтц Н1.514.
Большинство деталей двиrателей серий 514 и 614 унифицированы,
Эти Двиrате.'1l-1 отличаются один от друrоrо лишь ЧИС.;юм ЦИJ1ИНДРОВ
И связанными с этим изменениями конструкции. Они имеют ОДИН8КО-
ВУЮ УСТЭНОВ!<У oCeBoro веНТlмятора, причем последниЙ ПРИВОДИТСЯ
в движение I<ЛИlюрсменноЙ передачей: в двиrатеJIе с ЧИС.l0М ци.'1ИН-
ДрОВ меньше трех одним ремнем, в четыреХЦИ.I]ИНДРОВОJ\l Двиrа-
теле двумя ремню1И и в шеСТИЦИ:.'1ИНДРОВОi\1 тремя. Постоянное
натяжение ремня поддерживается специа.'1ЬНЫ}1 РО:lИком с пружиной
и I'идроамортизаТОрО 1 (фиr. 157).
Распреде.l]итеJIЬНЫИ Ба.1] распo.rюжен со стороны пеНТИJlятора,
поэтому штаНI"И толкате.l]еii охлаждаются свежим воз.з.УХШI,
На фиr. 158 и 159 показан четырехци.rШНДРОБЫЙ ДБИПIТСJIЬ серии
514. В этой модели, а также в друrих "'ОДелях с ОО.I]ЬШIii\1 чис.lOМ
ЦИЮIIIДРОВ В аВТО 106ИJlЫIOl\1 варианте применяется raCIITe.:'Jb крути.'IЬ
ilЫХ колебаниЙ, устанаВ.'lивае,\II1IЙ на переднем конце колеllчатоrо
вала.
По конструкции ДБиrатеЛI-I серии 614 отличаются от двиrате.lей
серии 514 расположением ЦJIЮIНДРОВ и связанныыи с этим ИЗМене-
JlИЯl\Ш. Осевой вентилятор располаrается l\lежду рядами ЦИ!IИНДРОВ
(фиr. 160, 161 и 162) и прнводится в движение зубчатой передачей
320
..
1 '
CI
.-
\
..
{.
/,1
.J.
1,
...
'[
\
..
t:.
1.
..
ФlJr. ]58. Дштт:.1Ь ДсilТIl F.lиil .
21 Д. . ПОСII""'ОI< .IO
..
"',
..
.....
.-
321
'W.
.:.....,...
....;:
Фиr. 159. Разрезы двиrа
от заднеrо конца коленчатоrо вала через ПрОl\lеЖУТОЧIIЫЙ вал, лежа-
щий на шарикоподшипниках и соединенный муфтой с валом веIlТИ
лятора.
К верхней части карТера двиrателя прикреплен специальный
чашеобразный кожух, в котором раз".ещены топливный насос и вал
привода вентилятора. Этот кожух рассекает на две части воздуш-
ный поток от вентилятора. направляя ero к двум рядам цилиндров
и одновременно предохраняя топливный насос от заrрязнения.
К картеру кривошипнсrо механизма крепится rлубокиЙ масляный
поддон с rофРИРОВ8ННОЙ НИжней поверхностью, способствующей
лучшему охлаждению масла. В уrлублении поддона некоторых ДIШ-
rателей располаrается reHepaTop. ЧТО уменьшает их ширину в ниж-
ней части.
Унифицированная rоловка цилиндра двиrателей серий 514
и 614 отливается в кокиль из леrкоrо сплава вместе с охлаждающими
322
1 "
те.qя ДСЙТЦ F4L514.
ребраМII (фиr. 163 и 164). КОНСТРУКЦИЯ rоловки достаточно сложна,
что является С.1едствием применения вихревой камеры сrорания.
НеоБХО;I,Иi\lое ПрОХОДJIое сечение для охлаждающеrо воздуха, Oco
беlJНО над камерой сrораllИН, образуется за счет большоro расстоя
вин между rоловкоЙ и основанием клапанной коробки. Воздух
входит с боков камеры сrоранНЯ И попадает в каналы, образованные
ВЫСОКИМИ ребрами, идущими от основания rоловки. Вследствие
ВЫСOJЮИ' СКОРОСТИ воздуха обеспечивается надлежащиЙ отвод теп.ПО
вой энерrии от центральной части rOJiОВКИ.
Съемная клапанная I<оробка и вертикальное направление ЦeH
тральных ребер rоловки обеспечивают возможность ОТЛивкИ ее
в кокиль. В rоловку залита чуrунная l<al\lepa сrорания, ВЫПО. 7 шен-
ная как одно целое со штуцером крепления форсунки (см. фиr. 152).
Вставки rнезд клапанов изrотовлены также из чуrуна и запрессо-
ваны в rоловку.
21* 323
- .. ... . -
, ,
.
\ .
324
'" .
'"..у'
..,
, ,--,,'. \ y,
... t
'" \
"' t
.'
.'
,,,
. "
" .
J , ,
, 1
.
, ,
i .
__,
.... 'Ir" ,
, ,.......... "
, " ""I.\ \
..
.
. I
'\
\ .. I
r ;9
. ,
I
L , J
'"
,
Фl1r. 160. Дuпrатс.'1Ь ДеНтц [-8[.614.
ЦИJII-IНДРЫ двиrате.rlеЙ серии 514 И 614 (фиr. 165) И:\Jеют юные
ребра, выполненные с малым шаrом (5, 7 _и_и). В месте СОПрИl<ОСI10ве
ния двух соседних цилиндров ребра очень малы по высоте, что
ЯВ.1ястся следствием сохранения тех же межцилиндровых расстоя
ниЙ, I<OTopbIe существовали у прототипов этих двиrателей ранее.
коrда еще у них применя.1IОСЬ водяное охлаждение.
' r= l r ' ....
O' ,- 1:
. J jl' 1 ._
, 1 1 = 1J :e ' , , . . .
(>J / ,:' ; I U t
. .....L....J
iljJ[ _
'" '
Q
Фиr. 16]. ПРОДО.'lьныii разрез ДВllrате.'lЯ ДеЙтц FBL614.
Втутш ци.'lИl1дра 11:\leeт наружный конус, расширяющийся
в lIаПр€IВ.'IСНИИ от середины ЦИЮIIIДрЫ Iшерх и вниз.
Поршень ОТ:IИТ из а.rlюмюшевоrо СП.1<ша, днище ero rладкое.
На поршне установ.'1СНЫ три I<омпрессионных 11 два маслосъем
lIЫХ КО,1ьца. Поверхность Вhlше верхнеro М<iС.'lосъеЩlOrо кольца
И iеет KpyroBbIc ме.rIЮ1е l<а113ВЮI (как у ,"(вИ raTe.'lя rю.lьДнер, фl1r. 120).
ВеllТll.1ЯТОР }\RиrателеЙ сериЙ 514 и 614 (фит. 1(6) крепится к дви-
rаТСJlЮ хомутом. На входе в венти.1IЯТОР устаНОВ.1ен направляющий
аппарат. Рабочее КО.'lесо и напраПЛЯЮЩI1Й аппарат отлиты из алю-
миния, Все детаЛII соединЯJОТСИ между собой ОДИИМ tJОЛТG:\'I, Рабочее
КОДССО посзжсно 1111 ва.'1 без UIIIОИКlI.
Направ.l:Jяющие :шпараты ДБухцилиндровоrо двиrателя F2L514
JI четыреХЦИЛИНДРО130rо F4L5J4. J3ЫПО.l:Jнены как ОДНfl l eJ1Щ! С обоймой
325
v'
"'"
<..'
{
i
!
Фит. 162. Поперечный разрез двиrатеШI Дсйтц FBL614.
J.
Фиr. 163. rОЛОВI<а
цилиндра двиrате
лей Дейтц серий
514 и 614.
со>
to:)
Вис Е
238
:..JБ
Вии 3
..
I
\...!....I
,Н
"
\\ 1.
J-.--.L
"
,
:r, '
: ' J
. i' j)
\ Q ,(j,1
.111 .
..
!\_
. 8 ' .
r f
. t
.
,.
1-
.
':tEEi
фF
,J;
I
'i V ";;'
...
. : :
.'
::
. :
i
ФIII'. It;l. !'О:IOШ:;J цитlНД[НI 11 сбор!'.
.
. .93
ilJ!10
;. .1;-
r ,........
. /" ':;
(N7fl !
......
If
r.:ili1."
....с .
'. .
< :
..,......
,,: ...
i;
:..J,
v
....
;t ]
.:?
" .'
t?
,.'
:;--:;. .,
%
ф1lr. 165. IlI!.lI1H.lr ,:шнrате.lеii ДсНтц ('ерllН 5!-! 11 61-1.
J28
:::
-
;{$
=
;.
1.(.
"-'
«
.:
: OJ27,:'j
.... !/ .!1...5 _
....Q.l.-.':/; ."
'.Z;
I
'.:."
-- - . .
'1)
. ",
. . ';1
\ [ ""
.....
.
,.
-
. ,
/
,,}
(
"
(
Фиr. 166_ ВСIIТII. ятор ДВIIППС.1Я ДСIПU F3L514:
.1 be;--JТIf.1ЯТОР rбо!ч-: б ----- рабочее KO..1CCO; !l напрап.1ЯЮII(IIЙ аппарат.
329
вентилятора, а у трехцилиндровоrо двиrателя FЗL514 он сделан
отдельно от нее.
Вентилшоры фирмы Дейтц имеют на расчетном режиме весьма
высокий К. п. д. , превышающиЙ 75%, что дает IЮЗМОЖНОСТЬ снизить
затрату мощности на охлаждение
ДО величины, свойственной двиrа
теЛШ.1 с водиным охлаждением
(фиr. 167).
Давление, создаваемое венти-
ляторами двиrателей Дейтц, выше,
чем у большинства друrих двиrа
тел ей, что является С.тJедствием
очень малых сечений ;.,уежцилин
дровых воздушных кана.l0В.
2000 п05jlfиH ВПО.тJне УДОВ.тJетворительные
литровая l\ЮЩIIOСТЬ и топливная
ЭКОНОМИЧНОСТЬ дизелей ДеЙтц
объясняются хорошеЙ отработкой
КОНСТРУКЦИЙ их элементов. Экс
плvатационные испытания дизелей
Де.йТl локазаШI, что они обладают
хорошими пусковыми качествами,
высокой надежностью и долrовеч
ностью, но из за высокой тепловоЙ напряженности для них тре.
буется смазывающее MaCJIO !lOвышеШIOrо IШЧества.
Nл.с.
7
6
S
iI
3
2
1
О
500
1000
,500
Фиr. 167, Расход МОЩНОСТ!I на охлаж
деНllе при воздушном 11 ВО3,ЯНОМ ох-
nаждении (двнсатеnь Дейтц):
I веНТ'IJIЯТОР 11 водявоil ..асос: 2 ВСН-
ТIIJlЯТОР воздуwноrо охлаждеНIIЯ; 3 В('11-
ТIIЛlIТОр DОДЯllоrо ОХJlаждеНlIЯ; -1 водя-
ной насос.
..-\\, "\\(\ t.
, - \\.
"' .. ,.
\\,
..... .
.
"
r
'""--
)о.
..
,
, f*
Фнr. 16В. Двнrатеnь Дейтц BF12L614 с турбонаДДУВОIII
На тракторе с двиrателем Дейтц 4FL5I4 для улучшения очи
СТкИ воздуха, идущеrо на наполнение ци.rlИНДрОВ И на охлажде
ние, воздухоочиститель помешен под капотом и отделен от дви
rателя специальной переrороДкой с сеткой, через которую проса
сывается воздух.
Фирмой Дейтц на базе 12 цилиндровоrо V образноrо двиrателя
разработан<:} МQдификация двиrателя С турбонаддувом (фиr. 168).
330
Наfистате.iIЬ типа Бюхи ДеilТЦ с радиальными лопатками 11 воздуш-
НЫ:\I охлаждением установлен на подшипниках скольжения, имею-
щих автоматическую смазку с лабиринтным уплотнением. HarHe-
тате.'1Ь расположен над картером маховика. ВПОCJlедствии Hal'Heтa-
тель был установлен также lIа шести и ВОСЫ\НJЦИДИllдрОRЫХ Moдe
лях, что при неИЗJlIепном числе оборотов ПОЗВОJIШ1О повысить МОЩ
ность двиrателей в среднем на 20%.
ФирмоЙ ведутся исследования по опредедснию возможности
работы дизе.'1еЙ с воздушным охлаждением на раздичиых топливах.
у двиrателя F6L614, приспособленноro для этой ЦeJ1И, БЫ.ilа повы
ШСII8 степень сжатия до 21 и введено реrу.'Iпроnание температуры
воздуха, поступающеrо в цилиндры. Это сделано д.'1Я Toro, чтобы
lIериод задержки самовоспламенения топ.rlИва не изменялся значи
ТС.'IЫЮ при замене ОДноrо топлива друrим и ИЗJlIенении температуры
окружающеи среды.
В топливопроводах низкоrо давления повышено давление, чтобы
не допустить образования в них пузырьков пара при использовании
леrких тонлив.
В друrих отношениях конструкция двиrателя осталась неиз
МСНlIOЙ.
Дизели Порше
Фирма Порше (ФРr) производит семейство днзе.:Iеи с воздушным
охлаждением и чис.rlOМ ЦIIЛИНДРОВ l , МОЩIIОСТЫО 11 44 л. с.
Прll 2000 об/мин (табл. 37). ДВУХЦИЛlIндровая JlЮДeJ1Ь имеет два
варианта, ОТ.'IичающиесЯ' друr от друrа величиноii хода поршня
п конструкцией ряда друrих элементсв.
Марка
ТаБЛUl а 37
ЧетырехтаКТНloIе дизели Порше с пнхр('вой ка ,('рой
(D C 95 "".11, S 116 """". степень сжатия 19)
I '"
.о " 2
'" >, "'... ё:i:) "": C
... о: = -"Х ....
.. о.... o "'"' " ,,'
о c.... ;О'" CJ ' 3t\J:;J
=;,,) ".... :c &gc,;
",c 0:" ",," ..: .... .
:r. и Q..::S: и" ........ и" Ё.. .... 3'.: uG:::t.t....
о'" ::s::O::;: "" :s:; ",О: "о' М«'=
::;:., :Т'Sc:I ::Q .. 2:
:Т=s 1;:..:.. U(:)к:t= :::;:e:c::I
12 2200 1 0,822 225 6,30 14,6 З В
22 2000 2 1,644 320 6.02 13,4 3 B
33 2000 3 2.470 390 6,02 13,4 3 B
44 2000 4 3.28В 460 6,02 13.4 3 B
22 2000 2 1,536 255 6,47 14,4 3 B
1 PI.ll
2Р L22
PL33
-1PL44
AP 22"
> s 108 .'I.H.
Двиrатели предназначены В основном для установки на тракторы.
Вихревая камера сrорания шаропой формы с соедините.IIЬНЫМ
каналом большоrо диаметра обеспечивает хорошую топливную эко-
}ЮJlЩЧНОСТЬ двиrателя (минимальный УДСЛЫiЫЙ расход 185 е/л. с. 14.).
331
Двиrатели имеют рядное веРТИ!<ВЛЫlOе расположение цили!!-
дров (фиr. 169 и 170), лучше Bcero соответствующее их основному
назначению (траl<ТОры). Малая ширина Двиrате.lJей получена за счет
размещения центробежноrо вентилятора на лобовой стороне двиrа-
теля. По этоЙ причине, а также вследствие сравнительно больших
расстояний между цилиндрами rабаритная ,'(J!Ина двиrатсля необычно
велика, В конструкции применено MHoro деталей, отлитых из леrких
сплавов в 1<ОI<ИJlЬ.
На туннельном ,<артсре смонтированы индивидуальные ци.IJИНДРЫ
с ro,lJовками. Картер отлит из чуrуна или (у двиrателя AP 22)
...
....,
1
-
, r ,
r
! 1'.
Фllr, 169, ДВШ'/lП"J1Ь Порше 4PL44.
из алюминиевоrо сплава в КОКИ.l.lь (фиr. 171). На боковой стенке
картера Иi"lеются .IJЮIПl для доступа во внутреннюю ПО.10СТЬ картера.
Шатуны монтируются через отверстия Д.I.IЯ установки цилиндров.
Кожух маховика у двиrате!lей серии PL отдельный, а у двиrа
те,rrя АР-22 ОТ.'Iит I<al< одно це.ТlOе с картером кривошипноrо механизма.
Д!IЯ установки сеlщиi'1 топливноrо насоса в верхней части картера
СДе.IJаны приливы, выступающие за верхнюю ero полость. В пере
rородках l<apTepa двиrате.ТlеЙ серии PL расточены отверстия ДШI
установки коренных подшипников, Корпусы их выполнены из двух
соединенных между ссбой половин и притянуты 1< ,<артеру Д.'IИнными
болтами. Корпусы передней и заДней опор привернуты 1< картеру
за фланцы. Коленчатый вал вынимается из картера вместе с KOp
пусами подшипников. Картер двиrателя AP 22 состоит из двух
полонин с разъемом по оси коленчатоrо вала и в них заложены ПОJ10
виНl<И ВI<ладышеЙ. От шестерни на переднем конце коленчатоrо BaJIa
Прl1ВОДИТСЯ в движение механизм rазораспределения и вал отбора
мощности, размещенный в нижней части внутренней ПОЛОСти картера.
На шестерне смонтированы rрузы рсrулятора топливноrо насоса.
у всех двиrателей, кроме МОДeJIИ AP 22, отсутствует храповик.
РаспредеЛИТeJlЬНЫЙ вал вращается на подшипниках скольжения
и расположеfl со стороны выхода ОХ.l.lаждающеrо воздуха. Кроме
кулачков rазораспределения, на этом валу имеются кулачки ПРИВОДА
секций ТОПЛИ8НОf9 насос.а, J3 соответствии с положением распред. .
332
Io!'- .I
,,.
:!!
:z;
r;
о
о
<:>..
t::::
о
('..
€-
"-:t'
"';
ё:
""""
'"
r;
QJ
r,-
,.
'"
'1
'"
QJ
<:>..
м
'"
С.
ззз
.IlителЫlOl'О вала шrанrи толкателей расположены со стороны выхода
охлаждающеro воздуха. Плотное расположение I<ОЖУХОВ штанr
и секциЙ ТОlYливноrо насоса прешJТСТВУет свободному выходу DОЗ
душноro потока из межреберных каналов.
[o.rIOBI<a цилиндра (фиr. 172) отлита из алюмиииевоrо СП.'1ава
и в нее заJIlIТа камера сrорания, изrотовленная из специалыlrоo
чуrуна как одно целое с втулкоЙ крепления форсунки и свечи нака.1И
ван ия. В расточки rо.'lОВКИ запрессованы чуrунные вставки rнезд
клапанов 11 бронзовые клапанные направляющие втулки. Выпуск-
ноЙ патрубок направ.lен в сторону выхода охлаждающеrо воздуха
и хорошо оребреll, а впускной патрубок выведен вверх, в нижнюю
'. .1
.
..... '.
..............,.
'" . ..
..
.
.. . .
. .
J
"""'--ii:J
Фиr, 17/. /'/ЮЮНIЯ часть 1\ а PTei'" ДI3IIНIТСЛЯ ПоршеАР 22.
часть I<лапаlШОЙ короБI<И, и далее на сторону расположения направ
ляющеrо кожуха веНТИJlЯтора. Непосредственно к ВПУСЮIO:\IУ пат
рубку крепится основанИе воздухоочистителя, раСПО.'lожеIПlOе выше
направляющеro кожуха вентилятора. Сильно оребренная камера
сrорания находится со стороны ПGдачи охлаждающеrо воздуха.
Она раЗ:\Iещена на одноЙ оси с ВЬШУСI<IIЫ:\I патрубком вдо.'lЬ направ-
ления ВОЗДУШIlоrо потока и поэтому хорошо охлаждается.
Охлаждающие ребра расположены в основном rоризонтально,
а в среднеЙ части rОЛОВКII вертикально, IТO упрощает ОТ!30Д
тепловой эперrии от переМЫЧI<И Между rнездами клапанов и от ,<амеры
сrорания.
[оловка в сборе (фиr. 173) состоит из нижней оребренноЙ части,
клапанной Iюробки и крышки. Такое разде.rrение rо,тIOВКИ, наряду
с вертикальным расположением ребер в центральной части, дает
ЕОЗl\IOЖНОСТЬ отливать rоловку в КОI<ИЛЬ, хотя llрИ ЭТОм приходится
вводить дополнитеJIьные п,поскости разъема. [oJIOВI<a выесте с ци.rшн-
драм крепится болтами к картеру двиrателя.
Ци..ШI-IДРЫ двиrате.rrеЙ (фиr. 174) отлиты из специа.'1ыюrо чуrуна
вместе с ребрами, причем последние не подперrаются механической
06работке. Контур оребренноrо цилиндра имеет почти I{руrлую
форму. Для предотвращения овализаItии ци.rННIДра при нзrреве
З34
Фиr. 172. rоловкз UИJ1индра двиrателя Порше AP 22.
;
"";
Gi,
I
c.>i
(..; I
(7.
tUIII
\ .....
'OiJ95 W-.и:i 1
I ' o.5x 5
, j i' Yf T
,,-:з;J II
,
' 2J 10 ' " I
i " 'J !
I " ,. . ... ,
1И il(lЯ y i ....! ' . I ; ; I
pco p _ .!,), 0116 I t .,..1.........l I
I , I . I . 12 . "- .. '<.!17.2 I t I 'i' , ' ' 1
I (Зf j r l'k '
, .'112 ", ,;;,1 l . "7>132 . ...; s; !
.' . '" 1 ' '1..1 ' .,
'. ) 4СНщ''''.....'' ' , {:;.
"ti/ ' , J! I
3 ' fP' ;< .\ I i. :;g ., T'
, . ( '- '1 t' j. . : » .
с) ' 1; I
r - "- !... h "'::-II
J I .
'_ _. ": \ . I ' (11.'/. '<-'16
. -, . 11,,0 , .
Фиr. 174
По" . ЦlfJJНJI.l. Р
,.ше AP 22 (по дпиrаТ(';JЯ
рсния . 25 8 C/1XBOCTb О р б
;:J c.I/!).
=:/
. .
1Ir4: ........
... ...-
. --....
.,
. ... '"
. ..
'...,
.
Фиr, 173 1"
1 i ОЛ()ВКiI 11ШIИ
UрШt' АР-22" n H pa ДПllrilТ{' Я
СОО/1С'. .
I
'" I
'"
I
I
'CJ I
::J I
с
I
., I 2
:.
g I
.!
..
о
10
Фllr. 175, Cxe\la воздушноrо тракта ДВИ
rаТСJJЯ Порше AP 22:
1 СПИРальный кожух; 2 ПРО"СЖУТО'lное колыlO; 3 за.
с.аонка; 4 МаСJ1ЯНЫЙ ра,1иатор; 5 напраUJlЯi(Jи иR KO>t{;yx;
6 TCPMOMeTp; 7 рычаl' управления заслонноlI; d и 1I lIa
ружиые рефлектоРы; 9 IIром"жуточныll дефлектор;
10 датчик тс,юературы rоловкн ullлиндра; 1:1 картер
ДDИl'aте.1Я; 13 перед"яя Крышка картера; f.I ПРИnOД!lоl!
вал рабочсrо колеса вснтилятоrа; М рабочее Колесо
веllТИJlЯтора; 16 .10патка рабо',еro КО.1сса вентилятора;
17 ПР)'ЖННllое соедннение вала (, HepaTopa 11 ваЛа вен-
'.1I.1ятора; 18 с,,"ератор.
fВ
""
с.>
--J
130 время работы разрывы ребер 110 ero окружности не СОl3n3ДаIО'f
с разрывами соседних ребер. Ребра в сечении имеют прямоуrольную
фОр:\IУ с ОДI-IОСТОрОННИ:\1 скруrлением профиля у вершины и основания
(по технолоrическим соображения...,,). Отверстия в ребрах под болты
крепления ци.ТlИндра ПО"lучаются при от..'швке. В нижней части
цилиндра иыеются прорези под стержень шатуна. Цилиндр установ-
лен на картере так, что ero ПСРХ\lЯЯ кромка ВbIступает над ЛJlOскостью
днища поршня на 1 "lA-L, как у БО"lьшинства немецких и анrлийских
дизелей.
На фиr. 175 изображена схема вОЗДУШl-lоrо тракта двиrателеи
Порше. Воздух входит n рабочее Ko.ieCO венти.r!Ятора спереди (при
одинарном рабочеi\1 колесе)
или ОДНОВРеАlешlO спереди
и сверху (при спаренном pa
бочем колесе). В пос.ТJеднем
случае воздух спереди посту
пает к одной ПО.ТJовине двой
Horo рабочеrо кодеса, а
сверху (через масляныи ра-
диатор) к друrой. Пройдя
кожух (утпку) веНПi.ТJятора
и приобретя необходюше
давление и скорость, охлаж
дающиЙ воздух по направ
ЛяющеМу кожуху подходит
К ЦИЮlНдрам и далее, пройдя
межреберные каналы, выхо-
дит наружу.
Камера crорания, фор-
сунка и свеча наJ<аливания
расположены со стороны
входа воздуха и ПОЭТО;\IУ достаточно хорошо им ОХJlаждаются.
Под напраВЛЯЮШ,ш.1 кожухом имеется заС.ТJ01lка для реrУJIИрования
количества охлаждающеrо воздуха, управляемая с места водителя.
Положение заслонки ИЗl\.lеняется в зависимuсти от температуры
rоловки цилиндра, показыаемоии дистанционным TcpMO)<leTpoM.
Двиrатель оборудован сиrнальными устройствами (световю.IИ и зву
ковыми), которые срабатывают при повышении температуры rО.:10ВКИ
выше определенноЙ.
Поршни изrОТОllлеиы из леrкоrо сплава и имеют четыре компрес
сионных и два маслосъемных I<ольца, причем последние располо-
жены С обеих C'l"ОрОВ поршневоrо пальца. Верхнее компрессионное
кольцо имеет трапециевидное сечение, что сделано Д.ТJя устранения
возможности ero заl<оксовывания.
Центробежный вантилятор расположен в верхней части лобовой
поверхности двиrателя и приводится в движение косозуБЫI\IИ шестер
иями от распределительноrо вала. Вал вентилятора опирается на
шарикоподшипники, установденные в степках картера распреде
лительных шестерен.
Фиr. 176. Соединение ротора вентилятора
с rеиератором двиrателя Порше.
338
l1ередаточное число от r<олеIlЧатоrо вала к валу вентнлятора
у всех двиrателей рассматриваемоrо семейства одинаково и равно
2,45. Передний конец Ba.'ra вентилятора соединен при помощи пру-
жины с "енератором (фиr, 176), установленным во ВХОДНОМ отверстии
вентилятора. Эластичное
соединение Уl\Iеньшает
опасность поломки зубьев
при водных шестерен вслеk
ствие деiiствия инерцrюн
Horo ?\lOмента ротора [eHe
ратора при изменении чи
С..1а оборотов двиrате.1Я.
Рабочее колесо венти
лятора (фиr. 177) ОТ.аито
из алюминия, причем у
OДHO И двухцилиндровых
ДDиrателей оно одинарное
и имеет один ряд лопастей,
а у остальных двиrателей
спаренное с ДВУМЯ рядами .'юпастеЙ. Последние ИЗOl'нуты против
направления вращения вентилятора. or BHYTpeHHero диаi\lетра
к внешнему ширина лопастеЙ уменьшается, толщина нх по всей
'''. .
.....
t
!
......
0710
Фиr. 177, Рабочее КО.'1есо nеllТШIятора ДШlrа-
те. Я Порше _\Р.22.
... .I!J
"1
J;1i
r h 11
/I""""
I i
66 r
/ /";
/ЛJ
;.., 1: . '.о ) \
,
.......
/; !fil
,
h".9lJ
.",. ,
".141
/"
. . .."
«1'" "
"/-1. '::
"
"
1: "
", . .
..,
"'"
.t . ,
i.15O
.. 210 1
_ '.
Фиr. 17В. I<ожух вентилятора ДВllrаТСJIЯ Порте АР.22.
ДJ1Ипе одинаI<ова. За исключением IIOсадочноrо отверстия рабочее
КО.1Iесо не Имеет механически обработанных мест.
Кожух beHTl-шятора (фиr. 178) отливается из J\.lаrШIевоrо сп"rава
в кокиль и, несмотря на большие rабариты, имеет толщину Bcero
2,5 .AtM. Выходное отверстие I<ожуха повернуто на 90-:> по отношению
к плоскости вращения рабочеrо I<олеса и выполнено в виде прямо
уrо.1Iьника, что соответствует форме кожуха, подводящсrо воздух
к цилиндрам и rоловr<ам. Кожух ие имеет 1-1ехаНIIlJески обработанных
22* g
поверхностей. Высокая точность ОТЛИDЮI двух половин ero, cJ<r-еп
ленных заклепками, обеспечивает почти беззазорное соединение.
Кожух вентилятора привернут болтами к крышке распределИТeJlЫIЫХ
шестерен.
В четырехцилиндровом двиrатсле секции топливноrо насоса coe
динены по две и принодятся D движеllИ{' от кулаЧI{ОВ на распредели-
6 J
Фиr. 179. Схема систеМЬ! смаЗIШ ДВJlrат;о. Я Порш 4PL44:
I масляный картер; 2 Ulестсрня приноДiJ маС..яноrо наСОса; . ""С.'яныll l,аСоС;
4 пробl<3 cnycl<a MaC.l"; ,S P ДYK""OHHЫn клапин; 6 r. а""ый M'C,lSlllbIll фильтр;
7 фильтр тонкой ОЧIIСТI<II ",асла (паралле.чьныl! фильтр); 8 маС"ОПРН '"IIIК: 9 IoI8Сло
ЗаЛlIвнаSl rорловина с ФIIЛЬТРО"; 10 .,аСЛ>ltlыR щуп; 1 1 KopilHllble ПОДШИПl'ИКlI коленча
Toro вала; 12 шатунные подшипннКI' коленчатоrо вапа; 1.1 манометр; /J масляная
ванна воздушноrо ФlIльтра; I.S втулка поршневоrо "а.,ы,.а; 16 ось КОРО.lысел клапаНов;
17 штанrа ТОЛКатСля K.lanaHa; 18 картер Kopo\tыe.ll 1(.lапаllОП: 19 кожух штанr'l
толкателя клапана; 20 ТОЛКllтель клапаllа; 21 масляныi\ раПllатор (устанаВЛllаается
по желанию); 22 толкат"ль плуижера; 23 ПОДШНПН'IК PaCllpCI!-'.'Ilтс:аbIlOrо пала.
те.пьном валу. РеrУJIЯТОР смонтирован на переднем '<онце колен.
чатоrо вала и соедииен с рейками насосов с помощью рычаrов. Фор
сунки расположены rОРИЗ0нталыlO. В систему питания входит один
топливный фильтр, помещенный под топливным баком; однако по тре.-
бованию потребителя может быТ!. установлен второй фильтр, вклю
ченный лоследоваТeJIЬНО. Как и на большинстве друrих COBpc leH
310
flЫХ дпиrатрлей, топливо, просочившсеся через зазоры между иrJ!ОЙ
И распылителем, отводится обратно в топливный бак.'
На фиr. 179 приведсна схсма смазки четы,>еХЦИЛИНДРОlюrо дви
rатрля, ЯВJlяющаяся ТИIIИ'IНОЙ для СС:\1еЙства PL. Направлснис дви-
женИЯ масла показано стрелками. ОсС'бенностью системы ЯВ.'Iяется
последовательно включенныЙ масляный радиатор. В клапанную
l<Оfюбку масло поступаеТ по отверстиям в штанrах и стекает по зазо
Фиr. 180. Схема системы
смазки двиrаТСJJЯ Поршс
AP 22:
I )!8спит.tй насос;
2 пробка спуска ..аела:
3 Сетка ..'8c.10'ia60p.I&IKi1;
4 Jl3T1JIIK давлеНIIЯ мас.'З
(31IeKTplI ecKllii); 5 МаСЛН
иая 8 Hll-la DO"1J1YIU)fOro фипьт
ра; 6 цеllтро(jежныА ''''
C-"Н'I....ii фнльтр (Ц"lпрнфуrа);
1 ,. аCJlО1l':lмерllТепьный
CTcIJJf{Crlb.
рам между штанrами и их кожухами. По специальному Ответвлению
от r.'IаШIOI'О распределите.1ьноrо канала подводится смазка ко втул
кам ТОПЛИВlIOI'О насоса. В остальном система является обычной;
в нее ВХОДИТ фильтр I'рубой очистки, включенный ПОCJlе;:r,овате.IIЫЮ,
и фИ.1Iьтр тонкоЙ очистки, включенный параллельно. Ввиду отсутствия
съемноrо поддона устроен специальный ЛЮI< дЛЯ выема масло-
заборной сетки. Подобное устройство было бы полезным и при нали
чии сЪ('Мllоrо поддона. СJlедует ОТil.lетить также УД<lчное pacno.'Io
жение масляных фильтров внутри картера и возможность доступа
к ним через специа.1]ьные люки. Обращает на себя внимание низкое
даВ.lеНllе (0,8 Ke.'c.11 2 ) :\lаС_1а в :\lаrистра_1И.
Пуск ;щиrателей Порше осущеСТВJIЯется при помощи электро
стартера и свечи накаливания в камере сrорания. У всех }1.Rиrателей
отсутствует деКО 1Прессионный :\lехани.З:\I; ВС_lедствие этоrо Д_1Я
прокручивания КО<lенчатоrо вала при отрицательной температуре
окружающеЙ среды необходима значительная затрата энерrии aKKY
Муляторной батареи.
Фирма Порше выпускает также двухцилиндровый Двиrател1,
ИЗМененной I<ОНСТРУIЩИИ ПОД маркой AP 22. У этоrо ДВ1нателя при
341
сохранении диаметра цилиндра (95 .Af.Al) умсньшен ХОД поршня
(с 116 до 108 .1II.и), .'Iитровая мощность при том же номинальном числе
оборотов увеличена. Реrулятор оборотов вынесен на левую сторону
двиrателя и приводится в движение от шестерни распредеJlИтельноrо
вала, а на свободном переднем конце колеJJчатоrо вала установлен
храповик. Особенностыо AaHHoro двиrателя является применение для
очисп{и масла ПОЛIlОПОТОЧНОЙ центрифуrи, IIРИВОДИМОЙ во вращение
пароЙ конических шестерен (ОДИllаковоrо диа!lfетrа) от распреде
лительноrо вала. Следовательно, число оБОрО1"ОВ ее в 2 раза меньше
числа оборотов коленчатоrо вала двиrателя. Для создания необхо
димой центробежной силы корпус центрифуrи сделан достаточно
большим. Приводной вал центрифуrи имеет малое сечение и является
весьма эластичным, ВСJlедствне чеrо уменьшается опасность поломки
зубьев шестерен при реЗКО\I изменении ЧИС.rIа оборотов. Направление
движения масла ВИДIIО НЗ схемы (фиr. 180). Корпус центрифуrи
rладкий, очистка ero от отложений производится после снятия кол
пака центрифУl'И через люк в боковой стенке двиrателя.
Дизели MWM
Фирма MWM (Фрr) изrОТОВJlяет семейство дизелей с воздушным
охлаждением с рядным вертикальным и V образным раСПО.'IOжением
цилиндров и ЧИСJIOМ ИХ от 1 до 8; мощность OAJ-lОI'О цилиндра 12 л. с.
при 2000 об/М\lН (табл. 38). Двиrатели выпускаются различноrо
Таблu/(а 38
Четырехтактные дизе.IJИ МW,'И с камерой в поршне
Марка
-'1
t
о .
"'..
9' .
0'<
' .a
'",
08::0
О'"
о..
"'о>'
....
... с >.
:т а.",
I
3
а.
g
О{;:
0-'
%::J
...
<>.<>.
"10[
"'
!
:S:'
<; :r..
AI(D 12E 12 2000 98
ЛКD 12Z 24 2000 9В
AKD 121) 36 2000 98
AKD 12У 48 2000 9В
AKD r2 60 2БОО 9В
АКD-412АУ 140 2500 10:>
120 1
120 2
120 3
120 4
120 4
120 ВУ
'"
о
а.
о{
0:<
"'"
""
=",
J:r
I!:
.....
'" .
<:; 0[11>
'"
'"
"'..
с..
lЗ
0,90
(,ВО
2.70
3,60
3,60
В,ЗI
19 I 205
19 I 250
19 310
19 360
19 360
21 660
....
;'"
..
"'''
..'"
&!I
с;
о
:с
"'''
с) :с ;:s:"
Q.I"'X
:i
-d-"'tU
Р-.р.;;.....
() CI'I ctt13
б>
о с>
7:А .... Б =
:g t.::!. оСЖ "
00"; :i8L'\10"
a. ....
:r и
.. 1!
5.03 13,35
5,03 J 3,35
5,03 13,35
5.03 / 13'35
Б,О3 16,00
6.07 16.ВО
б В
6 B
6 B
6-В
6 B
&У
назначения и прежде всеro для установки на тракторы (Фендт,
Фар, Штир, Хела и др.). Мноrие детали этих дизелей унифицированы
с деталями ряда дизелей с вОдяным охлаждением этой же фирмы.
Однако последние имеют вихревую камеру сroрания (фю'. 181, а),
которая вследствие трудности размещения в rоловке цилиндра при
переходе на воздушное охлаждеНllе была заменена камерой, ВЫПОk
ненной в поршне в форме наклоненноrо эллипсоида (фиr. 181, б).
Кроме Toro, для сохранения величины цилиндровоЙ мощности при
том же ЧИС.llе оборотов диаi\lетр цилиндра был увеличен с 95 J J,t при
ВОДЯIlОМ охлаждении до 98 дм при ВОЗДУШНОМ, с сохранением хода
342
поршня 120 ,Jt-1f. Ведутся работы по замене указанной камеры спе
циалыlOЙ предкамерой (фиr. 181, в), обеспечивающей возможность
использования раЗШIЧНЫХ видов моторных топлив (от лепшrо бен
зина до тяжелых фракций нефти), при сравнительно небольшой
разнице в эффективных показателях работы двиrателя.
Сечение соединитеollьноrо канала предкамеры ДDиrатсля М WM,
выплнеlllюrоo в отде.'IЬНОЙ детали вставке, разделено на Две части:
Фиr. IBI. Камеры сrорания
двиrателей M\VM:
8)
а Н8 ДВJlrателях с ВОД'IIIЫМ
охлаЖДС.lllе 1; б...... на ДDнrаТСJlЯХ
С ВО"ДУШН"' I охлажД,ш""м. СТ:Ч'ilЯ;
" 110 Д'lIfraтелях с ВОЗДУШIIЫМ
"'та "'де" "еМ. нова я.
центральную и периферийную. Снаружи камера снабжена ребрами
для ее ОХ:lаждения; к rоловке цилиндра она крепИl'СЯ двумя шпиль-
ками. I3 камере имеются отверстия для устаНОDlШ форсунки и свечи
нака.rJИШlНИЯ. ТОПЛИDО через форсунку с малым уrЛОI\l распыливания
ВПРhlсюшается в центраJlЫIЫЙ канал, изолированные стеНlШ KOToporo
имеют высокую температуру. Попавшее на эти стенки топлюю
интенсивно испаряется и ОДновременно начинается реакция ero
окисления, которая затем переходит в rJlaBHOe пространство cropa-
ния над поршне),1. Вследствие интенсивноrо испарения топлива
и диффузии ero паров значите.'IЬНО усиливается процесс обра-
зования смеси. СrО.l?ание характеризуется сравните.IIЬНО невысокой
:H:J
Степенью нарастания давления, поэтому работа двиrателя стано-
вится менее жесткой, Ввиду сравнительно большоrо сечения соеди-
нительных каналов потери энерrии на перетекание rазов из допол-
нительной камеры в основную весьма малы.
Как показали эксперименты, двиrатель С предкамерой HOBoro
тина способен развивать номиналыlюю МОЩНОСТЬ при работе на раз
личных топливах (в том числе на бензине с Оl<таНОВЬНI ЧИС"10i\I дО 80).
При этом разница в удельном расходе топлива не превышает
10 2/Л. с. It. Одновременно с этим, вследствие уменьшения периода
задержки самовоспламене-
ния, снижается ШУМНОСТЬ pa
боты и УJlучшаются пуско-
вые качества двиrаТeJIЯ. Не-
высокие даВJlения сrорания
способствуют снижению из
носов. Новый процесс ocy
щсствлен на I30СЬМИЦИЛИНk
ровом дизеJlе АКD-412А;
в дальнейшем ero предпола
r " rается лримеl1ИТЬ на всех
друrнх Дllзе.IJЯХ MWM с воз
душным охлаждением.
На общем картере двиr.а
н'леЙ М\У1\1 серии AKO 12
(фиr. 182) устанавливаются
ШlДивидуальные цилиндры и
их rОЛОВЮI, а также привод
ПОЙ осевоЙ вентилятор. Kap
тер туннельноrо типа, отли-
тыЙ из чуrуна, в боковых
стенках имеет большие люки, через которые обеспечивается доступ
во внутреннюю ero лолость. Кожух маховика выполнен отдельно
от картера и соединен с ПОСJlеДНИ},-1 болтами. В расточках кар-
тера уложены отдельные корпусы подшипников КОJlенчатоrо вала.
Крайние коренные ЛОДIllИПНИlШ неразъемные и С:\IOНТИрОВ8НЫ 13 кор-
пусах, привернутых за фланцы к торца:\1 картера двиrатеJIЯ. Кор-
ПУСbl промежуточных подшипников состоят ИЗ двух соеДИllенных
между собой лолошш и ПРИТЯНУТЫ ко ДllУ KapTejJa ДВУМЯ болтами
каждый.
Коленчатый вал имеет полное число подшипников скольжеЮJЯ.
у двухцилиндровоrо двиrателя вначале применялся ДВУХОПОрlIЫЙ
коленчатый вал, но впоследствии была введена третья опора
(фиr. 183).
Распределительный вал и напраВЛЯЮЩl!l! кожух вентилятора
расположены с противоположных сторон двиrателя. Вследствие
этоrо Штанrи толкателеЙ находятся в потоке lIarpeтoro ВЫХО;J.ящеrо
Dоздуха. В OДHO И ДВУХЦИ.1ИНДРОВЫХ двиrателях на распредеJIИП'.."Ь-
ном валу имеются также и кулачки привода секций "l"ОПЛИВllОro
насоса.
344
.,
, \-
,..
ФJfr. 182. Дlшrатель М\\М AKD 12\7.
I --
;t;JJ .........
I
I
I
I
I
t;1
,
I '\
jl'tJ8
k ;' 1
· , .t:
- -. 1 11
...1,1, .
,'< .... I de_. " t!
, r 11';'
,- r,
'"
А
.....
..
,
"-
./ \
1 ,, " " ,
,\ .,. ......
7f'ta _ ..t-
' .'
,.:
--" ..., - , - - :. ----
-;") ... -a ' J=,,! ..... --
,1 ; < \ .
r
, .-r
.'
I
J
,
.
L; "
\
,
"
'-.
Фнr. 183. ПРОДОJ1ЬНЫЙ разрез трактора с дизелем AI(D 12Z.
... _. . . _.. .-- .. .
" ,
,
t\
I
I
I
I
I
I
I
!
I
I
I
I
I
I
I
,
I
I
<.>1
.... '
с'>
Фиr. 184. rоловка
цилиндра двиrа-
теля M\VM.-\I(D 12
в сбор('.
?;
с:::
"-"
'"
A A '"
E [
G
--................
z::::z::;:
-==
0:.:::::.....
==
;
.......... .,--
I
r r
fOJIOBK8 ЦИ.'IИндра (фиr. 184 И 185) ОТJlНТ8 ИЗ JJerKOrO сплава
вместе с ребрами. Отсутствие камеры сrораНИSI в rоловке ЦИJНIНдра
дало ВОЗ1\IOЖJЮС1'Ь получить достаточные проходные сечения для
ОХJJаждающеrо воздуха и УJIУЧШИТЬ отвод тепловоЙ эиерrии от цен-
тральной ее части. ОсобешlOСТЫО IЮНСТРУКЦИИ этой rо.'IOВКИ ЯВJlяется
на.'IИчие разрывов в ребрах между патруБI<ами. Д.:1Я обеспечения
Сlюбодноrо доступа I< шпилькам I<репления rо.'IОIЗКИ ЦИJIИJщра
бuбышки отверстий под штанrи толкаТeJlСЙ раСПО.:l0жены в проме-
жутке между патрубками, хотя ЭТО и приводит в УI<азаНllO 1 месте
к некоторому сужению проход
I-Ioro I<знала для воздуха. Bepx
няя плоскость основания ro
.'lOвки не имеет выступов, что
р.lеш,шает ВОЗМОЖНОСТЬ засо
рения центральных межребер
ных каналов. Оба патрубка ro
,'10ВКИ выведены на сторону BЫ
ХО.В ОХ.'Iаж;(аlOщеrо воздуха;
с l1елЬЮ уве.пнчения межребер
liL.X каналов Д.1Я ero прохода,
ЭТl: патрубки имеют ПрЯМОУI'ОJIЬ-
ную ФОРМУ сечения, сильно
ВЫТЯнУТУЮ кверху. 1( патруб-
)<ам присоединены трубопро
воды таКИ:l<I образом, что ВПУСI<:-
ной трубопровод расположен
выше потока ох.'Iаждающеrо
воздуха, а выпускноЙ - непо
средствснно в ero потоке и эф-
фективно ОХ.:J<lЖдается. Фиr. 185_ ro.rюлка шr;lIIндра ДПИСilте.'IЯ
Цилиндр (фиr. 186) отлит из /I\\\' l AKD 12 п сборе.
специальноrо чуrуна вместе
с ребрами, имеющими разрывы по ero окружности и смещенными
ОТllOсите.,IЬНО друr друrа для уменьшения овализап;ии цилиндра при
Шlrревс во вреl\IЯ работы. Контур оребренноrо цилиндра прямо-
уrО:JЫIИК, меньшая сторона KOToporo раСПOJIOжена в направлении
ПРО;J.Q.lJЫЮЙ сси двиrате.1Я. ОХJlаждающие ребра Иl\IСЮТ пршюуrо,I]Ь-
ное сеЧСJ/ие с ОДНОСТОРОННИМ скруrлением у вершин. Отверстия под
ШПИ"lЫПl I<репления цилиндра и ero rолоl3КИ не подверrаlOТСЯ Mexa
lIичеСIШИ обработке. Ребра имеют разрывы по (JКРУЖНОСТИ ЦШ1Иlщра
шнриноЙ 4 5 .М.И.
На всех двиrатеJIЯХ данноrо семейства применяется осевой BeH
ТII.1ЯТОР, прнводимыЙ в движение I<JlИноре ,еIlIIOЙ передачеЙ от колен
чатоrо вала. В некоторых дпиrателях, например, в ДВУХЦШIИIJДРОВОМ
вентилятор не ЮIеет напраНЛяющеrо аппарата, что упрощает ero
констrУКЩIЮ и уменьшаеТ шум при работе.
В ОТДCotlЫIЫХ конструкциях натяжной ролик соеДИнеН при ПО:\ЮЩИ
рычаrов с рейкой топливноrо насоса. При обрыве ремня двиrатеJ1Ь
аВТО\IатичеСIШ останавливается. Кроме Toro, имеются световые
..
..
-
. .
i
317
и ЗВУКOIзые устройства, Сllrна.r1изирующие о Н<!ЛIIЧIIII l3ысоких TeM
Пl?ратур IЗ rO,10BK(' Цlf.1lиндра.
Рабочее IШJН:'СО веlIПIлятора (фllr. 187) IШССТ лопасти СJJOЖIIOЙ
формы, ОТЛllчающиеся от оБЫЧIIО ПРlшеняемых в осевых вентиляторах.
ДизеЛЬ снабжен устрой
ством длн облеrчеllИЯ пу-
CI<3. 0110 состоит из I<ап
су,пы (фllr. 188), ввернутоЙ
в I'O. OBI<Y ЦlIлнндра 11 Ha
fю,п l,еllllС Й ТОП,lI1ВОМ ". 11
C It'CblO \laCJJa с топ,r1ИВО I.
l1рll прокручивании колен
чатоrо l3а.ла содерЖII lOе
капсулы засасыuается в ци
.fJIlIIДР черl?З отвеРСТI1С', coe
;.!.ШIНlOщее каПСУ.пу с впуск
IIbI;\-1 1«111 <:iЛОМ, 11 ВI)СПJIа
мсняется вмссте с впрыс
IIУТЫj\1 ТОП.fJIIВОj\I, что УСКО-
РЯf'т пуск Jtвиrатl'ЛН.
Фи р юй F\ыпускаетсн
таЮI,е восытцилиндровыii
быстр,;х.о;щыii двиr,пЕ'ЛЬ
AKD 4J2A (фиr, 18911 190,
таб.'I, 38). На этом ДВIII"<I
теле пrlJмеНt'II? IlOl3ая преJ.
l<aMepa (СМ. Вhlше), об('сrrе
чивающан ВОЗМОЖIIОСТЬ использования раЗЛIIЧllоrо ТОП.'lllН3 11 СIIII
женин ШУj\lа при работе. Пос.пеДllему спосоБСТl3ует таЮI(С Прllj\fеllе
ние СПРЯМJ1нющеrо аппарата, YCTa
иаВЛИI3аеj\юrо за веIlТИ. НТОРОМ.
Вентилятор СО спрнм.лЯЮЩII 1 ап
паратом ПD:lН'IIl('Н на лобовоli CTOpOllC
..
.«>
: . J
.
:
...... "
<" , : ,
"
J.
.
? <I
!
i
"-1::
1......
..::::...
J
.... та ...
,
'---
148
?""'
;L
!
r--..
'"
.....
......
"'!t. ";
L'
.. I
J
18
I
!; .5
<I'иr. 185. ЦН.'IIIIIДР :Llllfr!ll'с.1Я ,\\\\'111 ;\KD.12.
..
I
........
(l;1, :;
:.tj
. {
. i
.
ФШ', 187, Венпшятар :шиr!1Т:'ЛЯ 1\\\\',\1 .\К[).!2;
а раБО11t.'е НО.1<'СО; 6 Н.ОРНУС ВСJlТI:.l)ПО,?;1.
двиrаТeJIН между рядами цилшцроI3 и ПРIJВОДИТСН 130 вращеlfllе
or шестерен раСПредеJlения, расположенных в заднеЙ 'laCTII двиrа
::'.r'!
тС:IЛ. НЗ I\О !ЦЯХ J}lIIllHoro /1рО lеЖУТОЧIl0rо ва.па нриводз ВеllтЙ,пя
тора )'С'I'т:.1в.ншаются :'Jластичные муфты- Направллющиii КОЖУХ
IН:'IIТ1I,lи.ro,)а IBH:'CT В сt'i)СДИII(' чс;шеобраЗIЮС у,"лублеllие длл топ
,f/ ;,
iE :o. ?:\::' .< . , ? jJ
,1 --------........1
11 IJ
Фи.. i ВВ. .iстrоЙстuо ,l.'JЯ ОV.lсrc.lС'lIltя JJYClia
дюеля JЧ \\ 1\\.
.'IIШllOrо насоса. В заДllеii части кожуха C IOIITJ:poBa/1hl i\lаСJlЯ/lые
р;JДИС1ТОРLI, через которые В атмосферу проходит часть охлаждающеrо
воздуха.
РаСПО,lпжеlIИ(' кащ:,ры cro
р<lllИЯ 11 штанr ТО.'lI\ателеи
с разиых CTOj:OIl двиrателя
/1pllBt'.10 1< уста1l0нке двух
распре).е.rlllтелышх ва,10В,
В (Н.lIllJиеот двиrателеii М \\'jЧ
с рядным распо.rlOжеllием ци-
:IИI1ДРОВ на даН/lОi\1 дизеле
ПРИ\l<:'II<:'11 OTI<PbITbIii картер
с привеРIlУТЫМ ПОДДОIIОМ,
uреuреНIIЫJ\\ в НИЖllеЙ части
;J,.1Я .'1\'ЧUlt'rО охлаждения.
В соотвстствии с ЭТИi\1 И
кр .ILUКИ кореиных ПОДшип.
IIИКОН имеют обычную KOHCT
РУКЩIIO. Д.'1Я повышеllИЯ же
СТI<ОСТИ картера значите.1ЬНО
УGСЛllчено расстояние от оси
I<О,'IЕ'llчатоrо ПЭ:lа до нижнеЙ плоскости, а верхняя часть картера
Юll'ет сводчатую ФОР;\IУ с ДВУМЯ стенками и ребром жесткосТИ
между ними.
КоленчатыЙ ва.11 изrотовляется с привертываеМЫI\Ш противове-
сами и raclITe.l1eM крутильных колебаний на ero переДllей части.
,
\
\
,
\
\,
'--i--tr:
,/ ..
.'
'"
1ft
,(
f
1'.
Фнr.
189, RОСЬЧНUIIЛIIIЩРОIJЫII
М\\'м' AI(DAI2,-\'v'.
Д1!зе. Ь
34:1
r.
I
Фиr. 190. Продо.1ьиыi1 и поперечный
ЭтОТ ДRиrатель по своей конструКl(ии значительно ОТ.1JIlчается
от семейства двиrателей с рядным расположением цилиндрон; уни
фицированы только детали шатунно-поршневой и ЦИJIИIIДРОВОЙ
rрупп.
Дизели rюльднер
Фирма rюльднер (ФРf) выпускает несколько моделей одно-,
ДBYX и трехцилиндровых дизелей с воздушным охлаждением
(табл. 39), предназначенных для ИСПОJIЬЗ0вания на тракторах малой
мощности и для стационарных YCl'aHOHOK Двиrатели отличаются
малыми rабаритами и рядом ориrИIlаЛhlIЫХ конструктивных rеше-
lIИЙ. Камера Сl'орания расположена в поршне (фиr. 191) I имеет
форму, близкую к шаровой, со смещешюй к одной стороне rОрJIOI3И
НОЙ. Охлаждение двиrателя осуществляется от центробежноrо вен-
тилятора, изrотовлениоrо как одно целое с маховиком (фиr, 192).
В отличие от друrих двиrателей с подобным веНТИJIЯТОРОМ в дан-
ном случае применена измененная схема воздушноrо потока, YCTpa
няющаsr возможность попадания в сцепление пыли, содержащейся
350
....... .. . ,--- .. ..........:. ...::.
разреЗЬ 1 ДIIЗС.'IЯ М\\"М AKD 412AY.
в охлаждающем воздухе. Правая (со стороны маховика) боковина
картера имеет двойную стенку, куда через люк вход.ит ОХJIаждающий
воздух (фИi'. 193), который повертывает на 900 и движется в лро
странстве между стенками в направлении маховика. Затем воздух
Таблица 39
Четырехтактные днзеJJИ rюльднер с камерой R поршне
I I ! 1 iE I:з i I .:,
I i *8.. :>
, '" , ..
'" с '" EI ....
... '=' '" " :50
'" "..>- "'''' ::r.. t '" ",.' ; 5
Марка " . .. О "g, .... .."'
"''' О",'" "'>: <: g,:; I ёi ot #! 0.= COJ )(,:'" ..
:r . "=0>- ::E;:; 1"[" r.:t:{ ...L. Е::са ",01: :r.. "'EI
0'< u...:r 0>( u'" :s::;; . ","= Ф'!l:
"'0= =", 8" .. "= '"I
.. :Т ",;о q: ," х.. :то; r:;ot'" U", Ш
LK 8 3000 75 100 1 0.443 19 90 5.42 18,0 2-В
LKA 9 ЗООО 80 100 1 0,505 19 95 5,32 17,8 2-В
2LKN 15 2300 75 100 2 0.886 20 170 6,63 16,9 2 B
3LKN 25 2600 75 100 3 1.330 19 240 6.50 18.8 2-В
2LD 20 2200 85 115 2 1.310 19 235 6.25 15,2 2-В
2LB 26 2000 95 130 2 1.840 19 270 6,35 14,2 2-В
351
vo
;::::
Фиr. 191. Двиrатель rЮJlьднер 2LKN.
входит в рабочее колесо вентилятора, а оттуда направляется
к rоловкам И цилиндрам. Между первым и вторым ЦИЛНIlД!1ами
уста НОl3л ен рассекатель, реrулирующий распрсдюеllне воз уха
по цилиндрам. На выходе 130здуха имеются дефлекторы для улучше
ния охлаждения тылыюЙ стороны цилиндров.
Система реrУJIирования 130З: УШllоrо ПОТOI<а отсутствует. Шташ'и
то.ll<ателеЙ расположены со СТОР9НЫ l3ыхода охлаждающеrо воздуха
из межреберных каналоl3. ПРИ УI<азаш-юii cxe;\le движения воздуха
картер двш'атс.'1Я эффективно
ох.lзждается, по краЙllеЙ
"ере, с одной стороны, что
:{зет ВОЗ;.IO:;КIIОСТЬ lIе ПрИi\lе-
" .,, .
).."
...
'/
.,
..
.
..
, i
Фнr. 192_ j\'1аХОIIИI\ с ра(jО'lII\1И .10-
паТI«I):J1 дшrrатf'ЛЯ rю.%Дllер 21 D.
Фllr. 193. CX{, la JJОЗДУШllоrо тракта
ДJJllrате.'1Я rю.1ьднер 2LD.
ШI1Ъ маС.1ЯНЫЙ раДII<lТОi1. Наряду с этим не создается препятствий
отбору мощности от обоих I<СIЩОI3 ксленчатоrо вала.
Цидиндры установлены lIa очеllЬ БЛИ31<ОМ расстоинии друr от друrа
в Р;:lсточках картера ТУlIнеЛЫlOrо типа. Ко.lенчаТLlIr ва.'1 МОIПИРУ ТСЯ
через Оl<liO в 3<1.'1.нем конце l<apTCjJa и вращзt.'ТСЯ lIа двух подшиПl;И'
I<ax. причем у двиrате.пя 2LD задний подшипник РО:НI1ЮВЫИ.
[оловка цилиндра ДRиr теля 2LD (фиr. 194) ОТ.'Иl3ается из .11('r
I<oro СП.1ава в кокиль. Впускные патрубки rОЛОАОI< раСПО,10жеl-lЬ!
:0 стороны подачи ОХJlаждающеrо воздуха и вывсдены так, что ВПУ
скной трубопровод Р8сполаrается выше напраВ,lЯJOщеrо ,{О}куха
ВСlпи.:ШТОР2. Соединение трубопровода и rоаовки осущ{>ствдяется
по наКJ10Нlюii П.'10СКОСПI, без ПрОI<ладки. I3ЫПУСI<ные f!зтрубки
' трубопроводы размещены со стороны выхода охлаЖ,1ающеrо I3t З.J.уха.
10.10BKa сделана как одно Цс"10е с клапанной коробкоЙ.
rо:ювка двиrатедя 2LKN (см. фиr. 191) ОТ.lичается от rО.l0БI<И
двнrаТ("lЯ 2LD Tehl, что оба патрубка выведены n сторону выхода
ОХ.lаждающеrо воздуха д.'1Я у.'учшения ОХ.'lаЖдеllИЯ форсунки
и об.lеrчеllИЯ прохода воздуха над центральноЙ частью rO.'10BKH.
23 д. Р. Поспе.'ОD 409 353
Оребренный ЦИЛИНДР двиrатеJ"lЯ 2LD отлит из чуrуна и имеет
контур прямоуroльной формы (фиr. 195), обеспечивающий по срав-
нению с круrлым КОIIТУРОМ увеличенную поверхность охлаждения
IIрИ том же расстоянии между цилиндрами. Ребра прямоуrольноrо
сечения имеют разрывы по Д.l1ине. цилиндр вместе с rоловкой крепится
К )<артеру ШПИJIьками. Отверстия Б ребрах цилиндров для прохода
шпилек выполнены при литье.
......, 111 \
116
ФШ", 194. rOJ10DK<I ци"шндра двиrа'l.' J1Я [ЮJ1ьднер 2LD.
у двиrате.'1Я 2LI,N (Ci\I. фиr. 191) ЦИШ'IНДР предстаВ,ТIяет собой
чуrунную BTY.llKY, на которую залита алюминиевая ребристая
руБШllI<(]_ Сеl<ЦИИ тошшвноrо насоса приводятся в движение от К)iлач.
КОВ на распреде.ТlИтельном Ba '1Y. Форсунки помещены ПОД направ,nяю'
щим кожухом вентиля.тора и установлены под )'1'ЛОМ к вертикально}
оси ЦИ,rШНДРf1.
МаслозаБОРНИl{ выполнен в виде трехслойноrо цилиндра: внутреl
ниЙ и наружный С,ТIOИ сделаны из сетки, а средний ИЗ лис1'ОВ(
И перфорированной стаJlИ. Он располаrается в картере rОРИЗ0нталы
и одним концом надевается на маслозаборную труб1{)' (зазор меж
трубкой и отверстием в донышке маслозаборника равен 1 J\t.
354
а друrим припаивается к фланцу, прикрепленному двумя болтами
к картеру. Маслозаборник может быть леrко демонтирован и очищен.
Подобная конструкция це.Т[есообразна и при съемном поддоне. Масло
в ){JJ(шанную !<оробку не подается. Взамен этоrо пространство кла.
панной I<оробки соединяется отверстием диаметром 3 _ .м в стенке
ипускноrо патрубка со BIJYCKHbJM трактом, вследствие чеrо в короб!(е
ФIIО
ФfО5---------j
фlf1} I I
еМ
IU><t
kd.
8 B
н
fl
Фl\r. [95. Цилиндр ДDиrате.IJЯ rюльднер 2LD (поверхность оребрения 2670 C.lt 2 ).
создается небольшое разрежение, вызывающее поступление паров
i\fac.'IlI из картера по зазорам между штанrами и их кожуха1\Ш. Пары
конденсируются на внутренней поверхности J<РЫШКИ rоловки, и масло
по специальным приливам в крышке стекает в маслоуловительные
отверстия коромысел. Конденсация паров масла облеrчается за счет
эффективноrо охлаждения крышки, имеющей на внешней поверх
ности ребра. При этон схеме устраняется течь масла из-под крышки
rоловки и через уплотнения кожухов штаIJr, а также и через все
уплотнения картера.
23* 355
I
I
I
I I
i
i I
I I
I
I I
I I
i I
I
I I
!
I I
I
I
I
I
I
i
I
!
""
,,1
с>
I
!
1
с-"
Q1
--..j
\
\
I
I
I
I
I
!
I
I
I
j
I
I
I
i
ФИI', 196. ДlJиrатель Хатц 100.
Пуск двиrателя осуществляется от э.JIектростартера. Д.JIЯ облеr
чсния пуска в холодную поrоду имеется наrревательная спираль,
смонтированная lIа специа.JIЬНОМ фланце, расположеНIIОМ между
впускным трубопроводом н воздухоочистите.'Iем.
Дизели Хатц
Фирма Хатц (Фрr) выпускает се!\.lеЙство дизелей малоЙ мощ-
ности с воздушным ОХ,lаждение 1 (табл. 40). Двиrате.1И предназна-
чены для тракторов и стационарных YCT<IHOBOI<'
т uблu/(u 40
ЧетырехтаКТНblе дизели Хатц с камерой в поршне
(степень СЖ ТИ!I 19)
:g 1 '"
:i !Е:;;
О::!: rtI""
,,::: I ,
c.. "':1:
:S::s:: :3::r::I
:Т ::1 :::: о{
c.
>а IijS
;: 1t
::::;!"
.. I ' ;::t..
3
"-
о
с
-=::;
о"
Хеа
r,) 8
:z: "'.....
'" ...,
J си "I "'.......
:>r'" w.....=:,;: 6
=;:;::»11.:1
. "-,,
" !: 3' ..
P:J "--9-" ш
.. Ui"J):::{m
Е
:.:19 ,....
:iaasb';
»..... .
..s: о f:...-e-
'.. ЕЦ..........
;:: ..
МаРка U о
о ' о'"
",,, ,,!'
::1'. ио
О" ".о
:::.. :то
E90S 8 160
Е90\\.' 8 1600
Е80 6 200
ЕВ5 8 200
Е89 10 200
Z90R* 17 ,во
Е75 6 300
Zl05R 22 180
DI05 " зз 180
· Сте"ень сжатия 18.
.. (,ТЛllчастся ОТ дпнr'dТ
О
О
О
О
О
О
О
О
90 115 1 0.732 160 6.15 11 О 4-В
90 115 1 0.732 160 6.15 11.0 4 B
во 100 1 0.502 120 5.40 12.0 ' B
85 100 1 U.567 126 6.37 14.1
90 105 1 0.667 140 6,75 15.0
90 115 2 1.460 300 5.ВО 11,6
75 80 1 0,353 45 5.10 17.0
105 115 2 1.992 ЗЗЗ 5.50 11.1
105 115 3 2,988 44;:) 5,53 11,1 I
е"я D-!nО толь о Дlfамет,"ом ЦИЛIIНД"П.
Осиовная КОНСТРУКТlIвная псобенность ОДlIОНН.1Индровоrо ДBII
rаТС.1Я Е75 состоит в том, что ОХ.lаждающий воздух просасывается
через межреберные l<аИЗ.'IЬ1 rо:ювки и ци.JIиндра центробежным
веНТИЛЯТОрО:'.I, сделанным как одно целое с маХОВИI<О;\I. Воздух заса
сывается над rоловкой цилиндра и по кана.lа:\1 }Iежду вертика.1ЫiЫiЧИ
ребрами rО.IЮВКИ и цилиндра ИДет вниз вдоль ero оси, проходит
веНТИdlЯТОР и выбрасывается наружу. При этом отпадает необходи
мость в спиральном кожухе Д.1Я вентилятора и одновременно об.'IЕ'r
чается ОХ.JIаждсние масла в i\lаС"lЯНО:\1 радиаторе, установленном
на ЛИНIIИ всасывания воздуха.
Коренные и шатунные ПОДШИПНИI<И КО.IJеIlчатоrо вала и под
шипники раСПреде..'!ИТСЛuноrо вала роликовые. Наличие Деко:мпрес
сионноrо механизма, аВТОi\штичеСI(И срабатывающеrо при достиже
нии двиrателем опреде.IJенноrо числа оборотов, значительно облеr
чает ero пуск.
ОДНОЦIl.lllНдровые двиrатели И:'.lеют вихревую '\амеру сrорания,
э ДBYX Ii треХЦИJlИндровые . l<a;"lepy специальной формы, распо.IJО
женную в поршне, I<оторая обеспечивает хорошую топливную
экономичность двиrателя.
На фиr. 196 изображен ДВУХЦИ.IJИНДРОВЫЙ двиrатель. Подача
охлаждаIOщеrо ВQЗДУХ осуществляется центробежными веНТИ.IJЯ
358
торами (ОДНОЦIl.1индровые двиrатеди имеют вентилятор, изrОТОВ.rJен-
ный B 'lecTe с маховиком), устаНОВ.'lенными по одному на каждый
цилиндр и соединенными между собоЙ резиновой муфтой. Рабочие
l\Олеса вентилятора с радиа:IЬНО ВЫХОДЯЩИШI .'lOпастями (фиr. 197)
ОТ.1ИТЫ нз леrкоrо сплава. В Ii:олеса за.1ИТЫ опорные СТ<I,lьные ВТУЛКИ,
Кожухи вентиляторов, также ОТ.lитые из .l1erKoro мета.1Ла, YCTa
новлены на верхнеЙ ШlOСl<ОСТИ ,<артера. Rеити.I1ЯТОРЫ приводятся
во вращение двумя К.1ИНОВЫМИ ре1-IНЯМИ от шкива на коленчатом
: lC
: I
!
",
, j.
I
I
,
'! i
! '-4<" ';1107 " . .
j.......... a- Ai., ..'
I
.......OII(..- lf --....
f-
....} 77
f--. й ,50 .-- - .
...
I ...
"
Фнr. 197. P!loo'l('e Ko.leco веJJТИ.'lllтора ДRш"аТ('.IJЯ ХаТIL 100.
валу. причем натяжение их осущеСТ8.:IЯСТСЯ пере:\lещением reHepa
тора. Двиrате.1Ь имеет очснь боJIЬШUС Межцитшдровое pac
СТОЯl;ше.
R картере двиrателя тунне.1ЫЮro типа раСЛо.'10жеIlЫ Две опоры
для IЮ.lенчатоrо В<l.1а, причем задняя опора Быпо:шена В виде
ф.lанца, I<репящеrося 1< ,<артеру. ПОС:lеднее обеспечивает возмож-
ность монтажа 1<О.lенчатоrо ва.lа в /Iеразъе:\IНЫХ подшипниках.
На обеих сторонах картера И:\lеютсЯ люки ЩIЯ обеспечения доступа
1\ бо.l1там нижнеЙ rОЛОRюr шатуна. На крышках .'IЮI<ОВ раЗ:\lещены
!l1аСJlозаливная rОрJIОБина и мас.l0:\lериая иr.lа.
к.о.l1енчатый В8.11 двухопорныЙ, без противовесов; уравновеши
вание двиrате.'1Я осуществ.lено С ПОМОЩЬЮ rрузов на маховике
и на ПрИDОДНО:\i шкиве вентилятора. Распределительный вал при-
водит в действие клапанный механизм через рычаrи (вместо толка
тел ей) , качающиеся на специальной оси. R отверстия рычаrов
359
вставлены ТОЛI<<!ющие штанrи. Двс штанrи одноrо цилиндра заl<.Т"О
ЧСJlЫ в uбщиii Чt.'ХОЛ, ,юторый проходит черсз кожух вентилятора
и ПРИ.lс,'ает lIаружиnй повсрхносТl,Ю ,< выступу в верхней части
rО.l0НКИ ЦН:IИ IIдра.
. В rO.iIODI<C цилиндра (фllr. 198) сдсланы каналы с большим ПрО
ХОДIIЬн.. СL'ЧСJll.Iс:\' дЛЯ ох",аждающсrо воздуха, в ТO чнсле и в цeHT
/"""" ; ;T-
( fr.... --- . .
'Ч' ; .> I I
! ..' r ' . ",: ,А. ".' I
. .,.i . ...., . I. .1
r .1:'.\..----..;....".;! r.-.:i .
I !\.... . 11 .. . /.;
t ". · '>0)
\--.:= :.! ?
(' ?" I .
I :". ' 1
i i е '
I '. .
I 9. ,., \ I ,
I :: .-:). ....... о"'
f l. ':' (." , ' -$' ) '1
I х:'.д) "I>. '4J i "
\ '" .t::/ I
I . - .,: ., ! I
1 ' "'\ Ai')'; j '
\ .::=:: /
..... .
;. . - !20 ''':
, 51
c. .. ,...............,l -:-" I ! ::--- ' ] ;J
" l i i 16. ': '
1) I ; i 11" 1 ;'
11 О. "', f; I,j'l:i ; " .;
. : tJj\ . l , B
..;j..1 (:,':--=: сс- !;; '"' ,\;Ir."iК(.i{'U \ <;;;; ,6
:2. .; :. ':' "i .:; ;..: \, .....,._ :!J ;е::
.;:::: 1) ус l' ;:'.' 1. ;'" ,)..--=: :-' 'Ё:"lА
:_ ,:: =- . ,. :.. : T7 ; U""";'
-r'т'{' -
1(-)) ' \с» ' , :.
-:: 'I \\-:. \ ) " I ':'
&,':: \ I
. - .1, --1
l fJ ,)
c.:: . ..../
I
r
I
I
'-- ((Q ) : r
r: i\.......
"""1." "
;: rf r @ t/ (9).- ... ,
1I J " " .'- I
; ._..: (- ":""L";" I
: 6 l @
15J
\
::! I Р ' .::..l5
I Р .,
I " .
и. j L.:..f d
T : y
....;40...
....
r
....
...
......
....
......
....
Фllr. 198. rодовк<! ЦII.11111дра J,Вl\ri\Тt'ЛЯ Хатц D-IC() (поверхность ореGрениЯ'
2530 c.st'") I1 ЦН:Ш ндр.
ральноii части над lIере 'ыч,<ой мсжду rllезда 1If ,,:шпано". Основание
rОЛОВЮf ,шеет бо,'Iьшую То.1ЩIfНУ ,ежду патрубками ДJ'Я обеспечеНIIЯ
мехаНIIЧ('СКОЙ IIРОЧНОСТИ и хорошеrо отвода теП.l0ВОЙ энерrии.
rO,7l0BKa отлита IIЗ аюоминиевоro сплава "ак одно ue.'Ioc с 'i,l!апанной
короб'<оii. В l<рышКе "лапанной I<оробки С\IOНТllрооап де,<о шрессион
ный механиз;\r, воздействующий "а коромысла ВЫПУС'<НЫХ К.lс.панов.
I o.rIOBl\a Цllлющра соеДlIнена с цилиндром без прокладки и вместе
с ним прикреплена шпильками к картеру двиrатеЛЯ.
Зf.О
ЦИd1ИНДРЫ двиrате.ТIЯ (фиr. 198 и 199) ОТ.'IИТЫ из снециальноrо
чуrуна вместе с ребрами, имеющими разрывы по длине (на разрезах
двиrателя показаны ребра прежней конструкции ПрЯ!\fоуrо.ТIЫЮЙ
ступенчатой формы). Вследствие раЗВИТОl1 поверхности rОЛОВОI(
и цилиндрсn и НИЗlюrо аэродинаМИЧ('СI<оrо сопротивления Пос.'I('Д
них затрата мощности на подачу охлаждающеrо воздуха не пр('пы
шает 6" ) от эффеКТИВIIОЙ мощности двиrате.1lЯ при работе ('1'0 с HOM!I
палыIмM ЧIIСЛОМ оборотов.
Кю< и У БО.ТIьшинства друrих двиrате.ТIСЙ с воздушным охлажде
нием, впускноЙ трубопровод в отличие от выпускноrо распо.'Iожен
вне потока выходящеrо воз
духа. KpO?\H Toro, БО.'Iее вы-
cOl<oe раСПО.ТIожение впуск
1101'0 трубопровода облеrчает
ПО.'Iучение оптима.ТIьноrо ero
сечения и снижает сопротив
.'1ение потоку ОХJlаждающеrо
воздуха.
ТопливныЙ двухсекцион
ный насос приводится в деii
стоне от ку.'1аЧIЮБ, распо.'lО
женных на удлиненном nepe
днем конце распределитеЛl>-
Horo вала. J>еrу.1ЯТОР С ЮН-
тирован на передне:\'1 конце
коленчатоrо пала и соединен
с реЙIЮЙ насоса при помощи
рычаrов. Форсунка YCTaHOB
.1('на под бо.'1ЬШИМ наl(.ТIОНШI
'( оси цилиндра для обсспе
':ення \'дсбства ее де JOнтажа.
МаСJЮ подается шесте
реичаТЫ:\1 насосом к перед-
He\IY подшипнику коленча
Toro вада, а от Hero распре
,'lе.lяется по всем оста.'lЬНЫМ
rюдшипникам. Несмотря на
наличие пустоте.1ЫХ шатун.
ных шееl(, последние не ис
пользуются ДJIЯ центробеж
ноЙ очистки lac.'la.
Пуск двиrате.ТIеЙ нроизводится ОТ Э.ТIектростартера, а для об.ТIеr.
чения пуска имеется наrревате.ТIьная спираль, устаНОВJIенная
во впускном трубопроводе между цилиндрами и воздухоочисти
Тюем. Пуск от руки также не представляет трудностей.
Трехци.ТIИНДРОВЫЙ ДИзе.ТIЬ (фиr. 200) ОТ.ТIичается от ДВУХltи.ТIИНДРО-
Boro типом венти.ТIятора (осевой) и дета.ТIЯМИ, конструкция которых
заВИСIIТ оТ ЧIIС.'Iа ЦИ.1ИНДРОВ. Бо.ТII ШИНСТВО друrих деталей этих
д иrате.ТIеЙ унифицирошшо.
I
"'
rtJl1'-
0107 . . ':; t no. s
"!.
. , ,.j
t.. J. 'У- "ij' ;
-=:.. 1. ' l Z/';--<t-
'П t <;;:,-
f" _:' ;
i
, ....
.;. I
; I
/ ! I
!{; -Lt
""" t i ""
, ....
. ....J
....
1
Фиr. 199. Цилиндр Двиrате.1Я Ха'Пl D.100
(поверхность оребрения 4400 С.,,").
361
tfII/lC"O
,.
t
I '"
а1 .".
i
, '1
,1 ."
. I
) !:( , . ' \
\ '" : ,<
'," 1: ", с) ,., ,. '.
- ' -Ь з ' .'.
, '
.
.
I.tf .
( а. --=-= I ,
J . "' ['
" "
\
t -t::'
" '. t, ,
,
t. \-,.
i
\,
.
1
. - ..
Фиr. 200. Двиrатель Хатп Н-I00.
Зб2
Дизели Эйхер
Фирма Эйхер (Фрr) выпускает семейство дизелей с воздушным
ох.'1аждением (табл. 41) мощностыо 15 60 л. с, с числом цилиндров 1,
2 I1 3, одинаковым ходом поршня (150 .М,М) и с различными диа"'lет
рам и ЦИJIИНДРОВ (105, 110 и 115 .MJtt).
1'аUЛlща 4/
ЧетырехтаКТ lые дизели 3йхер с ка l('рОЙ 8 поршне
(8 =- 150 J.,. I, степень сжатия 17,5)
I
I "
'" 9
;: '" >. "," о " .. '. =.. g "1
со о'" b '" IE ;;"' ;::
Марка о . 0"'>- <{ "''' ",,--...
I =" C X 0= .. <{ 71- 02";
I :/. S- с:х с.Е " S-.
51'" I и<: o; (j Ж.с ::со""';
,::; ':;'Х' ,, L
' e <... .. О" .......::I :Т::1 =: 1:(= U ii C1
13 1500 105 1 1,298 340 6.01 10.0
I EDla 16 1500 110 1 1,425 350 6.75 11.3
EDIII 22 1650 115 1 1.537 355 7,72 14.2
I ЕШЕ 26 1500 105 2 2,596 495 6,02 10.0
ЕD2П 33 1300 110 2 2,851 498 6,95 11.6
I F.D2D 40 1500 115 2 3,114 500 7,70 12.9
ЕDЗIJ 50 1-150 115 3 4,671 570 6,65 10,7
! . .. -
о
....
о
.....
C')
;.<......L.o .
u r:t L..
"''''''
.0' о 0.-&
:O!-o
4 B
4 B
4 B
4 B
4 B
4 B
4 B
Эти двиrатели имеют камеру сrорания шаровоЙ формы, BbJnOJI
ненную в поршне. РаСПО.'10жение цилиндров на всех двиrателях
вертика"lьное в ряд. Охлаждающий воздух подаеТСЯ центробежным
веНТИ.IIЯТОРОМ (фllr. 201), ПрИВОДИМblМ в движение от коденчатоrо
вала к.lиноременноЙ: пере;\ачеЙ. Натяжение ремней ПРОИЗВuДIIТСЯ
переДВИЖенне:\1 reHcpaTopa. Особенностью КОНСТРУКЦIIИ ДВJJrате,;lей
Эй хер явля!;'тся на.Нlчие венти.тrятора Д,;lЯ кюкдоrо ЦИДИJJдра (как
у ДВУХЦИJlИндровоrо дизеля Хатц), ЧТО ,южет быть объяснено посте
neHHbI!\I уве.1ичеНlIем ЧlIсла ЦИJlИНДРОВ при сохранении основных
элементоп конструкции. В ЭТОМ случае, независю.ю от повышения
стою,юсти изrотовдения, достиrается одинаковое ОХ.'lаждение отдеJIЬ
ных ЦИ:lИндров, ЧТО очень важно.
ОЮlOстороннее рабочее колесо каждоrо веНТИ.'lятора (фиr. 202)
УI<реп.1ено на валу, вращающеi\ICЯ в шарикоподшипниках. На входе
в рабочее КО.1есо устаНОВ.'1ена воздухоочистите,I1Ыlая сетка. Кожух
в нтилятора сде,пан KaJ{ одно ц!;'лое с рубаШIЮЙ (дефлектором)
uилющра. Система р!;'rу.1ирования ВОЗЛУШllоrо потока отсутствует.
И:\lеется датчик температуры ОХ.тrаждающеrо воздуха, установлен
ныЙ нз выходе Пос.1еднеrо из оребрения и сиrнализирующий О тепло
вом состоянии rO.'IOBOK и Ци.'1индров. Картер двиrате.'lей туннель
Horo типа об.'IадаеТ большой жестко стыо в направлении ПрОДG.'IЬНОЙ
оси.
rоловка цилиндра (фиr. 203) имеет необычно ма.1УIO высоту
ВС.'1едствие СИ.'Iьно наклоненных патрубков. Отсутствпе камеры
сrорания в rоловке и расположение патрубков вдоль потока воздуха
fiа.'1И возможность удачно расположить вертикально напраВленные
363
201. Д
виrатепь Э.
. Ilxep.
364
ребра, 06еспечив хороший обдув патрубков и форсунки. В rОЛОВI<У
запрессованы нвпраВJIЯlOщие втулки I(лапанов, снабженные уплот-
I-IЯIСЩИМИ резиновыми IЮЛЬШII\,IИ. Клапанная I<оробка выполнена
1(81< отдельная деПIЛЬ. [0.1]0I31<а с клапанноЙ коробкой И цили НДрОl\1
I<репится к картеру оБЩИ1\1И болта !И. Между rОJЮВ!<ОЙ н цилиндром
нет уплотнительной ПрОК.l]адки.
Представ.'Iяет интерес l<онстрУIЩИЯ цилиндра (фиr. 203). Послед
J-IИЙ изrотовлен в виде чуrунной втулки, на I<ОТОРУЮ надет а.I]ЮМИI-JИе
вый оребрениый чеХО.1J, разрезанный вдоль ero оси и стянутыЙ бо.'I
Т.:IМИ В трех местах по высоте. ДЛЯ доступа к rаЙl<ам по БOI<ам разреза
1.
..
-:
.".
..........
.. '
,..\
.............
ФIII'. 2112. ? .:БОIj е
IЮ.lt'сu ДII!/ПIТl>.lЯ
Эi'ш;р.
Фпr, 203, rO.10111(8 и ЩI.'1I1I1ДР дuиrате.1Я Эiiхср.
устранено по ОДНО IУ ребру, В ОТ.1ичне от чуrунных rll.'IЬЗ с зал и-
lыI 1'I.rНОМИНllевыми ребраi\Ш эта 1<0НСТрУКЦИЯ позволяет заменять
IIЗНВLШШ3ЮЩУlOСЯ ВТУ.11_У. Одн:шо П:lOтность соединения а.lIОМИНие-
lюrо ЦИ.:IJщдра с чуrунноЙ ПЦ1ЬЗОЙ всеrда будет менее надсжной,
Че 1 ПрИ за:IИВI,е.
Впускной Тf>убопровод расположен над напраВ.I1ЯЮЩИ;l.1 ;южухом
nеНТИ.'Iятора, а выпускной в nOTOl<e охлаждающсrо воздуха.
Дизели Кельбле
Фирма Кельб.'Iе (ФРr) пропзводит семеЙство дизелей с ВОЗДУll!НЫ 1
охлаждением, имеющих от двух ДО восьми цилиндров (табл. 42),
приче", Пос.педнин с V образным их расположением. Некоторые
из ЭТИХ моде.1ей ВЫПУСl<аются с турбонаДДУВОi\l, обеспечивающим
IЮI1ЫШСШIС их МОЩНОСТИ на 25 30?ii. На фиr. 204 пОI{азан Tpex
ци.ПlНдровыЙ двиrате.:1Ь.
Ila ДI3иrаТСJ1ЯХ ПрИi\Iенена преДJ{а '1ера цилиндрической формы,
обеСПСЧИl1ающая прн НСI3ЫСОЮIХ давлениях сrораllИЯ в ОСIIОI31IOЙ
1<<lMepe УДОВ.1етворите.'IЬНУIO топ.rrивную ЭI<ОI-IOМИЧНОСТL двиrателя.
Kai\lepa распо.тrожена под уr.:юм OI<ОJЮ 550 К оси ЦИ.'IIшдра и HCCKOJl\"I\O
С lещена относитеJIbI-Ю ее.
Двиrате.1Ь снабжен осевым вентилятором, ПрИВОДИМЫ\1 в движе
Вие двоilной рОШlI<ОВОЙ цепью ОТ звездочки на переднем конце I<олен
чатоrо ва.па.
365
I
r
Фиr. 2О4. Двиrате. ь К('.'lЬбле L/I'\215(1.
Четырехтактные дизели I(ельбле с преДКамероА
(п == 1800 об/мин. D == 115 .4l.М, S == 130 .мм)
Марка
А10ЩIIОПЬ
D л. с.
(класс Б)
Чl'с.llО
ЦIIJ1ИН
АРОВ
Литраж Вес
ДВllrатсля ДВllrат..ля
D л в,;е
СрСДнее
эффсктивное
Давление
D " /&/ol'
L,\\215z 32
LM215d 48
LM215v 66
LM215s 100
LJ\\215a 132
I
tа лича 2
ЛlIтровая
мощность
D л. &./л
2 2.70 435 5,92 11,9
3 4,05 475 5,92 11.9
4 5.10 550 6,IU 12,2
6 8.10 700 6,18 12.3
8 10,80 900 6,12 12,3
Картер двиrателя туннелы-юrо типа. Для доступа к болтам
шатуна в боковой стенке картера устроены :поки. Передний и зад-
ний ПОДШИПНИКИ ко,тrенчатоrо вала нераз"Ье IНЫе, причем задний под
ШИПНИJ< представляет собой ф,']анец, прикреП.'IеНI\ЫЙ при ПОМОЩИ
БО.ТI70В 1, картеру. Средние IIOДШИIlНИКИ состоят из двух половин,
СТЯНУТЫХ l"'ежДУ собо.! болтю.щ. Они В сборе с валом устанавли
ваются в цилиндрические расточки переrородки картера и П[Jитяrи-
ваются к нему БО.'Iтами, вставленными через отверстия в дне i{apTepa.
Отверстие затем заrлушается резьбовой пробкой. Вслсдствие неБОJIЬ
шик расстояний между цилиндр1'lМИ длина картера невелика по cpaB
нению с шириноЙ. Как уже указывалось ранее, одним из rлавных
прсимущест13 картера туннельноrо ипа применительно к двиrателю
с воздушным ох.тrаждением ЯВ.lJяетсSI ero высокая жесткость в про
дольной плоскЬсти.
Ко.'1енчатый вал ПО.ТIНООПОРНЫЙ и очень жеСТIШЙ. Распреде.'lитеJ1Ь-
ный вал вращается в подшипниках СКОJlьжения И, кроме кулачков
привода rазораспределения, ЮIеет кулачки привода секций ТОПЛИD
Horo насоса. Последний, Т3I{ же I<Ю{ и форсунки, ПОNlещен под направ
ЛЯlOщим кожуХОМ вентилятора.
fOJloBKa Ци.lJиндра ОТ.lJита из .lJerKOrO сплава. В промежутке
м{'жду патрубками охлаждающие ребра ю,lеют наклон и своими
основаниями входят в стенку выпускноrо патрубка, поэтому она
эффективно охлаждается. Охлаждающий воздух подается в первую
очередь на ВПУСI<НОЙ патрубок, ВСЛ{'ДСТRие чеrо подоrрев 1l0с.lJеднеrо
ОТ выпусю-юrо патрубка исключается. fo.'lOBKa цилиндров отлита
как одно цеJlое с l<лапанной коробкой J1 обладает ВЫСОКОЙ жесткостью.
Утолщения в местах ПрИ.'lеrания rо.'lОВКИ к цилиндру способствуют
б.lJзrоприSIТНОМУ распредr.пению тепловой энерrии между ними.
fоловка Ш,lесте с ЦИJIИНДРОМ крспится к I<зртеру двиrате,rIЯ четырьмSl
болтами. Цилиндр ОТ.IJИТ из чуrуна вместе с ребрами, Ю\lеющими
разную высоту по ero окружности. Поршень при БО.IJЬШОМ ero диа
метре имеет толстое днище дли обеспечения необходимоro отвода
теП.IJОВОЙ энерrии в стенки. Масло подается шестеренчатым насосом.
367
Все масляные каналы выполнены в картере. Фильтры rрубой и TOH
кой очистки масла помещены в картере. Пуск двиrатедей произво-
дится от э.тrектростартера.
Дизели Орен штейн Коппель
Фирма Оренштейн Коппель (ФРr) выпускает два ceMeikTBa
двиrателей с воздушным охдаждением (табл. 43). Одно семейство
ВI{лючает двухтактные двиrа
тели с ЦИ.тr и I1драi\Ш , располо
женными вертикально. а дpy
roe четырехтактные Двиrа
тели с V образным расположе-
ние:\-I ЦИ. I IИНДРОВ. Все двиrатели
имеют одинаковыЙ диаметр ци
.1I1ндра.
Двухтактные дизели с пет-
.1евоЙ продувкой, причем в oд
НОЦИШIНдроuоЙ :\ЮДе.1И (фиr. 20.1
и 2О6) продувка ЛрОИЗRОДИТСЯ
поршневьш Hacoco:'.l, шатун KO
TOpOro соединен с r.i1aBHbI;'.1 Ша-
туном двиrате.тrя. Рабочий объе;о,l
продувочноrо насоса в 1,45 раза
боJlьше рабочеrо объема ци
.1индра ДВIIrате.'1Я. Продуuочныи
I30ЗДУХ засасывается через спе-
циа.тrы-ыbй клапан и подается
насосом по каналу в Itилиндр.
В двух- И трехцилиндровом
двиrателях (фиr. 207 и 208)
продувка производится наrнетателем типа Рут, ПРИВОДИ;\<lЫМ клино-
вым рс:-.ше:\1 от двухручейноrо шкива; друrой ручеЙ этоrО Шlшва
t
,. ,
r'"""
, ,
- ..._, I
r
,
t
,з"'1
Фиr. 205. Внешний вид дnиrателя OpeH
штеiiн-Коппе.'1Ь 11ЗR 1 DL.
........
Дизс.IJИ ОреllштеАн КоппеJlЬ с каж'рой D rOJlOBKe
(D с., 11 () ,11.М, степень СЖ3Т1111 20,5)
т '1блица -}.1
. :--- - - - .. . . ' T """""""' """""""' --""""7 .. -------- -
.. '
о t:: r:I :; u
* <
:;
:; k1 t iC
:1:1 :::;r::{1tI c:;t: Umr::tC1
Мар 1<11
113R1DL
113RШL
113R:,DL
114VШ
114V4D
368
-" j:
1:; = ;;,Io
с'" u
О о"'» с
= O :с
". ::; с..= ..
..9'" I '" O:i :.:
S:'SD1 '"
....
18 1500 2
28 1500 2
42 1500 2
34 1800 4
68 1800 I 4
g
l ' 'i:':
0-<
I х",
I : "
I 135
1 140 I
140
I
1 1,285 196 4,2
2 2.570 340 3,2
3 3.855 477 3,2
2 2.660 362 6.4
4 5,320 535 6,4
=..
.....'1
..у.....
8.i
..:/"
:
о
7
7
О
О
14.0
10,9
10.8
12.8
12,8
!
r-:>
,;..
:с
::!
"
"
"
'"
:о.
"
"
...
с
'"
Фиr. 206. Ilродо.:Jыliii и поперечный разрезы ДIJllrателя ОреНlIIтеЙII КоппеJ1Ь JJ3RJDL.
с.з
о>
""
служит для привода вентилятора. Воздух из наrнетатеЛЯ поступает
в отсеки. от.питые В верхней части картера. а затем по вертикаль-
ным каналам в UИJIИНДРЫ. Эти каналы сужены Б направлении
продuльной оси двиrате.'1Я. ВCJlедствие чеrо расстояние ;l.IСЖДУ двумя
ЦИ,llllндра"'IИ ';IИШЬ неi\lноrим больше, чем у четырехтактных двиrате.lJеЙ ,
у всех двухтактных двиrателеи l(aMepa сrорания тороида 1ЬНОЙ формы
и раСПОJJOжена 1:1 Ilентре rоловки, причем нижняя rраIlИIlа камеры
образуется вставкой, ввернутоЙ в rO.10I:lKy. Топ.пиво впрысн.ивается
через !\пюrодырчатую форсунку, распо.lJоженную на ОСИ ЦИЮIНдра,
ОхлаждающиЙ воздух у двухта1<ТНЫХ
ДВИI'атеJlей подается осевым венТИ-
лятором, приводимым в движение
1<';ШJ-юременноЙ передачеЙ от I<OJIt'H-
чатоrо вала; прежде Bcero воздух
подается на сторону Цилиндра, про-
тиволежащую ВLIП)'СКIIO:\IУ юшаJIУ,
что ИСl<лючает подоrрев этоrо Боз
духа до ПОСТУЛ.'lЕ'ния ero в J\lежрсбер-
ные канады. Постоянное натяжение
ремня привода вснтишпора обеспе-
чивается рОЛИКОМ, поджимаемым
пружиноЙ.
НапраВ 1еlше течения воздуха 1<ак
у ОдtЮIlИJШ, I-IДровой так и у ДBYX
цилиндровоЙ модет'I nДIJНШ<ОВО. Для
.. УJlучшения охлаждеюlSl зоны БЫПУСI(
I-IЫХ окон деф.'lеl(ТОр IlИJНIНдра на вы-
Фl о tr. 207. . DI I I ( шниrl В t " I !Д З ' R2 Д D lfЗ L eJlЯ ходе ох.'1аждаlOщсrо воздуха сде.IJШ-[
ревштеllll ОIJП('. Ь. v Ф
специальнои ормы.
Картер у Бсех ДБиrателеЙ (двухтактных и четырехтактных)
TYHIIC,1bIlOro типа. В переrородках J<зртера cдeJlaHbI раСТОЧIШ Д.1Я
подшипникоl.! I<оленчатоrо DaJla. Крайние ПОДШИПНИI<И неразъемные,
задниЙ расположен непосредственно в переrОрОДI<е картера, а перед-
I-[ИЙ во фланце, укрепленном на лобовоЙ стороне картера. Cpek
ниii ПОДIШШIIIШ состоит ИЗ двух частеЙ, соеДlнтенных между собой
БО.'IТа!\1И 11 привернутых в IIнжней ПО.lОвине д.'IИЮIЫМ 60.'lТОI\I '( Kap
теру Дl:!иrаТеJIЯ.
В расточки на верхней П.10СI<ОСТИ картера установлены индн
видуа.'lьные IlИ.пиндры, отлитые из чуrуна ,<ак одно целое с оребре
нием и ПРИl<репленные 1< картеру вместе с rОЛОВl<а:\ш болтаЮI.
На БOlювоii стороне картера ОДНОЦИ.'lиндровоrо двиrате.1Я У1<реп
.'IeH на БО.IJТ<JХ продувочный насос, на котором yctaI-IOБ.'!ен ресивер,
соединенный с воздухоочистителем. В нижнеЙ части ресивера
на стею<е l\Орпуса прОДУВОЧНОI'О насоса смонтирован !<J13пан боль-
шоrо размера, реrу.пируlOЩИЙ поступление воздуха в иадпоршне
Бое пространство 3Toro насоса.
у ДBYX и трехцилиндровых двиrате.'lей воздухоочиститель рас-
положен непосредственно над нш'неТ8те.lIем и соединен с послеДНИМ
вертикальной трубой.
370
......
'
f
I ..
:
j:
.,.
"
"О'
. '
! :! :<.
.tJ... I
....... ..
""
*
<:.>
"-1
....
Фиr. 208. Продольный и поперечный разрезы дизеля Оренштеilн к.опп('ль 113RD21..
A A
1'111
Фнr. 209. ro. OBKa цилиндра двиrатеJlЯ Оренштейн l(оппеJJЬ
IlзR2DL.
372
rOJЮВl<а ЦИ.ТIиндра (фиr. 209), отлитая из а.lJюминиевоrо сплава,
вследствие отсутствия в ней клапанов отличается простотой кон.
струкции при весьма ПЛОТНО!'.f вертика.ТIЬНОМ оребрении. Цилиндр
(фиr_ 210) имеет необычную конструкцию: по высоте ero ребра
со стороны выхода охлаждающеro воздуха соединены между собой
общей стенкой для повышения механической прочности и улучше
ния направления охлаждающerо воздуха,
На фиr. 211 показан внешний вид четырехцилиндровоrо четырех
TaKTHoro дизеля с V-образным расположением цилиндров, а на
фиr. 212 даны разрезы ДВУХЦИЛИНДрОБоrо дизеля. Эти двиrатели
отличаются ориrинальной схемой воздушноrо тракта. Охлаждающий
воздух подается центробежным вентилятором, установленным на
лобовой стороне двиrателя и приводимым в движение зубчатой
передачеЙ от шестерни на переднем конце коленчатоrо вала. От BeH
тилятора воздух поступает под кожух, а из Hero по двум рукавам
направляется к отдельным цилиндрам. Кожух вентилятора и OTBOk
ные рукава, изrотовленные из листовоrо металла, присоединяются
к литым чашеобразным каналам, непосредственно направляющим
воздух к rоловкам и цилиндрам,
В отличие от двухтактных двиrате.lJей этой фирмы в данном
двиrателе применена камера сrорания, расположенная в днище
поршня.
Распределительный вал (один на два цилиндра) вращается непо-
средственно в двух расточках ка ртера. Штанrи толкателей располо-
жены со стороны входа ОХ.ТIаждающеrо воздуха в оребрение цилинk
дров.
Верхняя часть картера двиrателя имеет два возвышающихся
рукава, на которых укреплены состоящие из двух частей раздвижные
.'1итые простаВJ<И. На эти проставки опираются верхними буртами
ци.IJИ!'IДРЫ двиrателя. Нижние концы ци.IJИНДРОВ зафиксированы
1:1 расточках картера и ушютнены в не:\! при по:\ющи резиновых колец.
Вследствие такой установки цилиндры двиrателя не растяrиваются
в осевом напраВо1ении от сил rазов, MorYT свободно удлиняться при
HarpeBe и в меньшей мере подвержены деформации. Ци.IJИНДРЫ отлиты
B;\leCTe с ребра:\ш.
fоловка изrотовлена из алюминиевоrо сплава и имеет комбини.
рованное раСПОJIожение ребер: вертикальное в средней части,
rоризонта.ТIьное по краям. На внутренних сторонах rоловок
установлены форсунки; они раСПо.lJожены под большим уrлом к осям
ЦИЩ1l-ЩРОВ со стороны входа воздуха и хорошо охлаждаются. rоловка
ОТ.ТIичается большой толщиной стенок, небольшой длиной впускноrо
и ВЫПУСl<ноrо каналов и малыми rабаритами. Она отлита как одно
ц лое с картером клапаннпrо механизма.
Несмотря на БО.1ЬШОЙ диаметр, цилиндр имеет очень низкие
ребра, раСПО.lJоженные на большей части ero высоты. В пространстве
Между ЦИ.lJиндрами ПО:-Iещен топливный насос, соединенный с фор.
СУНI<:ами очень короткими трубопроводами.
Пуск двиrатедей осуществляется э.пектростартером.
373
r..>
...
........OO]
: t'!II
.
---. ...--.
---
Фиr. 210. ЦI!J1ИНДР Двиr т('ля ОрснштеЙII-КОПНС.1Ь l1ЗR2DL.
1
Фиr. 211. Внешний вид дизеля
Орснштсijн-Коппель I14\"2О.
I
I
Фllr. 212. Разрезы ДlJиrателя Ореllштеr.IJ l(оппеJJЬ 114\"20.
Дизели Шеиебек
Фирмой Шсне6ек ([ДР) разработано семейство дизе.l1ей с воз.
душным и с водяным охлаждением (табл. 44) с ЧИС.110М цилиндров
от двух до шести. Значительная часть деталей указанных двиrате.!]ей
унифицирована, ориrинальными остадись лишь те детали, которые
зависят от внда охлаждения (ци.!]индры, rО.110ВКИ и др.). Фирма соч.!]а
целесообразным применить для двиrате.!]ей с водяным ох.!]аждением
вихревую Ka lepy сrорания, а Д.1Я двиrатедей с ВОЗДУШШ,\:\I ОХ.lажде.
нием предкамеру. Как видно
из таб.l1. 44, .!]итровая мощность
у дизе.!]ей при воздушном ох.!]аж
дении на 4 % меньше, чем при водя
ном ОХ.'Iаждении, но HaCTO.l1bKO же
ниже и их удеJ\ЬНЫЙ вес. Абсо
лютные значения этих параметрОБ
у HOBoro семейства достаточно БЫ.
соки: литровая мощность 15л. с./л,
удельный вес 5,6 ка/л. с.
На фиr. 213 изображен шести.
цилиндровый стационарный двиrа
Te.l1b. Охлаждение двиrателя ocy
щеСТВ.1Яется от oceBoro веНТИJ]Я-
тора, размещенноrо на левой (если
смотреть со стороны маховика) сто.
роне двиrателя и приводимоrо ВО
вращение К.l1иноременной переда-
чеЙ. НаТЯЖ('llие ремня производится двухручеЙНЫi\-\ роликом. Вслед-
ствие небо.l1ьшоrо передаточноrо отношения от КО.l1енчатоrо Ba.l1a
,т
I
.
'.
i\
Фиr. 21:3. Двш'ате.1Ь Шt'нсuек.
Тl:6ЛIIIICl 44
Четырехтактные дизе'nll Шенебек
(n ., :юоо об мин, D , 120 ,,\1,\1. S == 145 .11'\/, степеИh СЖ!l1"IЩ IB)
I ., 8
..:а со о: " :z:
о
... <:. r; ... .. "'''
I ... "t ;IS'" '" ..'" cи:s::s;:8I
1>18 рК8 О . "''' ""Х <>1-","1
"" ОХ "," oI::.c З:;; а}\J
,,-'" .,..
:Т. <;'" 1-"" :0:<>' r:fCJI=j........
"'<; "'"
О"" "'= 3:: "с ., I ",О
'" :3":::!' с; 01:", !Xj" b u..,:rr..j
r;
I
2KVD14.5 48 2 3,28 410 В.К. б,бО
2КV 014,5 4б 2 3.28 395 П.К. б,30
3KVD14.5 75 3 4,92 490 В. К. 6,85
3KVIJI4,5 72 3 4.92 470 П.К. 6,БО
4KV014,5 100 4 б,56 560 В.К. 6.85
4KVD14,5 96 4 6,56 540 П. К. 6,60
6KVD14,5 150 б 9.84 770 В. К. 6,85
6KVDI4,5 145 6 9,84 730 П.К. б,63
о
: :!g ;:
':- 3..'" ОХЛ8ждеиис
r.:
: g
14,БО б-В
14,00 б-В
15,20 6 B
14,БО 6 B
15.20 6 B
14,60 6 B
15,25 6 B
14,75 6 B
Водяное
Воздушное
Водяное
Воз;tушное I
ВОДSlllсе
ВО3;I,шное
Водяное
Воздушиое
При м е ч 8 И И е. В таблице приняты следующие 0003Н8чення:
В. К. пихреnая "амера. П. l{. преДК8>!ера.
376
к валу вентилятора последний имеет большой диаметр. Несмотря
на это, топливный насос удалось разместить с ним на одноЙ сто-
роне и под ero кожухом находятся все топтшопроподы и форсунки.
Перенос ТОШ1Ивноro насоса с правой стороны двиrателя на .l1евую
дал возможность более удачно разместить компрессор.
Дизели Штиль
Фирма Штиль (ФРf) выпускает семеЙство двухтактных дизелей
с воздушным охлаждением (таб.l1. 45). Двиrатели предназначены
в основном д.I1Я работы в стаuионарных ус.110ВИЯХ.
ТаБЛUl{а 45
Двухтактные дизели Штиль с камерой в ПОрШllе
..; '" I I
о " о:
::Q .. " .. ..
о D: CIJ
D. '" :r: '" !:!
.."'8 о '" 2
...:S::.... '8>- "' 3 о '" jjj", "'..
Марка ...С. ,,-с. о. "- Q1 =:s::f'I ...
E 0'"- ..10( О ОЗ: ;;; CJf-o= "'........
<I:r: С .... О О .
..'" ..:;; "-Е 10( = CJ c:l.::;:U
= C) :1;;'" q:"! r:-t4lc;
",'" .... "'.. .. ..
"':& О"! ..", IC g ;c:
0"'0 I "'''' "'о: Х",
:;:;: c :т'" q::r Х., :Т... t:;>t ::о'" U...,i::f1:O J:a
133 7.5 2400 75 80 1 I 70 4.0 21.2
0.353
136/137 12,0 2200 85 91 1 0,534 95 4,6 22,5
131В 14.0 1900 90 120 1 0.760 105 4,4 18.4
160.'\ 28.0 1900 90 120 2 1.520 185 4,4 18.4
I
На фиr, 214 показан ОДНОЦИ.'1Индровый двиrате.IJЬ. В двиrателе
сочетается КРИВОШНIIно камеРIlая продувка с управ.l1яемыми выпуск
ными к.тlaJlанами. Камера сrорания UИ.flиндрическоЙ формы, распо.IIО
женная в ro.!]oBKe uи.l1индра, слеrка смещена с оси последнеro. Ось
BbInycKHol'O I<шшана совпадает с осью ЦИ.'lИндра.
Вставка этой камеры изrотов.!]ена их жаропрочноrо чуrуна
и залита в ro.l1oBKY. В приводе к.!]апана имеются Две пружины,
причем внутренняя предназначена только Д.I1Я преодо.!]ения силы
инерuии клапана и посадки ero на сеДJЮ.
Продувочный воздух поступает в цилиндр через танrеIluиаль-
ные продувочные окна и завихряется в uи.!]индре. Вращате.l1ьное
движение усиливается вс.!]едствие уменьшения рабочеrо простран-
ства. Штифтовая форсунка YCTaHOB.l1eHa сБОJ<У камеры сrорания
под уrлом 750 к оси uилиндра и ВПРЫСI<ивает топливо танrенциально
по отношению к направлению воздушноrо вихря. Хорошее переl\lе
шивание ТОП.l1ива с воздухом обусловливает полное и бездымное ero
crорание на всех наrрузочных режимах двиrатеJlЯ при минима.I1ЬНОJ\1
удельном расходе 190 е/л. с. ч. На.l1ичие в камере сrорания свечи
нака.l1ивания улучшает пуск двиrате,/JЯ. Ох.l1аждение осуществляется
у большинства моделей от oceBoro венти.l1ятора, помещенноrо на лобо-
вой стороне двиrате.!]я и приводимоrо во вращение к.!]иноремснной
передаЧей, а у Hel<OTopblX моделей от вентилятора, сделанноrо
377
v>
"-J
00
:1
, , -
;
как ОДНо целое с маховиком. При осевом вентиляторе ОХ.rIаждаroщий
воздух, выходя из Hero, течет под уrлом 600 1< продольноЙ оси двиrа
теЛЯ. В этом же направ.!]ении расположены и ребра rоловок цилин-
дров.
СоставноЙ коленчатый ва.!] вращается на РОШIl<оподшипниках.
ПодшипнИlШ нижней 11 верхней ro.!]OBol< шатуна иrольчатые.
Картер, rO.!IOBKa цилиндра И кожух веНТИ.rIятора ОТ.rIиты из леr-
Koro спдава. В цитшдр, отлитый из а.!]юминиевоrо СШlава вместе
с ребрами, запрессована чуrУlIная втулка. Цилиндр вместе с rОJIOВКОЙ
крепится к картеру болтами.
Дизе.'1И 8архаловски
Фирма Варха.rIОВСКИ (Австрия) выпускает ДBYX и четырех-
цилиндровые дизели с V образным расположением цилиндров,
преlщазначенные для автомоби.!]ей, тракторов и всевозможных
передвижных установок (табл. 46). Двиrате.!]и Варха.!]овски
Таблица 46
Четырехтактные ДИЗЕ'JlИ Вархаловски с камерой в поршне
(п 3000 об'МlIН, D == 8;j "'м, S -== 90 M.lI, степень сжатия 18)
Сп('Дllе(' .N"!l схемы
J\'\ОЩI-lОСТL Число I Л"ТJ1 Ж Все ЭффСI< 1"118- Jl "тропа я воздуuнlO'
M3[JКa в л. с. ци.rJИJI дв иr.а 1'С. Л ДDl1ri.lтеJ1Я вое дав' :\ЮЩI-IOСТЬ .'0 тр:н,;та
дров I в л в ... J]elllle в Л. с.jл (Фllr. 9!))
n I:.z/c.".
D 21 18 2 1.02 115 5,4 17.65 6 Y
D 41 36 4 2.04 IBO 5.4 17,30 6N
(фиr. 215) являются одними из са;\1ЫХ быстроходных ДlIзе.=Iей С воз
душным ОХ.rIаждением, которое осуществляется от осевою вентиля
тора (фиr. 216). Пос.'1едний устанавливается перед цилиндрами
на верпшальноЙ оси CIf:\-Il\lетрии двиrателя и приводится в двнжение
двойной I<линорсменной передачей. Рабочее КО.!]есо венти.ТIятора
монтировано на валу reHepaTopa. Натяжение ремня производится
специальным роликом. ОХ.rIаждающиЙ воздух наrнетается вентиля
Тором в пространство между рядами цилиндров, оrраниченное сверху
специальной .1ИТОЙ крышкой, в которой юrеются впускные кана.lfЫ,
соединенные однпм I<ОНЦОМ с воздухоочистителем, а друrим, раз-
ветвленным концом с впусI<ныIt патрубl<ами rоловок цилиндров.
УI<азанная крышка преrраждает доступ к ТОПЛИВlЮ:"lунасосу и топ
ливопроводам, распо.rIоженныM в пространстве между цилиндрами.
Д.'1я снятия крышки Ifеобходим демонтаж впускноrо тракта.
Камера сrорания пирамидалыlOЙ форм",! расположена в поршне
и обеспечивает хорошую топливную экономичность двиrате.!]Я при
ВЫСОI<ИХ числах оборотов. Все литые детали, кроме маХОВИI<а, изrо-
товлены из леrкоrо сплава. К картеру ДБиrателя (туннельноrо типа)
крещfТСЯ кожух махопика, На картере под уrлом 900 друr к друrу
379
- -. ,. .
\.
..
'1 ,
1'" \ , . '
, ..
.\
'" .8
!
\
.
...
.;
..........
'"
\.
"
..
\,.'
..... .
"
"
'.
. /
."
.
"
'.
'.-
,..
...
.ф
.t."? у>.'
" ,..: '. .., ./ :
. ...... ..../ ..
4 ,,/ ".,
I ·
,
"
.
,
.
"'-
i.
. !J
f
r
.,
ФИ!". 215. Дписатель Вархаловски D 41.
380
установлены цилиндры. Коленчатый вал с привеРНУТЫi\lИ протиВо
весами вращается на подшипниках сКольжения. На переднем торце
коленчатоrо вала укреплена шестерня привода rазораспределения,
а на каждой шатунноЙ шейке расположено по два шатуна, нижние
rО.110ПКИ которых имеют косой разъем. Прокручивание двиrате.I1Я
от руки возможно лишь через распределительный вал с храповиком
на переднем Конце. На распределите.I1ЬНОМ валу, вращающемся
на шарикоподшипниках и ПрИВОДИМОl\l во вращение косозубчатой
(I//Q/!UСПlfIJ
:-"-6'7 I
, I
zл
\'
.1
T
.
).
I
;:
1
J
"
I
(
G
I
!
J
11/!flIlO(тt'li
I
"
..... -
(2JI!;o
I I
1
-
..
Фиr. 216. Рабочее колесо и направляющиi! аппарат Вt'нтилятора двиrа
теля ВархаЛОDСКИ 0-21.
передачей, смонтирован реrу.I1ЯТОр числа оборотов. На этом валу
имеются ку.!]ачки привода топ.!]ивноrо насоса, расположенноrо в раз-
вале ци.!]индров. Толкающие штанrи распо.110жены со стороны
входа ох.!]аждающеrо воздуха в оребрение и приводятся В деЙствие
от рычаrов, опирающихся на кулачки распреде.lIительноrо вала.
[ОЛОВI<а цилиндров (фиr. 217) ) с паралле.'II>НЫМ воздушному
потоку раСПОJl0жением патрубков имеет частые и высокие ребра.
Она ОТШlВается из леrкоrо сплава в КОКИ.I1Ь. Вставки rнезд клапанов
изrотовлены из чуrУ!lа и запрессованы в rоловку на rорячей посадке.
3В1
с..о
00
t-::>
. '.2Б:"""'-'r
11
} :.,
Ilf , ,,&7
,
t,
:. ,
135
х
А
. I
.
, ,
"
.
I ,' "'\..
. 70
. .1 . .,......
,,'
/ (t I
)
II,7Щ ..1/
,"158.
,11.. 1
7..'-
'
с
I ....
: 'I;
'"'"
.) -"1.'
'" . J
,..-..; . L"
1....
... i
I
с.;,
...-;:'
.J.
;) !i
" ....
.J
,
,,"'" -
1-.
'......
,.,
Фиr. 217. rоловка цилиндра двиrатслей ВаРХ3ЛОI3СI<И.
...... 010,1; .-. '"""
.. j ' 0 95 . ..... I
4A " "" 1
: -:-'" ..........:::t::::. -.... .:
11: :;
; '" . ::::::::Е
.",:.. ::
....
- . ! ..... ...... == " '.'
____ "':'1
"".
<!Q
.....
t
:i
..:.....) 94. I
':1
' ( 'х<
_../ '''.
'lJ'
/
"'- -'<!,
1
.".
.
. =
Фиr. 218. Цилиндр двиrатслеЙ I3арха. ОВСIШ.
в rоловке цилиндра ПОД уr.IЮМ 450 к ero оси установлена штифтовая
форсунка, отреrулированная на даВ.'lение 145 K2/CAf 2 . ЦНJIИНДР с реб
рами (фИ!'. 218) отлит из чуrуна и вместе с rоловкой l<репитсЯ к Kap
теру шш[.IJы<ми.. Декомпрессионный механизм размещен в крышках
rQ.!ЮВОК ЦИЛННЛ,ров и воздеЙствует непосредственно на клапанный
конец KOPO;\IЫc.'la.
Система смазки обычная. В к.'lапанную коробку масло подается
по специальным трубкам. В связи с наКЛОНО 1 rоловкн цилиндра
и внутренним расположением штанr затруднен сток избытка MaC.'la
по зазорам между штанrами и их Iщжухами; для этой цели имеются
специа.'lьные труБЮJ, распо.10женные на внешнеЙ стороне цилиндров.
Д.'lя об_1еrчения пуска двиrателя электростартером в холодное
время rода предусмотрен впрыск во впускной канал 2 3 капель
смесн из 2/ з бензина и 1/ з спирта и, кроме Toro, на впускном патрубке
каждоrо ЦИЮlНдра помещена наrревате.'lьная спираль. Д.'lя пуска
при очень низких температурах ОI<ружающей среды предусмотрен
спиртовоЙ подоrреватель, расположенный сбоку rO.'lOBOK ЦИ.'lиндров,
в I<ОТОРЫЙ через БOI<овое отверстие заливают спирт и зажиrают ero.
ПОС:lе Toro как пла IЯ поrаснет, двиrатель Jlеп<о ПУСl<ается.
ДизеJIИ Дэвид-Браун
Фирма Дэвид-Браун (Анrлия) выпускает дизель малой мощ-
ности с воздушным ОХ.'Jaждением, предназначенныЙ для трактора
ТИШI саМОХОДноrо шасси и Д.'lЯ работы в стацнонарных УС.i10ВИЯХ
(см. техничеСI<УlO характеристику). На двиrателе применена откры-
тая ,<амера сrорания, близкая по форме к каМере типа Заурер.
13 rO.'lOBI{e YCTaHoB.'leHa мноrодырчатая форсунка, отреrУЛЩJOванная
на Дап.'lСНИС 175 Ki?icA'l'2.
Техническая характеристика четырехтактных ДИJСДСЙ Дзвид Брауи 2D
с КaJ\1rрой в поршне
Мощность в л. с. . . . .
Чllс.qо оборотов В )II\ИУТУ
ДШJJ\iРТJJ ЦJ:тlНдpa в ..Il." .
XU:I поршня В .А/."
ЧIIСЛО ЦJI.Шll:IРОП . .
ЛIIЧJаж Дuнrате.1II n л
Стеllt'ш, сжаТIIЯ . . . . .
Сре.1l1се 3ффеКТIIВllое аU.'lеНllе в 1\.' с.,-2 ,
JIlIтропая ;\ЮЩIJOСТI, n л. с./л . . . .
.'\!1! схемы ПОЗ.l}'ШНOJ'О тракта (фllr. 97) ,
12
1500
88,9
101.6
2
1,262
16
5.76
9.41'1
5 B
На фШ'. 219 пО\<азан внешний вид стаЦНОН<Iрноrо двиrателя,
а на фllr. 220 ПрОДОЛЫIЫЙ и поперечныЙ разрезы TpaKTopHoro
дr.иrате. IЯ без напрап.'Jяющеrо I<ожуха вепти.'lятора, так как роль
последнеrо выполняет I<апот трю<тора. ОТ.'lичитеJIьноii чертоЙ дaH
ноli КОНСТРУIЩIНI ЯВ/Нlется одностороннее раСПО.'lожение шатунных
щееl{ I<О"lенчаТОI'О пала и на.1ичие XO.'lOCTOrO ЦI'1.1индра, введенных
д.'1Я .'lучшеrо уравновешивания двиrателя. Друrая конструктивная
оссбеНIIОСТЬ состоит в IIрименении одноЙ rо.'ювки на два ЦlIлиндра,
что является ИСКJIIOЧСНИfМ среди дизелеЙ с БОЗДУШНЫ 1 охлаЖДением.
383
Двиrатель охлаждается от oceBoro Вентилятора, приводимоrо
во вращение клиноременной передачей. Ведущий шкив расположен
на переднем конце КО.JJенчатоrо вала. Натяжение ремня произво
дится специальным роликом. Шестилопастной вентилятор с рабо
чим колесом диаметром 254 .м.М работает без направляющеrо аппарата.
Воздух из вентилятора поступает в направляющий кожух (о CTa
ционарных двиrателях) или под капот (в тракторных двиrателях).
затем движется в направлении продольной оси двиrателя и выходит
наружу. Таким образом, между
цилиндрами воздух не проходит
и отвод тепловой энерrии от необ
дуваемых сторон цилиндров ocy
ществляется только путем тепло
проводности. Удовлетворительное
охлаждение в данном случае по
лучается JIИШЬ блаrодаря малому
диаметру ЦИJIИlщра, ОДнаlЮ paBHO
мерное распределение теi\шератур
по ero окружности получить очень
трудно. Система реrулирования
охлаждения отсутствует.
Необычно высокий I\артер OT
.JJИТ из аЛЮ:\lИниевоrо сплава и на
ero внутренней поверпlOСТИ име-
ются ребра жесткости. К картеру.
крепится ОТЛIIТЫЙ также из алю
миниевоrо сплава поддон с ореб
ренным ДНОМ. Картер с ПОДДОНOI\I
представляют Becbl,la жесткую
конструкцию. Внутри картера
установлен на поддоне и привер
Фllr, 219. Двиrате.'IЬ llЭIШkБраУII нут К нему холостой цилиндр.
205. Кожух маховика отлит из алюми
н иевоrо сплава и выступающим
буртом зафиксирован в расточке н:артера двиrателя. ЦентраЛЫIaЯ
ВТУЛI{а кожуха маховика СJIУЖИТ опорой заДнеrо подшипника KOL'leH
чаТОI'О ва.'Ш ДВИI"ателя.
ЛереДl-IЯЯ OIlOpa расположена в передней CTeHI<e картера и так
же, Kal{ 11 заДНЯЯ опора, яВляется иеразъеМIЮЙ. КоленчатыЙ вал
двухопорный. с односторонним расположением шатунных шеек,
выполненных как ОДНО целое с противовесами и шеЙIЮЙ шатуна
холостоrо цилиндра.
[оловка цилиндров (фиr. 221), отлитая из алюминиевоrо СП.JJава,
для уменьшения деформации разделена в верхней части на две
половины. [оловка по контуру хорошо оребрена, но имеет большие
утолщеlШЯ в центральной части. Форсунка установлена в медную
втулку. К rОЛОDке прикреплены болтами клапанные коробки, в KOTO
рых расположены валики декомпрессионноrо мехаНИЗl\lа, соединен
ные между собой одним плоским шлицем.
3В4
."
-.
,
.,...
w
,
f.-
..
I
I
:1
со
С
Q ' 1
i
I
i
I
I
I
I
С"о I
./ Д ЭВllд Браун 20.
IIrателя
Разрезы ДЕ
Фиr. 220.
с.>
00
'"
. Igrri . t ..
':.(g- ::} / n,>,i?
= ' : . l '
I =...... - ..C" -: .!
, ,Ю f' @) "
/ф @ r -о.:. Ft 1 {,
! \ Ql " :lli)Б 1)
J p
!--.- . ив .. /;
' ,
L ' " " ; " . ) T ' a;) ..1",
W' " ' ,
IIf1\ \ ' w
' O)}, ,:,,
т' : '( . }
L.. , бfJ " "д . д5 ..
ы
I Lm ' ] ,8 09,'
. ). .
'j " ... ) '7Ji .
со .. .
[, r i ' , tr
L. r-- i ' '"""""
. . 'В} ...
B B .!:;,[
I ..-;'t..,'
./, 0 0 о . y \
!I ., o.c)
\ " дfl .
!
ФIII'. 221. j'o,lOJIKa ЦП.1IIпдра ДПllrате.ll1 Дэшщ-БраУII 21.).
...... 09!J .
: . (J, 8" : h "
;--:т;; :, <'1 ..,
:::::::> , <' "<>i i
..:;; '? l' i l '
...-===> ! -j' ,
i I {i !
"' I 1'<--1' .
9 'H <""
t '+01?? '( !
. 0100< U. . ;
f I /1
, k.JOL..j . . ... . i
1:. o :.::......... : 7Jg8 ......J
I
i
, /(11,
и ( ,t 1Z.5
1 ( .k..i <o J i \1 I
i \ ) 'l« ! A<.jJ. (l ':
T Y Y
"5] '48;. I
...... .. 7().
k-A
N .
i ;€:
I s= :Б, .
I t =
I f
r ,('"
/ i !!
\ ! iI
11 ,.)
,1 J '
b ..L..--........ I
,
ФII!'. 222. Цп.шндр ДJl"caT("' 1I Д31J1t;J. Браун 20
(поверхность ope(jpelllJlI 1734 Со,,").
Цилиндры (фиr. 222) отлиты из сnециальноrо чуrуна вместе
с ребрами, которые Не подверrаются механической обрабОТl{е.
За ИСliлючениеJ\! места прилеrания ЦШ1Индров друr к друrу, ребра
по всему контуру имеют БОJIЬШУЮ высоту, поэтому, несмотря на зна
читеJIЫIЫЙ шаr ребер и малую высоту оребренноii части цилиндра,
поuерхность охлаждения оказывается достаточной. [оловка вместе
с ЦНJlИндраf\1И I<репится '{ ,{артеру БОJIТа!\IИ. Портии ОТ.1ИТЫ из KpeM
нистоrо сплава алюминия и имеют по два КО:l<lПреССИОJ-lНЫХ I<ольца
и дпа маслосъемных, ОДНО из ,<оторых распо.'10жено ниже поршне
80ro палы(а. Ко.1ЬЦО, распо.'10жениое выше поршневоrо пальца.
Сl<ребl<О130rо типа.
Топ.rIИВ\lыii насос приводится в действие непосредственно от I{У.'lач
'<ов 1Iа раСllреде.rште.rIЫЮМ Ba.rlY, Реrу.IJЯТОР числа оборотов вместе
с шестерней, вращаемой от шестерни распреде.'lите.'1ьноrо ва.IJа,
е.юнтирован на отде.'llJНЫХ подшипниках n расточке переДней части
liapTepa.
lЧаС,;10 подается шсстеренчаты:м насосом I{ переднему ПОДшип
нИI<У , откуда оно по l<aHa.'1aM в I<ОJlенчаТОf\l ваду поступает 1< осталь
HЫ I шсiiю:tМ. В клапанную I<оробку масло подается по пустоте.'1Ы:l-f
ILlТ<llIraM ТОЛl<аТ{',;lей НУJIЬСИРУЮЩИМ ПОТОI\ОМ, а обратно в картер
СП:Iн]ет по зазора:'1 lежду ш-rанrами и их l{о}li:)'ха:IIИ.
Пуск ДПИl.ателя осущеСТВ.'1яется от инерционноrо стартера
с IIOМОЩЬЮ деl\ОJ\шрессора, Dоздеflствующеrо н(! ВЫПУСlшые I{лапавы.
и.rш от элеl<тростартера. УСТ8навливасмоrо по особому требованию
заl<аЗЧlша. Для об.IJсrчеllНЯ пуска зимой в КОJIЛ<Щ ВОЗДУХООЧИСТJ-Iте.1Я
за.'10жен фитиль, I<ОТОрЫЙ при пуске смачивают эфиром. Пары
эфира эасасываются в цилиндр двиrателя и способствуют более
БЫСТРО:\IУ ero I1}"CI<Y.
Дизели Петтер
ФНр:'>lа Петтерс Маклорен (АНI.ЛИЯ) в течение мноrих лет произ
подит двиrате,IJИ с БОЗДУШНЫМ охлаждением. Выпускаются два семей
ства ,.1изе."lСЙ (таб.1. 47): семейство стационарных дизелей ма.IJОЙ мощ
ности с диаметром цилиндра 80 ;ИМ И ходом поршня 110 ,ММ и семей
СТ130 дизе.1еЙ с БО:lьшеЙ мощностью с диа:\tеТрОJ\l Цlшиндра 114,3 AIJ t
при том же ходе "оршня М.ощность дизе.'1ей Петтер изменяется от 6
до 96 л. с. В семеЙСТВе А V А имеются две моде.'1И с одним и двумя
8еРТИI<аJIЫIO распо.:lОженными ци."lиндрами. Во второМ семействе (PD)
имеется пять моде.пеЙ, с рядным раСПО.10жением цилиндров (ДBYX ,
Tpex и четыреХЦИ.1ИН,J.ровыс моде.1И) Ii V обраЗllblМ (шести и ВОСЬМII
цилиндровые моде.1И), с уrлом между рядами ЦИЛИНi РОВ 90". OCHOB
ное назначение ДRиrателеи работа в стационарных условиях
на режимах, б.IJИЗКИХ к номинальным; этим объясняются невысокие
расчетные значения среднеrо эффеlпивноrо даВ.1ения (5.3 5,4 Ki'!CJI'l).
На il.вю'ателях Петтер применена по.lJусферичеСI\ая I{амера сrорания,
расположенная в днище ПОрШIIЯ и обеспечивающая уДОВ.'lетвори-
тельную ТОПJШВНУIO ЭКОНОМИЧНОСТЬ двиrателя.
25'" 387
ТаБЛUlfU 47
Четырехтактные Дllзе. И Петтерс-Мамореll с нераздеJlенноА
камерой crораиия
о: I
.., '" ;;) '"
... .,>- с.Р- с. 11!
MnpKII " о'" 1-0{ о ..
" 0"'>-
= ... с O I r'J!::: <-
:3'. "ОЖ = "1" ,, с.. .. с
" с.ж и,. ;;r:;
з.... 0:>:1 о"! ' си
'" . .", (j
. I:tj ::то", r:::::f= ! = I ::Т :f .. t::t I!:
АУА1
АУА2
РО2
PD3
PD4
РОУ6
РО\!8
РНI
РН2
РСI
РС2
РСЗ
РС4
6
12
24
36
4В
72
96
7,5
15
5
10
15
I 20
о:
"
...
'"
i1E
"
....
i'"
"'о:
о{
t..I
"'
I о
а t::.a ..... Б :1:
(.I:!:: Sl'1 r.I... q :::!: 1....
I 52 ;;C4
iJ.I -- , с..... ..с...........
Q,I-8-." r,:, ...:!. tJ r-{ :..
I "'-& '" .:: о.., 1.,. i!!
u 11') t1 = . iI :;;:tJ 1-<' ::01 t-..........
5.1 1(),8
241 5.4 10,8
4()В 5,9 10,6
477 5.3 10.6
544 5.3 10.6
725 5,3 10,6
В62 5,3 IO,G
8,2 11,4
I В,2 11.4
4,35 1-1,3
'1.35 14,3
I (35 14.;
232 i 1,35 14.3 !
1800
1ВОО
IВОО
1800
IS()O
1ВОО
18()О I
1800
IВОО
3000
3000
3000
3000
80 110 1 I 0.553 16,5 2 B
80 110 2 1.106 16.5 2.8
114,3 110 2 2,260 16 6.13
114.3 110 3 3.390 16 6 B
114,3 110 4 4,520 16 6 B
114,3 110 6У 6,780 16 6 \'
114.3 I II() 8У 9,010 16 6 Y
IЮ.О 1110 1 О.65!} I 16,.')
ВО,О 1 110 2 1.310 1 16.5
76,2 76,2 1 0,350
76.2 ; 76,2 1 2 0.700
76.2 / 76.2 3 1.05() I
76,2 76.21 400 I
На фиr. 223 покаэан двухци.r:IИНДрОВЫЙ ДDиrатель Леттер семей-
сша А V А. На ero массивном картере. отлитом из чуrуна, на БО.1ЬШОМ
расстоянии друr от друrа устанuвлены отдельные ЦИ.'lИндры. Под
опорные ф.llанцы ЦИЛИНДрОR положены мстаllлические проктщки
для поДбора прави. I>ноrо нащюршневurо зззора. Цилиндры крепятся
1{ блоку шпилы<а!\lИ за УСТ8IlOвочные фтнщы.
В расточках картера У.'lожен 'I'рехопорный IШ:lенчзтыи вал на п()д
шипниках СКUЛL.жеШIЯ. Маховик снабжен llOпаТI<а IИ и ЯВ:lяется
одновременно раБUЧ.IМ колесом веНТИJlятора охдаждсния. ОХ"Jaждаю
щий воздух от маховика направляется штампованным стаЛЬНЫ!v1 кожу.
хом к rO.1l0BKaM и цилиндрам. Система реrУJ1ирования ОХШlждення
отсутствует
[0.'10вка (фнr. 224) ОТJlИта из чуrуна н прикреп.'lена шестью
шпильками к ф.'lаIЩУ верхней части цилиндра. Яежду rО.10ВКОЙ
и цилиндром положена медная ПрОКJlадка. ОХ,lаждающие ребра
rолоВl<И раСПО.'IожеllЫ веРТИI<а.'1ЬНО. что обеспечивает бою>шое про
ходное сечение Д.'1я охлаждающеru воздуха и хорошии отвод теп.!Ю.
вой энерrии от нижнеЙ части rО.'lОВЮI. ВпускноЙ и lIЫПУСКНОИ пат
рубки выведены D сторону выхода ОХ,lаждаlOщеrо воздуха.
Впускной трубопрово.1 раСПО.lОжен Ш1.]. ВЫПУСI<НЫМ выше потока
охлаждзющеrо воздуха. Лод yr.'10;\1 БО.lее 300 к оси ЦIIЮlllдра
в rоловке устаНОВJ1еиз форсунка, на I<ОТОРУЮ надет аJ1Юilшниевый
оребренный чеХО,r) для лучшсrо ее охлаждения. В I{JШПaJШЫХ короб
ках rоловок ЦИ.'1индров раСПО.'южен деl<омпреССИОIIIIЫЙ механизм,
валики KOToporo соединены с по IOЩЬЮ торцовых шлицев, что ,1дя
двиrате.'1Я с IIндивидуа"lЬНЫМИ rо.rювкаj\\И и ЦИ.'1индрами llе.1ЬЗЯ нри
знать удачным.
3ВВ
Цилиндры (фиr. 225) ОТJIИТЫ из чуrуна за ОДНО с ребрами, распо
ложенными с большим шаrом.
Особенностью системы смазки Jl8ляется наличие плунжерноrо
насоса ДМ! подачи масла, приводимоrо в Движение от эксцентрика
на lЮJlенчатом ва.1]У. Для смазки клапанноrо механизма маС.1]О
подается по внешней трубl<е через реДУIЩИОННhlЙ К.'Iапан.
reJ: '
. J .(.-'\1 'о '\.. ( '< !
I' ' ' " . , . '
,:: ':;.'TtJ/ : " ·
, , < 1 t ! I" I "" 'I -'.' I ,':,;
l .........s ,. ,11 . . :;.
о "'Р1II''Щ',еll ":"'; 1111 < '.!)
" 1//1." ':I
, ''''k I I -;;
:', ';" .'II' 1 1:
i. .' ':',--1 " I I'I' 1
" . ..\ l' Ii>
'ЕЗ 1......'
" [, .:-;-- f!J ..
.:' L' '. ]; 1Ii, 1.:0, I l'
; ' I ,; "I.1 . ..
r ( ;: " '- "" I
' IIII 11.
: ' ) "'.} i lll.
, '1Iii ' .., J
\ :'.) , i'
:1,1, ,111.
y
/""
r
I
"" " ' ' J i;
- . ;j ' _ I «:; .
.. -- , ,
" - ">\\ ,
' 1.::111 1 ..p-\
у
<Ю
с>
ФlJr. 223. ДВl\rатель' ПfТТЕ'р Л У.'\2.
ВПОСJlедствии мощность двиrатслей фирмы Петтерс Мак.rlOрен
Бы.тJa HecKo.'IbKO повышена и они ПОЛУЧИ.1]И новый индекс РН
(см. 1'а6.1]. 47).
На фю". 226 228 изображены дизели семейства PD, которые
по КОМПОНОВI{е отличаютси ОТ двиrате.'IеЙ семейства А V А, однаl<О
КОНСТРУIЩИЯ основных деталей (rОЛОВЮI, шаТУНlю поршневой rруппы
и др.) ана.lОrична.
На двиrателях семеЙС1'ва PD дЛЯ охлаждения применены осеВые
вентиляторы, причем в V-образных конструкциях имеется вен1'И-
J1ЯТОР с двумя раС!'lOложенными друr за друrом чет1>lре ,lюпастными
3В!)
рабочими колесами, смещенными один относительноrо ДруrOI'О
на 450, ИЮI каждыЙ ряд цИ.!IИндров обс.ТJуживается отде.'lЬНЫМ
вентилятором. Вентилятор приводится ВО вращение К.ТJИlюремен
ной передачей. У рядных двиrателей воздушный распределительный
канал имеет большое сечение, у V образных ero сечение относите,1lЬНО
меньше.
A A
Б
АI J I
(y;
Фllr. 224. rO. OBI{;] UlIлиндра двиril
теля Ilетп'р дУА.
fоловки И ЦИJIИНДРЫ (в ОТ,ТJИчие от двиrателей семейства А \ТА)
крепятся I{ картеру общими шпильками, причем последние имеют
в нижней части упорные бурты шестиrранноЙ формы, обеспечиваю
щие плотную затяжку ШПИ<'Iек.
\Т образные двиrате.ТJИ имеют по два распределительных Ba.ТJa,
так как впускные патрубки их ЫBeдeHЫ на !3неЧ1ние CTOpOHl:>1 ЦИ.тIин
390
I
I
.1
I
Фиr. 225.
ЦIIЛИНДр
А \: А. двиrатсля Псттср
,:,о
':О
[ i '1
'"i, I I
,.: I
<f :"'"
-11' I '"
E i l!
I
.
I
i
!
ДlJIн'шель
Леттер РО.4.
.... - ..... . -
,
'.
"
...
.....
\..
l
t.
".
Фllr. 227. Двиппель ПРттер Pl).8.
ФНr. 228. Поrrере'/НыЙ разрез Двиrателя Петтер PD 8.
392
дров. Эти двиrатели снабжаются маСJIЯНЫМ радиатором, ПО;\Оlещаемым
под направляющим кожухом вентилятора.
Фирмой Петтерс разработано новое семейство быстроходных
ДИзе.nей с воздушным ОХЮ1ждением универсальноrо назначения,
с индексом РС (таБJI. 47). с чи
СЛОJ\'I цилиндров от ОДноrо до
четырех. Уменьшение диаметра
ЦИЛИНДра и хода поршня ПОЗIЮ
лило повысН1Ъ число оборотов
КО.lеllчатсrо Ba.1Ia двиrате.lеЙ до
3000 в МИНУТУ. У всех дизе:IРii
3ТOI'О семеЙства, KpO:\le ОДно.
ци.'1ИНДрОВОI"О применен ссевvЙ
вентилятор. IIРИllОДНМЫИ в ДBIl
жение I\JII! НОрс:\lен ной пере
дачеЙ.
ОдноцилиндровыЙ ДВllrа-
тедь имеет туннеJIЬНЫЙ картер.
остальные двиrате:1И Ш,'lеют
обычныЙ открытый J(ap-rep. Ци
.'Iиндры и их rо,:lОВI(И ОТ.'lI1ТЫ.
J(aK и картер. И3 чуrуна и coe
динены с ним общими БО.'пами.
КОНСТРУIЩИЯ rОЛОВЮI ци
.1JИНДров ОТ,1lJlчается Te:'I, что
ВПУСI<IЮЙ l1атруБOI( выведен в сторону подачи охлаждающеrо воз
духа, 8 ВЫПУCl\НоН . в сторону ero выхода. КоленчаТ Iе ваJlЫ
нолноопорныс. На фш". 229 изображен четырехцилиндровыи дизель
3Toro семеЙСТflа.
..
,
,
r,
I 1:1. ,11 "
'"of .
f<
.'
.1
.'
Фllr. 229. ДШН'!lтеЛh I1еттер РС
Дизели Армстронr Сидли
Фирма АРМСТРОrlI' Сид.ll1 (Анr.1ИН) ПрОИ3ВОДIIТ Дllзе.'1И с воздушным
ОХJlаждением и ЧИСЛО;\ОI ци.1ИНДРОВ 1, 2 и 3, И:\IеIOJIlИХ одинаконые
диаметры, ход поршня и БО.1L>ШИНСТВО унифициронаННblХ деталей
(табл. /18). .мощность, снимаемая с одноrо ци,тшндра при 'НОО об/мин,
СОСТ8f1.J1яет J 1 л. С. ДВllrате.1И предназначены Д.'Iя работы в стацио
Таблuца 48
Четырехтактные ДllЗели Ар:\IСТРОllr ид.IJИ с неразделснной камерой
(п 1800 об\IИН, D == 10В . I.\I, S == I(1R .If. r. степень сжаТIIЯ 15)
I - I
! I I '"
'" !:!
"' 5 о " " ,< ё:,! ...., O
... с:о. !l;a !;:-< :п.:::. -"::
u Q.I = : 1 J 3::Ь;
Mnpl<a о о"'>, o <=;с !lIE--:r.=': о О .
I :: .....о::!.: ..'" "t i . c:o."' ;<
=. и'=-: ..... ... :f .:
со::;: ; : . ... " t..oC") :s;
I ":х 1'.1 .... :<: О . ,<'o
:r::r U I:'{:LJ :::;::;:а ..-; ......
12 12 1800 1 0.988 2..12 5,9:} 133 2 B
22 22 'ВОО 2 1,976 317 6.1 11,1 2.В
33 33 'ВОО 3 2.964 440 5,57 11.1 2-В
I
-- --- - .. -- .. .
39З
нарных ус.ТlOвнях. На фиr. 230 ПОI<азан двухцилиндровыЙ двш"атель.
Камера сrорания полусферической формы расположена в поршне;
топливо впрыскивается форсую<ой с тремя отверстишш I1рИ дaB
лении подъема иrлы форсунки 200 K /c,1f2.
Охлаждение двиrателя осуществ.'1яется от центробежноrо BeH
тилятора, изrотовлеНIЮI'О как одно це.'10е с маховиком. Воздух
направляется кожухом, отлитым из леrIюrо СП.'1ава В:\lесте с впуСI<
НЫl\1 трубопроводом, каналы KOToporo входят непосредственно
в воздухоочиститель, прилеrающий к направляющему ]южуху.
ЦИJ1ИНДРЫ снабжены дефлекто
рами. В нижней части картера
маховика имеется отверстие ДJIЯ
отвода части охлаждающеrо воз
духа потрубам, помеЩенным в ПОk
доне двиrате я, привернутом
к нему сипзу и С.'lужащем OДHO
временно маСJ1ЯНЫМ радиатором.
Картер двиrате.'1Я ()Т.'lИТ из чу
I'УJШ; по ero бокам устроены OI<на
для достуна к IШЖНИМ rО:ЮВК8М
шатуна. К(),п('lIчатыi 1 В;1:, ПО.'lНО
опорныЙ: на передне:\1 ero "онце
укреплены две шестерни: одна ДЛЯ
I1ривода распределеН}IЯ, друrая
ДЛЯ I1рнвода !\lаc.rlЯноrо Насоса.
[оловка ЦII.lшндра (фиr. 231)-
Фиr.230. Дпиr!Jте.1Ь Лржтронr-СIIДЛИ. отлита из чуrуна. Патрубl{И ro-
ловки выведены в разные CTO
роны. ОхлаждающиЙ воздух подается в первую очередь на впуск
ной патрубок. Ребра rОЛОБКИ распо.ТlOжены вертИ!,а.'lЬНО Н, ВСЖ'k
ствие бо.'lЬшоrо ДИai\'1етра цилиндра и расстояния между l1атруб
ками, образуют воздушные каналы значителыюrо сечения. Это
способствует хороше?vIУ ОХ.паждению наиБОJlее HarpeTbIx мест ro-
ловки, нес:\IOТрЯ на низкие теП.'10ПРОВОДные качества чуrуна,
и повышению ее жесткости. В rОЛОВI,е со стороны подачи ОХ.'lаж-
дающеrо воздуха установлена форсунка с оребренноЙ втулкой.
Отверстия Д.'1я штанr привода клапанов расположены со стороны
выхода ОХ.'Iаждающеrо воздуха из межреберных KaHa.'lOB.
ЦИJIИНДРЫ (фиr. 232) отлиты из чуrуна вместе с ребра IИ, не под.
верrающимися механической обработке. В нижней части цилиндра
имеется фланец, с помощью KOToporo он крепится к картеру ШПИJIЬ
ками. К фланцу в верхней части цилиндра на медной прок.падке
крепится шпильками rO.'lOBKa. Поrшень отлит из кремнистоrо алю
миниевоrо сплава и несет три комнрессионных 11 два маС.'lосъемных
КОЛkoца. Обращает на себя внимание большая высота rоловки ПОрUIIIЯ,
на 11.'lOCKOM днище KOToporo имеются уrлубления для rоловок клапа
нов.
Отдельные секции топливноrо насоса приводятся в движение
через коромысла от сnеuиальных кулачков на распределительном
394
"
,\ .
. I
t
Фнr. 231. ro,10llKa цилиндра
двиrателя Армстронr Сидли.
395
валу; на шестерне последнеrо Сi\юнтирован реrулятор Чllсла оборо
ТОЕ. .l\\ac.'1o подается РОПIТIII3НЫМ наССС01l'1 спеЦllальноЙ KOHCTPYI<UIIII,
причем в к.lJапанную коробку оно поступает по внешней трубl<е.
РучноЙ пуск двиrате.'!я осуществляется прокручиванием paCilpc
деЛllтельноrо вала при вклlO
ченни декомпрессионноrо Me
ханизма, раСПО.l0жеJlJlоrо
в клапанных I<оробках и воз
= деiiствующеrо непосредст-
венно на КОРОМЫС,'1а ВЫПУСI<-
ных к::апаНОR.
Дизели Энфилд
Фирма Энфилд (Анr,,1ИЯ)
ВЫПУСI<ает четыре модели
дизелей ДоIaJIOЙ мощности с од-
ним и двумя ЦИЮlНдрами
(в таб.'I. 49 ПРИВС,J.ены .lJишь
двухци.'1индровыс модеJIИ),
Jlричем ПОС.lеДllие выполня
ются С rОрИЗОlIтальнымн
противолежаЩIIМИ ЦИJIННД
рами. ХОД ПОРШШI У БС('Х
ДI3иrателей ЮО ,1f,1,. Двнrа
те.'Ш раССЧJlтаllЫ на Д,;lитеЛh .
ную работу в СТ ЩlIонарных
условиях при RЫСOIШХ TC:\I
пературах ОI<РУЖ<lющеЙ среды
(до I 55 +БОО). н ОТ.'1ичие
от большинства анrлийских
дизелей в данных двиrателях
применена вихревая l<a:\>lepa
сrорания, обеспечивающая
удовлетворите.'IL>НУIO топлив
ную экономичность двиrа-
теля прн хороших ero пуско-
вых I<ачествах. На фиr, 2: :
изображен двухltИЛИНДРОВЫЙ двиrатель с диаметром цилиндра I 00 Я I,
однаl<О внешне он ничем не отличаетсяся от TaKoro же двиrателя
с диаметром цилиндра 85 М.И. Двиrате.IJЬ имеет П.lJавное очертание,
что объясняется применением для напраВJIения ОХ.'1З>I<дающсrо
воздуха спецнаЛЫlOrо литоrо кожуха. Почти все ,;lитые деТ[J,;lИ выпол-
нены из аЛЮМИllиевоrо сплава, вслеДСТВllе чсrо двиrате.'1И отличаются
сравнительно IIсбольшим удельным BeCOi\'I.
Охлаждение осуществляется от центробежноrо ВСJlТИ.lятора,
рабочее колесо I<OToporo отлито каl< одно це.'1ое с маховиком. Из BeH
тилятора воздух по направляющему I<ОЖУХУ, привернут()му болтами
1< I<артеру двиrателя, поступает 1< rОЛОВl<ам и цилиндрам, проходит
по межребеРНЬ1!'<1 J<аЩiJ\ам и I3ЫХОДИ Т наружу через clleu a'!l':>H':>I
396
."
r
.......
....
....
...
;:,
.. ......
-
""
...
'"
,
ос;
L
l i
. ..
. "'1i,.r . .. I
r-- . 'II.,i.t ...........{
""6g
(lf 11/'
'.
'?2
" .
/'"
......
..
.: . !1
. 1:1
... .
}
,
'"
;t
I
, i
-:--145 -
Фнr. 232. Ци.lIII1ДР ..'I.виrате.'lЯ Ap lcTpпHr-
Сидли.
ТаБЛUl4а 49
ЧеТЫрl."хтаКТllые дизетl ЭJlфИЛД с DИХрl."ВОЙ камерой
МЩ1К8
Е с>.
о- О...
O .
. :; А=
О"': :::!:О:;:
'"
С]I:ТОXi
с: I I
с.
;; ;0
, ' :; I
:s:......... О"'"
=--:: '" IX" i
.. I о
ID '" ... g ..
о .. '" ...о о
..
с. ;E .. =", I"; ........ :;;'" "'-
c ID у..... :
r::::: '" ID 09"';
..:;: g!-- '1: =:C \,.,
Q. :".. ID .; :.' . rfXL
;:r;: ... CJ'" U UPJ:=:S::
>: :s: I () си", 8' з. O""; I g
:Т=r r:; "'.. :::J.. =-::;53;1
85
100
15 1800
20 1ВОО
85 100 2*
]00 100 2"
1,135 19,5
1,570 19,5
93
115
6,6
6,37
13.2
12,7
I r
1.]-
· Проrш<оп жащис ципИН J>""
круrлые OlOla. Производип.'ЛЫlOсть веJIТИJlятора при номинаю.ном
Cl<OpOCTHOM режиме двиrате.'1Я состаВ d lяет прнблизительно: у одно-
ЦИ.тJИIIДРОВЫХ двиrателей 85() ,II:1/,/йс И.тJИ свыше 1 iO ,II: J /л. С. '(... а двух-
j- mтn....
. ... .....
- .. , .
I ' .
..
Фllr. 233. Разре:\ двиrатr,lЯ Энфи.1J), 100.
цилиндровых двиrателеи 1500 ,ч:J/ час И.'111 75 "t /л. С. '{. Мощность,
затрачивае IaЯ на при вод веНТИ,'1ятора у ДВУХЦИ.1ИНДрОRоrо дизе.1Я
с диамеТрО 1 ЦИ.'1IlIIдра 100 ,IfЛ/, pa lIa 0,9 л. С., что составляет 4,5?о
ОТ номинальной эффективноЙ МОЩIIОСТИ двиrателя.
Картер предстаВ.lяет соБОИМОJIO.1ИТltую отливку из а.'1юминие
Fюrо СП.'1ава и вследствие объединения ero с напраВJIЯIOЩIlМ кожухом
веНТИ.'1ятора Иl\lеет нсобычную форму. К картеру крепится отлитыЙ
I!З <l.'1юминиевоrо сплава масляныЙ поддон. ВСJlедствие большой
r.lубины поддона, а таюке наличия отражательноЙ пластины исклю
Ю7
чается возможность чрезмерноro забрызrивания рабочих повер"
ностей ЦИ.'IИlfДров маслом.
КО,JJенчатыiI вал вращается в двух неразъемных ПОДШIIIIНЮ«1.Х
с к 0.'1 ЫI<еll ия, ПО lсщенных в корпусах, привернутых к ТОРЦОl.lым
сторонам картера, И может быть вынут из Hero после снятия IЮРПУС<I
заднеl"О подшипника вместе с сальнИlЮМ. На передне 1 I<ОНЦС 1\0.1('1"
чаТОl'О вала смонтированы rрузы реrулятора ЧНС.'1а OGOpOTOil
(фнr. 234) н Две звеЗДОЧI<И приводов к распреде,;Iите"lЬИОМУ :1.IIy
и 1< мас'JJЯИОМУ иасосу. ПРОКРУЧИВ<lние BaJIa двиrате:ш производится
от распредеJlИте.'1ыюrо вала, на пе
рсднем Iюнце IЮТО)ЮI'О н ;\еется хра-
повИl<. Распределите"ll,иыii ва"l с тол
l<ате.1ЯМИ и приводимыЙ от Hero
I
..
...
'
f .
...
\
I
1"
...,'
....
f
..
....
.,
4iIIII
"
...
,
..-,
.
.
,
"
..
..
,
Фllr. 2:31, ПРIIПОД rЮОрllСПрl;',1е.'1е
нил и rрузы perY:HITopa, рi\СПОШ)
жеllllые на переднем конце KO_leJJ
Ч!lтоrо Ba_l!l,
Фllr. 235. Корпус распреде.'1llтеЛЫlOrо вала
11 IJаШI ТОПЩIВНОI"О насоса ",пиrателя
Энфилд 100.
зубчатоЙ перещ1.ЧСЙ ку.1зчковыii Ba l ТОI1.1ИВНЫХ насосов С lOнтиро
ваны н uссбом корпусе (фиr. 235), УJ<реП.rIеииом иа картере Двиrатс.'1Я.
В I'ЩЮВJ<У Ци.JJиидра (фиr. 236), ОТЮlТую ИЗ а.'llомиииевоrо сплава,
за,rНtТЫ ,<амера Сl'орания, а тю,же впускной 11 выпусюlOi'I патрубl<И,
lзrотorЫ('lIные Kal< ОДна деталь из специаю,ноrо чуrуна. I'ОЛOIша
предстаlМЯСТ собоЙ жесткую коробl<)' с веРТИI<а.'lЬНЫl\Ш р€брCll\IИ.
Она B lecTe е НИ.rIиндром прикреп.'1ена к картеру двиrате.1Я шестью
ШПl1.1I>К:Jl\IИ, Меж;!.у rо,повкоЙ И ЦИ,'!IIНДРОМ про.10iКеllа l\IеДНая про
,<.'1адка.
ЦиюlНДр двиrате:IЯ (фиr. 237) предстаВ..'IЯет собоЙ бнмета"l
ШlческуlO J<ОНСТРУI<ЦИЮ. состоящую из чуrунноЙ вту.'1J<И, на которую
залита ор бреJ-lная рубаШI,а из а.1Ю IИНIIевоrо СП.1ава. Ци ,:111 ндр
встаВ.'1еll в картер на П,,10ТНОЙ посадке. В шатуне, отшта:\1ПоваIlНОМ
из ник('левой ста.'lИ, просверлено ЦСНТРЭ.'lьное отверстие д.'1я' ПОДачи
l\HICJI3 к DTy.JJJ,e поршневоrо пальца.
Топтшоподающая аппаратура ВК.1ючает две сеl<ЦИИ, РИСПО:IOжен
ные в rоризонта,,1ЫЮЙ ПЛОСIЮСТИ противопо.!южно друr к ДРУI'У,
398
ПрИDодимые в движение o'r специальноrо кулачковоro вала (фиr. 235),
и ФОРСУНI<У. устанав.lIиваемую параллсльно оси ЦИЛИНДра. Для обес-
печения хорошеrо се охлаждения форсунка вставлена в медную
втут<у. причем в ПОСЛI:'ДIlИХ моделях фОрСУНl<а переllесена в нижнюю
A A
!'
I
zfl
\0
1' ИL ' 3 >
I '
,. . r '
".' . А
ч I'Y r'
1. .. ;2;'
Б'"
'lA
- --; ... 0Z8 '<. L
"' ) lJ' ,",
90 ,7
'20
1 O
. d
'" '
' ..., /1
",'
Фllr. 236. rO. oBI{a ЦII.'lIlндра двиrате. Я ЭНфll.ц 100.
часl'L, rО,10ВЮI. [дс она .'1учше обдувается и не уве.lIичивает rабариты
ДВИПlТе.'lЯ. П)СК двиrатс.1еЙ ПРОИЗВОДнтся от рУЮI пrи ВК.llOчеlIl1И
декомпрессионноrо механизма, По жсланию потребитr:1Л может
быть УСТaIЮА.1еlI э.1еl тростартер. Для об.'Iеrчения пуск? пр дуCi\IOТ
рен эфирныЙ I1спарнте.'1Ь во впускной трубе И.1И в воздухоочи
СТите.1е (фllr. 238), в котором имеется также 1l0доrреватеа:ыlяя
спираЛl,.
399
Dj .:;r-'c--i
lL t
.
'
"
400
A A
/.
Фf2/i
. ' "Фf18
ФIOО, '
I
... I Ф1?1
Ф 112
L
I
I :
1 1 ' : 1 1
: , /)(300 '1
1" fx/ijU ,
I :.... .....::. ФIIО i
Фf20
. ф l/jб . I
.11 ".lf)1 ото.
A
Фиr. 238. Эфирный IIC
парите.1JЬ двиrате.1Я Эtl
фJlJ\д IUО.
i
i
t
j2.5 60[[16.
Фllr. 237. Цилиндр
ДВllrателц Эllфи.1Д 100.
Jtpi1P:
,
,..
" . _ J
Дизели Расто"
ФИР:-lа Растон (Анr.;1ИЯ) ВЫПУСI{ает OДHO и двухцилиндровые
стационарные дизели с воздушным охлаждением ма.IЮЙ мощности
(табл. 50). На фиr. 239 показан двухцилиндровый Двиrатель. Так
же как в двиrателях Петтер и Армстронr Сидли, в данном слу
чае применена полусферическая ){амера сrорания, расположенная
в днище поршня. Ох.lJаждаюший воздух забирается с заднеrо торца
Фпr. 239. Дnпr:JТЕ'.'ТЬ Растон.
двиrате.IJЯ и наrнетается центробежным рабочим Ko.fleCOM, приверну-
тым к маховику, в распредеJlите.'IЬНЫЙ канал, кожух KOToporo отлит
вместе с картером маховика. Из распредеJIИте.IJЫlOrо ){ана.'1а воздух
поступает в межреберные ){аиа_1Ы rоловок и цилиндров. Картер дви
rателя TYHHe.lJbHoro типа, в ero растсчках YCTaHoB.lJellbI корпусы
подшипников коленчатоrо вала. rоловка цилиндра отлита из чуrуна
и вследствие ОТСУТСТВИЯ в ней камеры сrорания имеет БО.lJьшое
живое сечение Д.IJЯ прохода охлаждающеrо воздуха. rоловка при
всрнута к верхнему утолщеНIIОМУ поясу цилиндра, который также
отлит из чуrуна вместе с ребрами, имеющими большой шаr и не под
верrаюшимися механич.еской обработке. ILилиндр нижним фланцем
26 д, Р. ПОСП('ЛО.11О 1 401
Таблица 50
Четырехтактные дизе.'1И Растон с неразде.'1еНlIOЙ камерой
" А
'" '" <>
.. .. s <> " : g : ,, I ...
"'>. <>
.. с.с. с. с. ;E rOI;-'-; ..аж r':"
Маркв u о!""' ..", <> .-:: "'......... :<з,,'"
<> о Ь'.
=.; CJ", '" о=:; g, ...\
,,0:< = :! .-::" ,,= r..:
!j. ...;'r-.:s:: .... !::ж.... .... (' .. <f . ,
0'< жо:;: =.... "";, о:; "',. g :c ::0'" м..'"
:;.:'" '" t:t :r .. :Т'" .::.:с . о o...g.
I :то", . r:;[:;g U-6-"'oo =: . се .... '--'
I YBA 6' i 1800 88,9 IlJ4,8 l 0.6481 4,В2 9,65 2 B
2.УВЛ 12.5 18ОО В8,9 10' ,8 2 1,2961 4,В2 9,65 2 B
крепится к картеру. Расстояние между ци.rашдрами относительно
велиi<о, поэтому знаЧИТ!:':IЫIO сниж,н:,тся rндраВ.J1ическое сопротивле
ние БОЗДУШНЫХ КЮlа.l0В. Трубопроводы расположены со стороны
выхода охлаждаюutеrо воздуха, причем ВПУСЮЮЙ трубопровод Haxo
дится выше ВЫПУСКlюrо.
Дизели Вернон
Фирма BepJiOH (А нr.1IИSI) НЫПУСI<ает четырехтактный дизель
с воздушным охлаждением (фиr. 2'1tJ) с двумя rори:юнтальными про-
тиволежащими цилиндрами. Двиrатель предназначен A.nsl стацщ)Нар
ных установок и rрузовых автомобилеЙ. Он имеет тороидальнуlO
камеру сrорания, расположенную в днище поршня. Форсунка уста-
новлена во вту.rше, проходящеi1 СIШОЗЬ впускноЙ патруБOl<. Дав.nение
подъема иrлы форсунки равно 130 Кi4СJи 2 . Картер Двиrателя туннель
Horo типа отлит из чуrуна и к нему привернут масляныЙ ОРЕбренный
поддон из алюмнниевоrо сплава. На картере имеются большие
смотровые окна. Коленчатый вал вращается на трех ПОДШИПНИI<ах
ско.nьжеиия, ПереДНI-IЙ и средний ПОДШИПНИКИ I<оленчатоrо вала
неразъемные, заДНИЙ разъемный, что обеспечивает IЮЗI\IОЖНОСТЬ
JlerKOro демонтажа КО.nенчатоrо ваJШ. На заднем конце коленчатоrо
вала нарезаны зубья шестерни привода распреде.rlения.
ТеХНllческая характеристика четырехтактноrо дизе.'1Я Бернон
с неразделеняой камерой
МОЩНОСТЬ в Л. С. . . . ,
ЧIIСЛО оборотов В 10lJlHYTY
Диаметр ШМИllдра в Аt.l' .
ХОД поршня в ,,11.11 . .
Чис.!)О цилиндров . . .
ЛlIтраж двиrате.1Я в л
Степень сжатия. . . .
Вес ДВllrате,!)я в ке . ., .. ...
Среднее эффеlПIlВное дав.1СЮlе n 1\<' с:,2 .
Литровая МОЩНОСТЬ в Л. С./А . . . .
4U
2000
120
120
2
2,71
15
295
6,63
14,75
Цилиндр представляет собоЙ оребренную nтулку из алюминиевоrо
сплава, в которую запрессована на леl'копреССОБОЙ посадке чуrунная
402
tif.iIьза. Он прикреШ1ен к картеру пятью болтами. rоловка цилиндра
отлита из а.Т'lюминиевоrо сплава «иrрек» и соединена с цилиндром
шпильками. .между rоловкои и цилиндром проложена прокладка.
В rоловку запрессованы чуrунные вставки [неад клапанов. Клапаны
имеют двоЙные пружины и приводятся В движение от распределитель
Horo вала через качающиеся рычаrи. Втулки КJJaпанов и втулки
I<оромысел смазываются MaCJIOM, подаваеМbl;'.f под низким давлением
по отдеЛЫIh!М трубопроводам в I{лапанные I<оробки цилиндров.
Фиr. 2-10. ДlI3еJIЬ Вернон.
Ввнду изменения объема воздуха в картере при раСХОЖДении и сбли
жении поршней Д.IJЯ поддержания в нем разрежения 305 tJ\t вод. ст.
В сапуне смонтирован специальный К.lJаПЮ-I.
Охлаждение двиrателя осущеСТШ1яется от центробежноrо венти
лятора, рабочее колесо KOToporo установлено на переднем конце
коленчатоrо вала. Воздух по двум IJолуспиралям подводится
к цилиндрам. Часть воздуха подается I{ внешней поверхности мас-
ЛЯНОI'О поддона.
Скорость охлаждающеrо воздуха в межреберных каналах при
1500 об/!\шн I<оленчатоrо вала равна 33,6 .At/ceK, а при 2000 об/мин
повышается до 44,7 м/сек, при затрате мощности 4 д. с. на ПрИDОД
вентилятора.
Пуск двиrателя ПрОНЗБОДИТСЯ от элеI<тростартера или от пнсвмо-
rидравлическоrо стартера Брайс Берже. Для пуска в холодное
26* 403
время ПРЮlеняется впрыIi< эфира Б систему ВПУСI<а. НпереДи ДВlH'a
теля над венТlI.!IЯТОРОМ раСl10. Т lOжен воздушныЙ фи.ТIlпр rлушитель
шума Воск.
Дизели Паксмэн
Фирма ПЗI<смэн (Анr.тIИЯ) разработа. Т I8 семеЙство дизе.!Jей с воз
душным охлаждеНJlем (таб.!J. 51) универсальноrо назначения (aBTO
ТаБЛ/ll(а 51
Чеrырехтактные дизели Паксмзн с неразделенной ка lерой д.qя автомобилей
(D == 152.4 мм, S == 167.64 .031.03/)
I I Среднее
МОЩIIОСТЬ Число I 'I"ело ,!Iитr аж "ффеКl Ипнuс .'I',трпп:1Я
,\1арка u л. с. оборото.: I ЦI1J11lндr OlI двиrателя I даlJлеllllе :МОЩНОt.:ТЬ
в минуту 8 А n AZ/t.-.'1 z П 11. I:./А
I I
6Y(jA Z : 2100 6 IВ,З 5.45 12,7
8YGA 310 2100 В I 24,4 5.45 12,7
12YGA 466 2100 12 36,6 5,45 12,7
моби.1И, землероЙные машины, IШМllрессорные 11 l'епераТСРНhlС YCTa
новки и др.) С ЧИС.!JОМ ЦИ.!JИНДРОВ 6. t; и 12. Первая .Moдe,!JЬ выполнена
I<al< с рядным, так и с
V сбразным раСlI0.10жением
ЦИ.!JИНДРОВ, а последние
ДВс модели TO.!JbKO с V об
разНЫ;\I. Литраж одноrо
ЦИ.!Jиндра (3,06 л) и макси
мальная мош.ность ero (ОКО-
.:10 39 л. с. в автомобиль
HOI\I дпиrате.!J( ) превосхо
ДЯТ соответствуюш.ие :шаче
НИЯ у всех друrих двиrате.!Jей
с аJlа.!JоrичНЫМ ВJlДОМ охлаж
дения, поэтому эти двиrаТeJIИ
относятся к самым мощным
двиrате.!JЯМ с воздушным ox
лаждением, выпускаемым
для rражданских це.1ей. Дви
rате.!JИ рассч,'тпны на ИСПО.!Jьзованис их в раз.!J.IЧНЫХ климатиче
ских УСЛО1JИЯХ, В том ЧИС.!Jе и при особо Шlзких и ВЫСОКИХ TeM
Jlературах ОI<ружаlOщей среды. На это указывает Y!\lepeHHOC значе
ние срсднеrо эффективншо даВ.!Jения (5,45 Ki!IC, 12), соответствующее
максима.!JЬНОЙ мощности Двиrате.!JЯ.
На всех ДВИI'ате.!JЯХ применяются УНJlфицированные дета.!JИ порш
неlЮЙ, ци.!JИНДРОПОЙ и друrих ('рупп. Двиrате.!JИ работают с непосrед
СТВЕННЫМ ВПРЫСКОМ ТОlIлива в камеру приб.!Jизите.!JЬНО тороидаль
НОЙ фОрМЫ И ОТНОСИТС.!JЬНО большоrо диаметра, раСПОJlOженную
почти В центре днища портня. Картер двиrателя (фиr. 241) преk
......,..
,.
.
,
\
.111': \,
' ..r.
Ф11r. 241. ДВfl!l1ДЩIТlщltЛИJlДРОВhlii дизе.'JЬ
ПаКОIЭН 12fGA,
404
:'
.1
ставляет собой монолитную конструкцию, изrотовленную из чуrуна.
В боковых ero стенках устроены смотровые .rJIоки. К нижнеl'i открытоЙ
части принернут ПОДДОН. отлитый из JlerKOro СП.1ава. К верхним 1ЫIO
скостш! картера прпкреп.'1ены шпи.lъками за НИЖШlе Фdlанцы ИНДII
видуа.!Jъные ЦИШIНДРЫ. Пос.!Jедние ОТШlТы из а.!JЮ:\оlиниевоrо СП.'1ава
К<II< одно ue.!Joc с rоловками (фиr. 242); в цилиндры запрессованы
чуrунные rИ.!JI>Зbl. Отсутствие ШПИ.!Jек (или бо.'1ТОВ) I<реllления
rО.'10ВКИ обеспсчи.!JО возможность более свободноrо раЗ lещения
оребрсния и по.!Jучсltия воздушных кана.'lОП (1<<11< у ro.!JОВКИ, так
и у ци.!Jиндра) БО.!Jъшеrо сечения. Впуст<ноЙ и выпускноЙ патрубки
имеют раЦlIона.11>НУЮ форму, KOTOP:::i
не моrла быть получена при обычно:\-!
анкеРIlОМ I\реп.:lеНИII rО.10ВКИ, oco
бен но с учеТОJ\1 несбходимости при
менен и я бо.!Jьшоrо I<ОJlИчества бо.!JТОI3
ВС.!Jедствис знаЧИТС.!Jьноrо диаметра
ци.!JИНДрОВ.
Н<:бо.!JЫJIOЙ ШН<.!JОН K.!JanaHoB
друr к друrу и li оси ци.!Jиндра дал
ВОЗМОЖIIОСТЬ НССI<ОЛЫ<О уве.!JИЧИТ1>
диаметры K.!JanaIIOB и ДОПо.!Jните.'1ЬНО
расширить проход l\lежду латруб
ками, обеСllеЧИD возможность почти
центра.flьноrо расположения фор
СУНI<И без ухудшения их ОХ.!Jажде
ния. Привод клапаllОВ осушеств-
ляется от распреде.'1ите.аЫlOrо вала,
расположенноrо между рядами ци
.!JИНДРОВ и соединеШlOrо с шестернсЙ lIа переДНСМ конце колснча
Toro Ba.'la. Пос.'lеДЮIЙ И31"ОТОВ.!JСН из хромоюшелспой стали и Bpa
щастся в IIOДШИПНИI<ах СI<О.!Jыкения. На КfЖД:>Й cro шатунной
шейке смонтировано 110 два шатуна. Поршнн изrОТОВJlеllЫ из алlO
миниевOJ'О сплава и несут по четырс компрессионных н два Mac.!Jo
съемных 1<O.!J1>цa.
ОХ.1rJждающий воздух lIаrнстается осевым вентилятором, CMOH
'fироваНIIЫМ на .!Jсбовой стороне ДВИI-ате.'1Я посередине между рядами
цилиндров и приводимым во врашение трехрядной цепью от переДнсrо
конца КОJlенчатоrо Ba.!Ja. По желанию потребитс.'1Я направление
воздушноrо IIOTOI<a может быть изменепо на обр:lТl-Iое. В ступицу
веНТИ.!Jят<?ра ВМОlIтирована rидромуфта, которая ПОД деЙствием тем-
nepaTypHoro Датчика может измеНЯТ1> ЧIIС.!JО обортов вентилятора,
а тем самым и степень ОХ.lJажденин двиrате.!JЯ. От венти.!Jятора
воздух направ.!Jяется КОЖУХОl\1 к цилиндрам.
В систе lе сма:.ши имеются два насоса: один HbJCOl<oro даВ.!Jе-
ния для 1I0дачи масла к подшипникам, а друrой низкоrо даВ.!Jения
для подачи масла D радиатор, раСllоложенный в потоке воздуха
на I<OHue одноrо из рядов ци.!JИllДрОВ. ТОп.!JИВНЫЙ насос у V образных
двиrателей распо.!Jаrается R IIространстве между рядами ци.!JИIlДрОВ,
причем у шести- и l,Iосьмици.IJИIIДРОИЫХ моде.!Jей 011 ВЫПО.!Jнен кик
..
J
.#<
Фиr. 242. I{IIJIИIIДР с I'ОЛОJJКОЙ 11
IЮРШ('!IЬ ДИЗ('ЛЯ I1аксмэн 12 YGA.
.10:,
один aJ'реrит, а в 12-цилиндровом двиrате.'1е установлено пос.!Jедо
BaTe.!JbHo два насоси.
Пуск двипlТе.I(('Й осущеСТВ.llяется от 24 вольтовых батарей.
Дlвели SLM
ФирмоЙ SLM (ШвеЙцария) еще ДО 1940 ('. были построены псрвые
образцы карбюраторных Двиrателей с воздушным ох.rlюкдением:
четыреХЦИ.!JИНДровый мощностыо 45 л. с. и шестици.'lИНДРОВЫЙ
мощностью 72 Л. С., оба с rоризонтаJIЬНЫМИ противолежащими ЦИ.!JИН
драми.
В настоящее время фирма ПрОИ31ЮДИТ семеЙство дизе.!Jей с воздуш
JlbIi\1 ОХ.!Jаждением и ЧИС_10 1 ЦИ.'lllllltрОВ 1, 2, 3, 4, 6, 8 и 12 (таб,;J. 52),
ТаБЛU/lа 52
Четырехтактные дизели SLM се lейства VD сиеразделенной KaMepoli
(п == 2200 оп/мин, D =, 110 . /.II, S 140 :". I. CTellPHb сжатия IB)
- I
1\2 схемы I
Среднее ЛlIтропая
'\\ОЩIIОСТL ЧIIСЛО .1итраж дВИ' эффеКТlшное Dоздушноrо
в ...2. ,О. ltll;' 11 ндров rателя в л Aan. eJllle МDЩIIQС1Ъ TpaKTII
в t.Z/C.,,2 D Л. c.j.1 (фиr. 97 )
20 I 1,33 6,15 15 6 B
40 2 2,66 6.15 15 6.В
60 3 3.99 6,15 15 6 B
80 4 5,:32 6.15 ]5 6 B
80 4 5,32 6.15 15 5 r
120 6 7,9В 6.15 15 6.В
]20 6 7,98 6,15 15 5 r
160 8 10,М 6,15 15 5 r
160 в 10,61 6.15 15 6 Y
240 12 15,96 6.15 15 5 r
240 12 1596 6,!5 15 6.У
i
- . - - -
причем OДHO и днухци.'1II11ЩJOВЫЙ двиrате.'1И ВЫПО.'1няются TO.!JbKO
с вертикальным расrlO.пожеШlе:\-[ ци.'1индров, четырех и шестицилин
дровые как С l3ертика.'1ЫIЫМ, так и с rоризонта.'1ЬНЫМ OДHOCTOpOH
ним и двусторонним их раСIJ().!Jожением, а восьми и 12 ци.!Jиндровые
двиrате.!JИ с rоризонтаЛЫIЫМ ПРОТИВопо.!JОЖНЫМ или V образным.
Диаметр ци.!JИllдра у всех дниrате.!JеЙ равен 110 .М.М, ход поршня
140 .им. М;IКСИ?\lа,IIЫIЮ[ ЦИ.'1ИlIдровая мощность равна 20 л. с. при
2200 об/мин. с.!JСДОFlатс.rIЫIO, максима.!JЬНё:lЯ мощность I2 цилиндро
воЙ моде.!JИ состаl3лнет 240 л. с. ЦИ.'1индровая мощность Д.!JЯ Д.'1иТе.!JЬ
ной работы состамнет 12,5 Л. с. при 1500 об/:\IИН. 12 ЩI.!Jиндrовый
двиrате.!JЬ ВЫIlуска('тся таКЖе с наддувом от приводноrо HarHeTa
теля (в табл. 52 eru нет).
ДFlиrате.пи предназначены Д.'1я ивтомобилей, передвижных и CTa
ционарных YCTaHOBOI': и рассчитаны на эксплуатацию в раз.пичных
климатичеСI\ИХ условиях. Основные дета.!JИ, а также ряд друrю;
'1(]$
дета.!Jей и ВСIIOМОППС.'IhНЫХ al'per<lTUB сеж'иства дизе.!JеЙ унифици,'
рованы. На фll1'. 243, 244 и 243 11Оl<азан четырехци.'IИНдlЮВЫЙ двиrа-
те.1Ь с верТИI\n.!JЬНЫ'\1 раСПО.lожеНllе:\1 Itн.1индрОБ.
Дизе.'1И IIмеют I<<!:vlepy сrорС:1I1ИЯ Тlша Заурер, расположенную
неСКО.!JЫШ ЭI\сцентрично в днище портня. На:lичие l<aMepbI указан
ной формы в СОВОКУПlЮСТII С ПрЮlеlfеНllе 1 :\Iноrодырчатой форсунки
обеспечивает высокую топ.'НlВн)'ю ЭIЮНО:\ЩЧНОСТЬ. Воздух на наПО:I
нение ЦИJIИНДРОВ беретсн ИЗ П(JД направ,'1ЯЮЩt-'П} кожуха веНТИ.!JЯ
тора. rде имеt.'ТСЯ пuпышt'вное Д,Шlеiше, что I\(}i\шенсирует часть
"
. ,
... ., 1
" ... . ..
'- \ .' (
1. .
" .
. '1 "
ФIII'. 213. СПЩIIUllпрныЙ ДUlirат('.'1Ь SLi\\.
ФIII'. :lH, ,\ПТЩlUби. ьныii ДШI
l'aTt" b Sl.lЧ,
потеРI. даВ.!Jения на впуске, у.'Iучшает очистку 1Iростраllства сrорания
от остаточных ra30B и IIрllНОДIIТ I{ У,'IУ'ljJl('НИЮ эффеl<ТИВНЫХ пока
зате.!Jей двиrате,'IЯ.
Д.!JЯ ОХJJaждения на всех дпиr<пе.1ЯХ с односторонним распо.!JО
жением ЦИ.'1I'IНДРОВ (вертнка.'IЬНЫМ и rоризонта.'IЬНЫМ) устанав.!JИ
вается ОДИН осевой вентил1ТОР со спрЯМ.'IЯЮЩИ:\-1 аппаратом, приво-
димый в движение КJIИlюре:\lеllНОЙ J]сре)t<lчей от шкива на переднем
конце КО.!Jенчатоrо вала. На двиrаТС.НIХ с двуСТОРОННИМ распо.!JО
жением ЦJfЛИНДРОВ УСТЗllаВ.:ШВ:lСТСЯ 110 два осевых вентилятора,
получающих вращение при ПО:\ЮЩII К,'IIIнореi\lенной (фиr. 246) И.!JИ
зубчатой передачи через промежуточныи ва.1. Воздух заСасывается
через очистительную сетку и lIarHeTaeTCSI под направляющий кожух;
да.1ее он проходит через JI1аС.1ЯНЫЙ радиатор (фиr. 247), пластины
KOToporo служат в l<аЧf'стве напраВ.1IЯЮЩИХ, пшюрачивает под пря
мым yr.'Ioi\1 11 входит R i\IеЖРt'бсрные KaHa.'lbI rO"loBol< и цилиндров.
В заДНеМ конце распреде. r lите.1ыюrо кожуха раСПО.10жеll двухсту-
пенчатый циклонный ВОЗДУХООЧIIСТИТСJIЬ; из Hero воздух по впуск
ному трубопроводу попадает в циюшдры двиrате.тIЯ. ВВJlДУ Toro что
повышение ДalЗ,:IеIlИЯ прд кожухом веНТJI.lятора иеСКО,'II,I<О превышает
407
Ф:,,". 245. Продольный и попере'l
потерю даВ.'Iения в воздухоочистите.rIе, обеспечивается бо.rIее 3ффек-
ТИ8ное автоматическое уда.lение из Hero пыли. На выходе
воздуха из межреберных кана.ТIOВ установлен дефлектор (один на все
цилиндры) с отверстиями специаJIЫIOЙ формы напротив каждоrо
ЦИ.тшндра.
Картер двиrателя (см. фиr. 245) отлит из а_lюминиевоrо сплава
вместе с кожухом маХОВИI<а и, имея большую высоту, обладает BЫCO
кой жесткостью в продольной П.тюс кости , что необходимо при
съемных цилиндрах и изrОТОВ.llении картера из леrкоrо сплава.
В картер за.IlИТЫ стальные трубы, служащие маСJlOпроводами.
Жесткость картера повышается также за счет масляноrо поддона,
ОТ.llитоrо из .llerKOrO СП.llава и снабженноrо в нижнеЙ части ребра fИ
д.IlЯ У.1lучшения охлаждения масла. Сетка маслозаборника может
быть вынута и очищени ()ез демонтажа поддона. Ко.llенчатый "а,1I
-108
l
I
I
IIЫЙ разрезы ДВllrатrJIЯ 51 М
имеет увеличенные по ширине коренные шейки, что является слеk
ствием повышенных межцентровых расстояниЙ. Распределите.!JhIlЫЙ
вал, лежащий на подшипниках скольжения, приводится во враще
ние зубчатой передачей от IЮ.'lенчатоrо вала. Толкатели и штзнrи
расположены со стороны выхода охлаждающсrо воздуха.
rоловки и ци.!JИНДры отлиты IIЗ специа.'lьноrо чуrуна и крепятся
к картеру общими шпильками. rOJIOBKa и клапанная коробка пред-
стаВ.!JЯЮТ собой одно целое. Впускной и ВЫПУСКIIОЙ патрубlШ BЫBe
дены в разные стороны от оси IЮ.!Jенчатоrо вала, причем впускные
патрубки расположены со стороны подачи охлаждающеrо воздуха.
Между rО.!JОВ[ЮЙ и цилиндром положена уплотнительная медная
прокладка. В ro.!JoВI<y запрессованы встаИI<а сеД.!Jа BbInYCKHoro K.!Ja
па на и бронзовые направляющие втулки 1{.!JanaHoB. Форсунка с MHoro
дырчатым rаСПhlлиТt>.1,ем, установленная неСIЮЛЬКО эксцентрично
1()9
относите.!JЬНО оси ЦИ.'IИндра, 3а1{.lIючена в медную BTy.!JKy, располо
женнуЮ во впускном патрубl{е. Форсунка удачно раСПОJюжена OTHO
сите.!JЬНО камеры сrорания и эффективно ОХ.!Jаждается входящим
'""
...
\..
-'1';, ....-
...
, ',' ,
.
.
Фllr. 246. ДШlrатель Sl.M с rОрlIзонтальными ПрОТfIlJOлежа
ЩЮ/И UИЛИНДРЮIИ И IШlIIюр('мснноii переда'lеii.
в цилиндр ВОЗДУХО:\оI. В связи с тем, что форсунка распо.!Jожена ПОД
){рышкой K.'1anaHHOro мехаНl1зма, трубка, подводящая к ней ТОП.!JИВО,
пропущена по месту стыка rОJЮВJ{И и ее крышки и уплотнена резино-
вой вту.!JКОЙ.
rr
ФШ'. 217. Схема поздушноrо тракта двиrате.чя SLM.
цилиндр имеет бо.!Jее частое оребрение, чем ro.!JoBKa, что необхо-
димо для по.!Jучения соответствующей поверхности ОХ.!Jаждения.
Поршни ОТ.!JИТЫ из алюминиевоro сплава.
Система смазки обычная. Д.!JЯ смазки клапанноrо механизма
tdac.!Jo подается по отверстиям в штанrах толкателей. Избыток
410
Mac.!Ja стекает В картер из J<.'Iапанной коробки по зазорам между
штанrами и их кожухами. Пуск двиrателсй осуществляется с помощью
электростартера, но может быть установлен и пневматичеСIШЙ CTap
тер. питающиЙся воздухом от компрессора двиrателя.
Дизели SAM Е
Фирма S:\ME (и.талия) выпускает се Iейство дизелей с воздушным
ОХ.;JажлеНllем и ЧИС.'Ю:\1 ци.'шндров 1. 2, 3. 4, 6 (таб.'l. 53). Диапазон
Табlllща < 3
Четырехтактные дизели SAME с нераздсленной камерой сrорания
(П I J() _".Н, S 120 .1/.1/. степень сжатия 15,5)
J\\аl>К"
, .
СрСДllее I
J\\ощНО<:ТЬ Число Число .'IIIrlШЖ "ффе"тив Литровая
о 11. с. оборотов ЦIIJ1II1IДрОR ДКitП;l1"еЛII Iloe МОЩНОСТЬ
D JHfflYY-У R .il Дi1IJ.::)'t"ние n .1. 1:./11
I 11'.... c..u 2 i
I ' " . ...-- . !
I 1,14 6,81 ! I
2,28 6.73
/ 1 3,42 7,28 "
4.56 7,37
6 М 6.:i7
,
.Ni. схемы,
ВОЗДУlIIно-1
то тракта
(фlll'. !J/) I
6 B i
6-В
6 B
6 B
6 B
DAIIUI
DAl102
DАIIОЗ
DAII04
DAII06
/8
34
47
67
2
2150
2000
1700
180()
170!)
1
2
3
4
6
10,5
10,9
1/,/
12,0
12,0
,
. . .
мощности равен 18 H2 .1. с, при ]700 обiмин. Все двиrитеJ1И семей
сша имеют диаметр Ц11J1индра J 10,11,,'1-1 И ход поршня 120 ,1fM. Дниrа-
те.!JИ предназначены ДJIЯ тракторов и стационарных устанонок.
На них применена I<амерз сrорания типа Заурер, обеспечивающая
хорошую топливную экономичнuсть.
Особенность IЮНСТРУКЦИИ двиri:1те.IJеи S;\ME видна из фиr. 248.
Двиrате.IJИ имеют вертикальнuе рядное раСПОJ10жение ЦИJIIШДРОВ.
Картер двиrате.!JЯ массивной IЮНСТРУIШИl! ОТ.'lИт из чуrуна. К Kap
теру припернут rJlуБOlШЙ мас.'1ЯНЫЙ поддон с оребренной внешнеЙ
поверхностью. В переrородках '<артера на ШИРОIШХ опорах уложен
коленчатый вал. На переднем ero конце насажена шестерня привода
распределения И l\IаС.IJSнюrо насоса.
Псе двнrатеJIН се:\1еЙСТlIа оборудованы осевыми вентиляторами,
приводимыми в движение К.lJиноременной передачеЙ. Передаточное
ЧИС.!JО от КО.'lенчатоrо вала к валу венти.'Iятора д. Я двиrате.lJей
с разным числом ЦИ.!JИНДРОВ ИЗ,\lеllяется от 2,7 до 3,4. Затрата мощ
ности на привод вентилятора составляет в среднем 8% от номиналь.
ной мощности двиrате.'1Я. Между пенти.'1ЯТОрОМ и цилиндрз;\ш имеется
кожух д.'IЯ н праВ.'Iення ОХ.lаждающеrо воздуха. ЦИJIИНДРЫ заК.!JЮ
чены в общий I{ИПОТ, в котором сделаны окна напротив каждоrо
цилиндра, для выхида ОХШlждающеrо воздуха.
В раСТОЧI<ах верхней стеюш кзртера ycтaHoB.lJeHbI отде.lJьные
цилиндры, отлнтые из чуrуна вместе с ребрами. КаждыЙ ци.пиндр
прикреп.:"Jен уста HOBOLlНbI:\o1 Ф.1аrщем 1< киртеру с 1I0 ющыо четырех
бо.!JТОВ. Расстояние ме>юtу цилиндрами необычно велико.
411
I "
..
II,IIШ
,. ,
..
\.JiI '
....
:..........
.- t I .
,110[1'1 '" . ,T1T, . I
. ...
.
, 1"
,1
'r
I
J fi
"
t
""-
\\
...
[ ,
" 'i .
.1 i ;
I
:
J t
' \ 1/
с'
.
..
Фиr. 24В. ПродольныЙ и поперечныЙ разрезы двиrателя
SЛМЕ DA 1104.
.!J
i...
.
i'о.тIOВКИ ЦИДИНДIJOН UТJiиты из ЧУI:уна, имеют днустороннее РClt'
положение патрубков и В рТИIНIJIЫlOе направление ОХ.'I8ждающих
ребер. [0.10ВI<И соединены с цилиндрами ШПИ. ЬК8МИ, ВВернутыми
в верхние фланцы ЦИЛIIНДРОВ. I< rоловке ПрИвернуты впускноЙ трубо-
провод, помещенный ПОД направляющим кожухом вентилятора,
и выпускной, расположенный со стороны выхода охлаждающеro
воздуха. На rОЛОFlках установлены крышки клапанноrо механизма,
от.rlИтые из алюминневоrо сплава. Распределите.'1ЬНЫЙ вад вращается
на трех подшипниках сколыкения. На шестерне привода распре
делитеJIьноrо Ba.'Ia раСПО.ТlOжен центробежный реrу.1IЯТОр топлив
HOro насоса. Клапаны приводятся В действие через ТОЛI<атели
и ШТ8нrи, размещенные В nOTOI{e охлаждающеrо воздуха, RЫХОllЯ-
щеrо нз межреберных каналов. РаЗ;\lеры rOJIOBOK впускноro I выпуск-
Horo К.'1апанов ОДИНaI<ОВЫ. На каждый I<лапан установлено по ДВе
ПРУЖИIIЫ.
Схема смаЗJ(И ЯВJ1Яется обычноЙ за исключением Toro, что маС..10
для клапанноrо механизма поступает из подшипников распреде.1Iите.1IЬ-
Horo вала по специальным внешним тру6кам.
Для 06леrчения ПУСI<а двиrатели снабжены декомпрессионным
механизмом, смонтированным в К.1Iапанных кор06ках.
Конструкция ЫНОI'ИХ эдементов дизе.1еи 51\1\1 Е вна.'Iоrична I{OH
струкции дизе.'1еЙ Армстронr Сидли.
Дизели ОТО J\ilеJJзра
Фирма ОТО lv\елара (Ита.'1ИЯ) в:,тускает тр.шторы. оборудован-
ные двиrате.1IЯМИ с воздушным ОХ.'1аждеllием ма.'10Й и среднеЙ мощ-
ности (Ta6.1I. 54). Двиrатели неоБЫЧIIЫ по своей конструкции. У дви-
ТабllUllа 54
Четырехтактные дизели ОТО М лара с нера1Де. енной камерой
(п == 1500 об/мин, S == 140 .1/.1/, степень сжатия 18)
Сrеднее
.'vIUЩIIOСll, Д,II:I:..,еТ"l Число .'1llтраж ,эф PeKTHB Лllтроnа>\
.'vIaplca в Л t: 1\lf.."lИllдра ЦНЛIШДРОII А,Dиrа Te,fJ,1 ное дaBпe MOlltHOCTb
о ...11,М n л нне в Д. С./А
D КВ/СМ"
I I
20 20 125 I I i 1.72 8,35 11.7
С25 25 130 1 1.86 8,65 13,4
С45 40 130 2 I 3,72 6,90 10.7
,
rате:IЯ с ОДНИ,:l.-l ЦИ.'1ИНДiJОМ (фнr. 249) послеДНiI!l расподожен rори
З0нта.%но, у двухцилиндровоrо (фиr. 250) один цилиндр располо
жен вертикально, а друrой rоризонта.'1ЬНО. По существу незави
СИМО от трактора двиrаТeRЬ. как таковой не существует, так как
картер ero является продолжение:\-l корпуса трансмиссии. Цилиндр
и rO.iIOBKa отлиты из чуrуна вместе с ребрами и совместно прикреп
лены к картеру четырь 1Я шпилы<ами. Коленчатый вал вращается
413
n двух роликоподшипниках, причем осЬ ero парал.1е:Ihна осям KO.ТJeC
трактора. Маховик, не имеющий защитною оrраждения, и 1уфта
сцеП.ТJения раСПО.ТJожены на противоположных копuах коленчатоrо
Ba.ТJa.
.
.,
.,
, -
, .
't." .
а.....
........
............. .
":
Фиr. 249. ПРЩ(J.'IЫН,lii pa'lpC3 Tp<lKTOpa ОТО Мl'лара С2,'>.
Ориrина.ТJЬНЫi\I Э.'lемеllТОI\I системы смаЗIШ ЯВ.1ЯСТСЯ I<ачающийся
lIа шарнире сетчатый маС.10заuорник с rрузuм OKO,ТJO 0.5 К2. При
..
li8 ,
"
.
i
.
..... -
t.. .. . .
&
,
Фllr. 250. Продо.%ный разрез трактора ОТО Де.пара 015.
наклоне двиrателя rруз ш'ремещается B:\oIecTe с мзслозаборником
в том же направлении, что и масло в поддоне, ВС.'Iедствие этоrо обес
печивается lIормальное питаllие :IIlасдяноrо насоса. Схема Еоздушноrо
тракта также необычная (фиr. 251). Охлаждающий воздух подается
414
цеllтробежным веНТIIЛЯТОРО:'1 со спиральным кожухом [10 специалЬ-
HO;\IY каналу к rОЛОВI<С ЦlIлиндра, ПрUХОДИТ между ero продольными
ребрами и выходит наружу. Из указаllноrо канала по отвеТВ.'lNIИЮ
воздух поступает в возду хооч 11 СТ И теЛl> , из KOToporo идет "а lIапол-
нение IJ.ИЛИНДрОВ двиrателя (так же, как в двиrате.ТJЯХ SLM). Камера
crорания тороидаJIl>НОЙ формы раСllоложена в днище поршня.
J
1
ФIII'. 251, СхеМа В03ДУШllоrо тракта двиrатrля ОТО
МелаР,1 С25:
1 (J( IIТIf.rJJlTOp; 2 K311aJ1 HO:J,,'I.YX:t от веНТIIJI'Ятора к воз"
ду.хОО 1 1ItСПIП'J1Ю; JJ ОО"ДУХОО'IIIСТIIН.'.'JЬ; -1 каl-l3.1 ПОДDUД:)
ОО .ДУ>'d ДJI)I IшnолнеНltЯ ЦIIJ1l1llдра; 'j каf1а.л ПО;t80да по"...
духа для охлаждеtlия ЦИЛИllдра; 6 ЦНJIЯНДР двяrателя.
Топливо в нее впрыскивается форсункой, отреrулированноii
на давление 200 к2/с.\t 2 , через распылите.ТJЬ с IIЯТЫО отверстиями.
Дизели Астер
Фирма Астер (Франция) выпускает семейство дизелей с воздуш
HbIi\" охлаждением с числом Ци.ТJиндров 2, 3, 4, 6 и 8, имеющих мак-
симальную цилиндровую мощность 25 л. с. при 2200 об/мин (таб.ТJ. 55,
ТаБЛUl{а 55
Четырехтактные дизели Астер с непосредственным впрыском
(D 120 мм, S 140 .11-1/, степень сжатии 15,5)
, I
Вес CpeAllee схемы
.\\ощ ЧIIСЛО Число .1hтраж ABllra ЭффСКТJfП Литровая IIOЗДУШ'
MarKa IIOCTL оборотоп цил ин ДВИI'аТеля Т .."Я Ное даоле. MOIЦIIOCTI> fforo
в Л. с. в MIItI)'TY дров В А В к;: Jllle в .1. с././ TI:ak-rа
в KZ/C.lI' (фиr. 97)
I I
2L 44 1800 2В 3,16 430 6.96 13,91 6.В
3L 66 1ВОО 3В 4,7-1 520 6.96 13.94 6 B
4L 95 2200 4В 6,32 600 6,15 15,05 6 B
6 150 2200 6В 9,4В 1030 6,47 15,81 6 B
8 205 2200 ВУ 12,64 1190 6.65 1б,2'1
При ., е ч а н и е. В табшще пrИIIЯТЫ слеДУЮЩllе обозtlа',еиия: Н дпнrатель
с вертнка. ЫIЫМИ ЦIIЛllllдра",и; V дпиrатель с V об"аЗIIЫ'" располс>женисм I(IIЛИИДРОП.
';15
J
L
1.
. '!..
:\
" . .\....
Фlfr 252. ЧетыреХЦИЛИН.1ровыii двнrате.%
Астер.
Фиr. 253, ВОСЫIIЩII.lIИНДРОВЫЙ двиrатель Астер.
416
фиr. 252 11 253). Восы.1IIцилиндровая МОДеЛЬ, примеНSlемая нв rрузо-
вых автомобилях Бернар, имеет V-образное раСПО.1южение цилиндров.
Двиrатели имеют камеру сrорания типа 3аурер. В каждом
нилиндре размещены два ВПУСI<НЫХ и два выпускных клапана, при-
'..
. i.;
! .
. ,
1
J1 ,",
01
y .
{l #I.J "
t
.,
! .
\
I
"1
п
(1.,
.
J
Фиr. 254. Напrап. ение охлзждшощеrо воздуха в ДВИ
rателс Астер.
ВОД которых осуществляется от одноrо распределительноrо в.зла
как при рядном, так и ПрИ V образном распо.:lOжении цилиндров.
причем в последнем слу
чае ВИЛI(ообразные KO
рОl\1blсла, расположен
ные в rоловке, ВОЗДейст
вуют одновременно на
Два клапана. Охлаж
дающий воздух подается
осевым вентил ятором.
приводимым Во враще
ние у рядных двиrате
.lJеЙ клиноременной пе
редачей; Д.IJЯ повышения
надежности работ даже
двухцилиндроная MO
деollЬ имеет три ремня.
Натяжение осуществ
ляется перемещением re
нсратора.
Осевой вентилятор V образных двиrатеJlей приводится в дви-
жение через карданный вал от распределительных шестерен, распо
ложенных в задней части двиrателя. Особенность системы охлажде-
ния двух-, Tpex и четырехцилиндровых двиrателей состоит в ТОМ.
что охлаждающий воздух не наrнетается, а просасывается через
межреберные каналы rщlOВОК и цилиндров (фиr. 2.54). В соответствии
27 д. Р. Поспелов 409 417
".
'\
,.
"
Фиr. 255. rолопка 1 It тиндр ДВllrате.IJЯ Астер.
с этим щ:флектоvы на стороне, противоположной вентилятору,
не устанавливаются.
Двиrате.IJИ имеют отлитый из чуrуна высокиЙ картер, с низко
опущенной отНосите.ПЬНО оси lюленчатоrо ва.IJа плоскостью разъема.
rоловка ци.lJиндра (фиr. 255). отлитая из аЛЮl\шниевоrо СП.lJава.
отличается простотой и симметричностью конструкции. В lteIlTpa.lJb
ной ее части имеются веРТИI<альные ребра J{.IJЯ охлаждения пере:-'1Ычек
между rнездами клапанов и форсунок. Картер клапанноrо меха-
низма отлит вместе с элементом впускноrо трубопровода. rоловкn
вместе с цитtндром крепится к картеру бо.птами.
Дизели Онан
Фирма Она н (LША) выпуска т СII циа.'IЬНЫЙ стационарный днш'а-
тель, предназначенныii Д.1Я припода reHepaTopa, с l<ОТОрЫ:'.1 он обра
зует единый arperaT (фиr. 256). rоризонтальное ПРОТИВОПО.'IOжное
расположение цилиндров весьма блаrоприятно в отношении ypaBHO
вешивания двиrателя. reHepaTop одновре:менно с,пужит пусковым
элеКТРОJ{виrателе:\l. На ero роторе укреплены .10пасти oceBoro BeH
ти.lJятора, 110дающеrо воздух Д.IJЯ ОХ.lаждения ДDнrаТ(>.lЯ и reHe
ратора. Ротор reHepaтopa ЯВ.lJяется также и маховиком двиrателя.
Предкамера ци.IJИНДРJlчеСl<оii фор'lfЫ сде.lана вставноЙ для повы-
шения температуры ее стенок. Бо.'1ЬШОЙ относите.1ЫIЫЙ объем пред
камеры (55%) объясняется же.панием ПО.1УЧJlТЬ высокие МОЩНОСТI,
и экономичность при маЛО:'-1 рабоче:\1 объе1\.lе цилиндра.
[оловка цилиндров, ОТ.'1итая из чуrуна, крепится к внешнему
фланцу цилиндра бо.пами, причем эти болты с одной стороны BBep
нуты во фланец цилиндра, а с друrоЙ по ф.'Iанец rоловки. Картер
двиrате.IJЯ отлит из леrкоrо Сllлапа вместе с оребреННЫМIl ЦIlЛИНk
драми, в которые занрессованы чуrунные rильзы. Поддон двиrателSl
с размещенным в неы масляным фи.1ЬТРОМ также отлит из лепюrо
металла и привернут J< картеру двиrателя. ПРЮ'lенение r.rxубоl<оrо
поддона при данноН схеме расположения ци.1ИНДРОВ необходимо
для устранения чрезмерноrо забрызrиваНЮI 'Iшслом их рабочих
повер:хностеi1.
Техническая характеристика четырехтактных JНlзt'JIt'й Она"
с предкамерой
Мощность в л. С. . . . .
4ис:ю оборотов в )шнуту
Диаметр ЦИJlиидра в .1/.АI
Ход ПОрШIIЯ В ..\1-11. _
Чис.'1O UИШIНДРОJI.
12
IBOO
88.9
88,9
2 (IlРОТИ80
лежащих)
1,136
17.5
100
5.2В
10,6
I r
Литраж дниrатеJlЯ в "
Степень сжатия . , .
Вес Д8иrаП'.1Я 8 1\2 . . . . . . . , ,
Среднее зффеКТИПllое ДЗIJ.'1Сlше JI "'- iС.112.
Литровая мощность в л. с./л. . . . .
CXI.' lbl НО3ДУШllоrо тракта (фиr. 98)
418
Дизели l(oHTHHeHTaJi
Американская фирма Континентал имеет мноrолетний опыt
производства бензиновых двиrателей с воздушным охлаждением
большой мощности (см. r.ТI. Х). За ПОСJlедние roды разработана
и поставлена па производство первая модель дизеля мощностью
750 л. с, с турбонаддувом для З3l\lены И1\l бензиновоrо двиrателя
1\!ОЩНОСТЫО 825 л. С.
Техннческая характеристика четырехтактных дизелей
I(онтинентал А VDS 1790 с непосредствеННЫI\I впрыском
Мощность в Л. С. . , . . 630
ЧИСЛО обоРОТОJ:: в )ШНУТУ 2400
Диаметр ЦllтlНДРЗ в ../.'1 141)
ХОД поршня в ."-'1 . 146
ЧИС"О Ци.1ин;tров . 12
ЛlIтраж двиrате.1Я А.., . 29,3
В('С двнrате.1Я I1 1\<'. . , . . ' , . , . 1910
Среднее 9ффеКПIВlюе ДВIJ.'1СНllе I1 I\<'/CII' 8.07
JllIТрОизя :.tОЩIIOСТЬ В л. с./л . . . 21.5
)/де.%ныЙ вес двиrате.'1Я в К2/Л. с. . 3,03
ЭФФеl{тивная мощность дизеля, за вычетом потребляемой вспо
моrате.ТIЬНЫМИ аrреrатами. составдяет 630 л. с. (по сравнению
с 625 л, с, у ero беНЗ1НlOвоrо прототипа). При замене бензиновоrо
двиr:)тсля дизелем с наддувом мсньшей мощности были уменьшены
потери мощности двиrате.ТIЯ на прпвод веНТИ.1ЯТОРОВ ВС.lедствие
умеНЫllения До.1И тепловой энерrИlI, ОТВОДI-I:\ЮЙ в систему охлажде
ния (табл. 56). на преОДО.lеllие СОПРОТИIJ.rIеНIIЯ 8 rлушителе (который
не ставится), и устранено ВЛИЯllllе воздухоочистителя lIа ИНДИКа
торные показате.1И двнrате.1Я. В результате снижение общеrо и удель
Horo расхода топлива значите.'1ЫIO уве.'1НЧИJIO радиус действия
машины.
ТаБЛUI{а 56
Сравненне мощностных показателей бензиновоrо nвиrателя и дизеля
I Дllэепь I(зр6опрuтоР-
"а l'a lcTpl АVD;:; ЩО ныА двпrатепь
AV 1190
-................. -
Рз('по..lзrаемая МОЩНОСТI, в Л. 1". 75 825*
Потери )ЮЩНОСТII (в Л. с): 25
в r. УШ1lтеле .
в воздухоочистите.'1С 30
иа прнвод электроrСJlератора 10 10
на привод венти. яторов ОХJlаждеllИЯ I 110** 135..
i
I I
Поле:iНЗЯ IOЩIЮСТЬ устаllOlIКИ 11 11. С. i 630 625
J
.
. IIrllne;ICHHall к поrмальпы.. атмосферным У(".1О811"".
.. В эту величину ВХОДИТ ЛО.111аи ЗЗТ5 ата МО (1110СТИ 118 охлаждение всей )'CTa
nOBKII. Т. с. На ОХЛаждение KapTepHoro и тра НСМИССIIОJ. Horo масла пр!! темперотУr: е
окrужзопщеi1 CI еды 51,1 ос.
27*
419
..
t-:)
о
00 о о о
00000
0000
о о о о
\
I
i
Фнr. 256. Двиrатель Онан.
.....'
Четырехтактный двиrатель с непосредствснным впрыском топлива
имеет открытую камеру, близкую по форме к ,{амерс r(сеЛЫlана.
Наддуn 13 сочетании со сравните.ТIЬНО ВЫСОКИi\1 ЧИС.ТIОМ оборотов
...
..
,
,
..
,
.
. .'
о).
\. .,
I "- -1
, (' 1
"
'." .\.
\
., i .
\о
, GJ
Фиr. 257. Внешние DlIДЫ двиrателя Континента.l .,\VDS 179tJ:
а ВИi\ cnepciIlI; ,-, НН:! со стороны махо:щка.
(2400 об/мин) обеспеЧИ_l хорошие уде,'lьные lIоказате.'lИ:
расчетная мощность равна 21,5 /1. с./л, минимальный
расход ТОП lива (при максимальном крутящем
154 2/.'1. с. Ч., уде"lЬНЫЙ вес двиrате.1Я 3,03 К2/Л. с.
Дизель А VDS 1790 (ЧИС.10 указывает рабочим объем цилиндров
в кубических дюймах) имеет 12 V образно (под уrЛОi\I 900 друr к друrу)
раСПОЛОЖ НП:'I . ци,.!"шнд[юn (фиr. 257 11 258). По КОНСТРУIПИВНОЙ
422
литровая
удельный
моменте)
cxe:\le и nыl1лнсниlo .\llIоrих Э.'Iементов ОН анаJlоrИчен бензиновому
;18иrатето (табл. 56).
В пространстве 1\lежду рЯДа:\1И ЦИ.'lИндров раЗ:\fещены вентиЛя-
торы системы ОХ.ТIaждения, тоП.1ивные насосы и механизм привода
Фиr. 258. ПродольныЙ
.. поперечный разрезы
двиrателя J(онтинентал
AVDS 1790.
ПСПОi\lоrательных arperaToB, представляющий собой независимый
)зел. От Hero через коническую передачу осуществляется привод
двух верхних распределительных валов, узла автоматическоrо
управления впрыском топлива, двух топливных насосов и вентиля
торов охлаждения.
Все механизмы приводятся во вращение от шестерни, раСПОJlО
женной на коленчатом валу рядом с маховиком. Распределительные
423
валы и ТUШIИIШLlе насисЫ нривuдятся ви вращение Чер жесткий
ва.'!, а вентиляторы (для избежания перенапряжений во время
УСl<орениЯ прн вращении) через эластичные ВТУЛl<И (катушки).
С двух сторон двиrателя расположены турбонаrнетатели, впускные
трубопроводы, масляные радиаторы и фильтры. ,
На двиrателе имеются четыре выпускных трубопровода по
ОДНО;\IУ на три uилиндра. Каждый из этих трубопроводов соединен
с соответствующим СОП.'!ОМ турбины. Т8I<ая схема у.пучшает продувку
ЦИ.1ИНДРОВ и устраняет взаимное влияние отдельных uилиндроВ.
От BnycKHoro трубопровода паукообразной формы отходят инди
видуальные отводы одинаковоii длины от соединительной коробки
к отдельным цилиндрам. Эта КОНСТРУКЦ,ия обеспечивает равномерное
распределение воздуха, поступающеrо в цилиндры двиrателя,
а следовательно, и ero наилуЧШее использование.
Применение указанной конструкции трубопроводов и жесткоrо
привода топливноrо насоса обусловило малую разницу (не более 100)
температур отработавших rазов Б отдельных цилиндрах.
Компоновка arperaToB ВЫПО.1нена таКИ;\1 образом, что к топлип
ным и масляным фильтрам, а также к топливным насосам и форсун
кам обеспечен доступ сверху и спереди двиrателя.
Картер двиrателя отлит из атоминиевоrо сплава Alcoa 355,
имеет толстые rладкиестенки и плавные переходы между сечениюш,
вследствие чеrо уменьшаются внутренние напряжения и повышается
жесткость I<ОНСТРУI<ЦИИ. Масляный поддон, оТлитый из алюминие
Boro сплава и привернутый бо.нами к картеру, образует вместе
с ним ба.1КУ с боЛЬШИМ моментом сопротивления, имеющую ДOCTa
точную ПРОЧIIОСТЬ при сравнительно большой длине. Повышению
жесткости картера способствует наличие rоризонтальных болтов,
стяrивающих ,{артер вместе с l<рЫШl\а!\IИ коренных подшипников,
через ,<оторые проходят эти болты (по два на I<аждую крышку).
Коленчатый пал весьма жесп:ой КОНСТРУКЦИ:1 (диаметр шеек
коренных ПОДШИПlIИКОВ ]08 .ИМ, шатунных 95,2 .м.И, толщина щек
40,7 Jlf.ч) откован вместе с противовесами из стали SAE 4340 (содер-
жащей никель, хром, молибден и MapraHell) и рассчитан на восприя-
тие высоких давлений сroрания (1I3 127 KzIcM 2 ). ДВllrатель уравно-
вешен на 85%. что уменьшает уСИJlИЯ, действующие на среднюю
часть картера. Коленчатый пал опирается на семь подшипников,
крышки которых отштампованы из алюминиевоrо сплава и привер-
нуты каждая четырьмя бо.rпами. На шатунных шейках смонтировано
110 ДВа шатуна.
Шатуны отштампованы из хрm.ЮМО.1ибдеНОi\lарrанцовистой стали
и обработаны дробью. Расстояние между осями отверстий верхней
и нижней rОJIOВЮI равно 279 .М.М, что дает ПОВЫШенное значение
(3,82) отношения этоrо расстояния к радиусу кривошипа.
Поршни откованы из сплава AJcoa-З2S Т-б. Диаметр поршневоrо
пальца равен 50,8 .м,М. Все поршневые кольца хромированы: Bepx
ние кольца имеют трапециевидное сечение с уrлом 150. Поршни
ОХ.Паждаются маслом, подаваемым отдельиым насосом в количестве
5,67 .1 l a 1{"ЖД IЙ nоршень, '1ТО <.'tпl>!<С\t'Т их температуру на 37,70.
424
В расточках картера устаНО!iлены 12 отдельных ЦИ.'lИНДР08,
при крепленных к нему l<ОрОТКИМИ шпильками за llИжние фланцы.
Цилиндр состоит из стальной кованой втулки и алюминиевой
рубашки с оребрение:l.-I, соединенных между собой по способу аJIЬфин-
процесса (см. rл. VH1). это сочетание обеспечивает получение эффек-
тивной, .J'Iеrкой и надежной конструкции. На.lичие БОJlыноrо расстоя-
ния (228,6 дм) между осями двух соседних цилиндроВ (при отношении
этоrо расстояния к диаметру цилиндра 1.56). 8ызпанноrо особенно-
стями V образноrо раСПО.'lожения Ц:IJlШlДр08, дало возможность
получить достаточную поверхность оребреНIIЯ ЦИЛИIIДРОВ н их rоло.
вок. Перепад давлениii воздуха при прохож.цеllИИ И!\I межреберных
каналов цилиндров со скоростью. обеспечивающей необходимый
отвод теП.l0ВОЙ энерrии, не превышает 152,4 К2/м,2.
rоловка ЦИ.1lИндра отлита из алюминиевоrо сплава Alcoa-142 T 75,
содержащеrо никель и медь. Впускной и выпускной патрубки распо
.10>кены в одной плоскости парадлельно потоку охлаждаlOщеrо воз-
духа. Последний подается в первую очередь на ВПУСlшые патрубки,
которые выведены на внешние стороны ДВllrателя. Выпускные
патрубки выведены в пространство между рядами цилиндров и ОХ.'1аж
даются воздухом, уже подоrретым о поверхность оребреНIIЯ.
С целью унификации деталей привода I<лапзнноrо механизма
в данном двиrате.lе и в ero бензиновой модификации, клапаны
НaI<лонены друr к друrу и к оси цилиндра, а n.rюскость их располо-
жения смещена относительно оси ЦИ.1lИндра по оси коленчатоrо вала
для размещения форсунки. Последняя находится под крышкой K.'1a
панноro механизма; верхняя ее часть ОХ.'Iaждается маслом, а нижняя
И;l.lеет оребрение н обдувается ВОЗДУХО'I. поступающим из впускноrо
канала через специальиое отверстие в ero cte:-fке.
Форсунка крепится через пружину Д.1Я ко:\шенсации при HarpeBe
разницы в удлинении ее стальноro I<opllyca и аЛЮ:\IИlfиевой rоловки.
В верхней ее части имеется уплотнение. предохраняющее от попада-
ния масла из I<лапанной коробки на оребрсние.
Наклон охлаждающих ребер rоловки под уrлом 300 да.l ВОЗМОЖ-
ность увеличить их поверхность. rолопка в HarpeТO:\1 состоянии
навертывается на ци.пиндр. Максимальная температура rолопки
при работе ДВllrатсля на НО lНнаЛЬНО:\l реЖН:\lе (630 л. с.) не превы-
шает 177". На дпиrате.1е имеются два распределительных вала
(по ОДНО:\IУ на каждыЙ ряд ци.пиидров), расположенных на линии
разъема rоловок ЦIМИНДРОВ и их крышек. Как уже указывалось
выше, валы приводятся во вращеиие конической передачей от спе-
циальноrо механизма привода вспомоrательных arperaToB.
Охлаждение двиrателя ОСУЩССТВJIЯется от двух одинаковых
по конструкции осевых венти.rIЯТОРОВ (диа It Тр рабочих I<OJlec 660 ,М,М) ,
установленных параллельно ;J.pyr друrу в пространстве между рядами
цилиндров. Два веНТИJlятора B;\feCTO одноrо установлены для Toro,
чтобы обеспечить подачу IIсобходимоrо количества воздуха при
меньшей окружной скорости рабочеrо колеса. Рабочие колеса вра-
щаются в rOPl-fЗОllта.1ЫIOЙ ПJЮСI<ОСТИ с ЧИС.'1О!\I оборотов, вдвое
I1rеВt>lIl1аЮШII !ЩС.IIО r,(,nrOTO[\ \-:(),ТI<'I!'щ.rorо IШ.lа; и ЩН\ВО;IЧ;':Я
'125
во вращение коническими шестернями от общеrо промежутсчноro вала
специальноrо механизма привода вспомоrательных arperaToB. В при
вод включена фрикционная муфта, предохраняющая зубчатую пере-
дачу привода вентилятора от повреждений при резком изменении
числа оборотов.
Охлаждающий воздух просасывается через межреберные каналы
rоловок и ЦИJIИНДРОВ, а также сквозь ячеЙIШ масляных радиаторов
(фиr. 259), рассчитанных на ОХ.'JЮКДение масла ;J.виrателя и TpaHC
миссии. Подача воздуха просасываНJlем применена для Toro, чтобы
улучшить охлаждение сво-
бодных поверхностей дви-
rателя, которые в этом слу-
чае находятся в среДе xc
лодноrо воздуха, посту
пающеrо в пространство
расположения двиrателя.
Топливные баки, разме-
щенные по обеим сторо-
нам двиrателя, также ох-
лаждаются более интен
сивно. При охлаждении
наrнетанием воздуха ука-
занное пространство распо-
ложения двиrате.'JЯ бы.'JО
бы заполнено rорячим воз
духом, выходящим из меж-
реберных KaHad10B, поэтому
охлаждение свободных по-
верхностей двиrателя было
бы значительно ухудшено.
В нтиляторы имеют Ma.'lыIe размеры в осевом направлеНiНl,
ма.'lЫИ уrол установкн лопастеЙ, что способствует повышению доли
статическоrо давления в полном давлении, создаваемом вентиля
тором.
Это весьма целесообразно при любом способе подачи воздуха.
но при подаче просасыванием особенно. Однако объем подаваемоrо
в единицу времени воздуха. вследствие ero HarpeBa о поверхности
ребер, получается несколько больше, что и привело к соответствую-
щему увеличению размеров вентиляторов. Друrая причина уве.НИ-
чения размеров rеНТИJIЯТОРОВ заключается в повышенном сопротив-
лении воздушноrо тракта, обусловленном наличием защитных реше
ток в начале и в конце этоrо тракта. Указанные причины привели
к удвоению мощности, нотребной для привода вентиляторов, по cpaB
нению с необходимоЙ для охлаждения только двиrателя. Наконец,
КО.'Jичество тепловой энерrии, отводимой от радиаторов, охлаЖДаю
щих картерное и транс шссионное масло, эквивалентно одной трети
мощности двиrателя и значительно больше, чем нужно для ОХ.'Jажде
ния только KapтepHoro масла. В целом система ОХJJaждения является
весы.tа на;J.('ЖНОЙ и не увеличивает rабаритЬ! двиrателя.
426
2
3
Холооныи ВОЗОУХ
rорячиii 60здУII
ФИ\'. 259. Схема ВОЗДУШtlоrо трш{та ДВl\rатедя
Континентал А VDS-1790:
/ капот дпипtТСJ1Я; 2 iJ.е.1Т....'1яТор ОХJ1аЖД I1IfЯ;
.1 "8СJIЯНЫЙ ра иатор: 4 тоroЛllhtlы!i бак.
4
Система смазки (фнr. 260) состоит из двух незаВИСИ;\IЫХ цирку-
ляционных контуров, обслуживаемых мноroступенчатым насосом,
причем один из контуров предназначен исключительно для подачи
масла, ОХJlаждающеrо поршни. Применение двухконтурной системы
объясняется желанием У1\lеньшить размеры rлавноrо маСляноrо
фильтра, а также снизить производительность rлавной ступени
и затраты мощности на подачу масла, идущеro на охлаждение
поршня, коrда оно имеет низкую температуру.
9
I
I
L..... _____ ........
к {JCHffllJIIRтOpaH
к распрt8ели-
телЬНОМ/j 6ал"
A Д
'-.IJ 5 '
l
I
I
I
I
1 I
I
t
1 I
r€...J.J
I
. .
L
з
.
I
.
'! IA
,L..
f <.d:o.--;;
,9
Фиr. 260. Принципиа.lьнаи схем!! системы смазки ДВJ\rателя КОНТИ нента.l
,\VDS 179U:
1 масляны!! раДиаТОр двщ'ателя: 2 масляныЙ радиатор трансv.IIССИН; .1 пеРСПУСКlIOi1
клаП8Н. управлиемыll тер):остатох,; -1 рсrулнтор ДЗIJJJС'IIIН; 5 маrистраль по;!а"" масла
к форсу"ка)1 ОХЛ8ждения ПОрШlltt; (. турt'iонаПlCтатс.%: 7 псрспускноII K. nnall фильтра:
8 пеРClIУСКllnl! клапан радиатора; 9 ф'IЛЫР; 10 фильтр TOIIKol\ ОЧИСТI{И; 11 део/п-
фер; 12 ):аrJ:стралr.. ПО1t3'1II Х'nс.Тn 1{ 1I0;Il!IlIнникам колен,атоrо пала; 'II ТОП. II"III.ii
Н8СОС; 14 маховик; '. ОТСiJСЫОnlощиl1 масляный насос; 16 наrнеТ8тельный маСЛ>lНЫЙ
Н8СОС; 17 предохраНИТ"'ЛЫlыi\ клаro8Н; 18 . ),аСЛЯlIЫЙ насос СИСтемы охла>l<ДСННЯ поршня;
19 ОТДслеНllС Наrнетате. ьиоrо Н8соса: 20 РеЗероное отделение.
Масляный поддон разделен на отделение д.rIЯ rлавноrо насоса,
резервное ОТДеление и два открытых концевых отделения. Масло,
стекающее обратно в под-цон, забирается на обоих ero концах двой
ным маслоотсасываЮЩI1М насосом и подается в отделение, питающее
rлавный насос. После наполнения этоrо отделения масло перетекает
в резерВНое отделение, [де оно сохраняется. Таким образом ПОДДер
живается постоянны}'! ypoBeНl в 127 ыt над заборником масла rлав
Horo насоса. Небольшие отверстия на обоих концах резервноrо
отделения направляют малыми дозами капающее из них масло
обратно в циркуляционный контур. Объе:\f резервноrо отделения
около 38 л. ЕМIЮСТЬ 'отделения rлавноrо насоса 26,5 л включает
427
минима.1ьное количество масла, при котором двиrате.ПЬ может
надежно работать. Во время перетекания избытка масла и периода
застоя в резервном отделении масляная пена, образованная вслеk
ствие циркуляции, отделяется, чем обеспечивается нормальная
работа двиrателя. Воздух выпускается через отверстие в верхней
части резервноrо отделения. Из I'лавной ступени масло черсз масля-
ные ра;I.иаторы и rлавный фи.'1ьтр подается по каналаМ к подшип-
ника l. ПQсле rлаВIIОro фи.пьтра часть масла через фильтр тонкой
ОЧllСТКИ отводится К турбонаrнетателям: и топливным насосам для
смаЗI<И их ПОДШИПНИlюв.
В ступень маСJJяноrо насоса, снабжающую маслом поршни, оно
забирается из поддона на определенном уровие и подается в коли-
честве около 76 Л/IoШн' к спеЩiальным форсункам, расположенным
в нижней части каждоrо цилиндра и разбрызrивающим масло на
стенки поршня. Клапан теР:\lOстата, установленныii в этой линии, от-
крывается при температуре масла ниже 600 и перепускает масло в под
дон, что уменьшает одновременно затрату мощности на подачу масла.
Масляный насос С:\lOнтиропан со стороны l-lаховика. Он состоит
из rлавноrо насоса, насоса для охлаждения поршня и отсасываю-
щеrо маСЛЯНОl'О насоса. Последний имеет три шестерни и работает
как двоЙной насос. ПредохраНlIтельный клапан rлавiюrо насоса
и управляемый термостатом клапан контура ОХJJаждения поршня
представляют собоil часть узла маСJlяноrо насоса н предохраняют
ero от повреждений при переrрузке во Время пуска холодноrо дви
rатсля. Шестерня холостоrо хода, которая передает вращение
от коленчатоrо вала к валу маСJIЯllOrо насоса, смонтирована на KOp
пусе масляноrо насоса.
Топливо подастся в цилиндры двиrате.'1Я двумя шести плунжер-
ными насосами (диа:\lетр плунжера 12 JИ.и) , установленными после-
довательно 3 пространство между рядами цилиндров. При этом
расположении трубопроводы BblCOl<Oro давления получаются корот-
кими и одинаковыми по длине, что важно для быстроходноrо двиrа-
теля. Специальная форсунка имеет стандартный распылитель
с восемью отверстиями диаметром 0,3 Iotlot. Под!<',ачивающий насос
для устранения образования пузырьков пара в трубопроводах при
работе двиrателя на керосине рассчитан на несколько повышенное
давление (1,75 К2/см 2 ) по сравнению с обычным.
Двиrатель пускается от электростартера мощностью 18 Л. С.,
nllTaeMoro от сети напряжением 24 в. Число оборотов стартера
в 12 раз преВblшаст число оборотов коленчатоrо вала. При пуске
в нормальных темпсратурных условиях число оборотов коленчатоro
вала равно 150 в минуту. Наличие ручноrо переключения шестерни
стартера уменьшает опасность ее ПОЛОМI<И при пуске двиrателя
в холодное время. Минимальная температура, при I<ОТОрой двиrа-
тель надежно пускается, равна 20.
Наддув ДВИrателя производится двумя турбонаrнетателями
(по одному на каждый ряд цилиндров), смонтированными на заднем
конце двиrателя. Применение двух наrнетателей BMeCTQ vдtюrо
I\hi1BaHO жетшие\оt у,.!t'НhIПИТh rабариты Д5иrателя.
.12R
* 35. ОТЕЧЕСТВЕнньtЕ ДИЗЕЛИ
Научно исследовательским тракторным институтом (НАТВ) COB
местно с Владимирским, ХаРЬКОВСI<ИМ и Липецким тракторными
заводами и Харьковским тракторосборочным заводом разработано
семейство дизеJlей с воздушным охлаЖДением (табл. 57), унифици-
Таблица 57
Четырехтактные отечественные дизе.'1И с Ilредкамерой
(п == 1600 об/мин, D == 95 мм, S == 120 ММ. степень сжатия 18)
I MarKa
I
I
I
Д I6 I
д-зо
1.v,ОЩIIО(:ТЬ Число ! Л"тра", Вес ДRиrа
I в А. с. .,ИЛ'I'JД; 08. дnиrате..'НI те..'tя D ке
I ! 8 А
. I
I I I
I 1,7 I 200 !
3,4 300 I
. _ .. ._ . c.. _ . .
CI'eAHCC I I "" <:хе)4Ы
эФ1>еКТН8 Лltтrовая воздуш-
Ное AaBJ1e- '-tОЩНОСТu Horo
нне I в А. с./А тракта
8 " /C/If' I i (фнr. 91)
16
35
2
4
5,3
5,8
i
9,42 i
10.3 I
4 B
6-В
рованны.х между собой по мноrим детаЛЯ 1. Основной модеJIЬЮ этоrо
семейства является четырехцилиндровый четырехтактный трю<тор-
мый дизель д зо (фиr. 261, 262 и 263) с вертикальным рядным рас-
положением цилиндров. На двиrателе применена предкамера цилин-
дрической формы с одним центраЛЬНЫl\l соединительным каналом
и относительным объемом несколы<о более 30%. Топ:шво подается
насосоМ с танrенцнальным профилем кулачков и распыливается
штифтовой форсункоЙ, отреrулированной на давление 125 Kl/CJ\t 2 .
ПринятыЙ способ смесеобразования с маКСимальным давлением
сrорания в rлавном пространстве ниже 60 Kl/cM 2 обеспечивает полу-
чение УДОRлстворительной топливной экономичности при хороших
пусковых I<ачествах двиrателя. Вследствие малоrо внешнеrо Диа-
метра предкамеры сечение воздушных каналов rоловки цилиндра
несколько увеличивается, а ОХJlаждение ее улучшается. Сравнительно
большие межцилиндровые расстояния (140 .М,") дают возможнuсть
уменьшить мощность, потребляемую вентилятором. При этом дви-
rатель имеет небольшой литровыЙ вес, несМОТрЯ на оrраничеННое
Применение леrких сплавов в ero конструкции.
Картер I<РИВОШИПlюrо мехаНИЗll.lа (см. фиr. 122) представляет
собой rладкую со всех сторон коробку I отлитую из чуrуна. К перед
нему ero торцу прикрепден болтамн стальной лист, преДllазначен
ный в основном для установки топливноrо насоса; в этом случае
не нужен боковой прилив к картеру. На ЭТОМ же листе УI<реплеи
масляный насос, а распределителhНЫЙ вал и ось ПРЩlежуточной
шестерни (фиr. 264) проходят в отверстия в листе с БОJIЬШИМ зазо
РШ.I. К листу крепится крышка распределительных шестерен, отлитая
IIЗ аЛЮМИlfиевоro сплава. К заднему TOPUY картера двиrателя при
вернут чуrунный кожух маховика. В переrородках картера, при-
дающих ему поперечную жесткость, размещены опорные подшип-
ники коленчатоrо вала. В расточках верхней плоскости картера
на сравнительно БОЛЬШQМ расстоянии друr от друrа установлены
429
430
- r--
..-
"
I
,
.
->
"
<,
-.
a
r
1)
...
.
..)
(
\
.. --......
Фиr. 261. Двш"атет. д.з!) (вид со стороны beIITI-I.1ятора)
" '1
- \
, ..............
, .
.. -
-.'
f
1.
--
.
.
\..
,.-
.
\
Фиr, 262. Двиrатель Д-ЗD (ВIIД со стороны 'fоп:шв-
HOI"O насоса).
1
!
I
!
I
I
i
I
i
I
I
i
I
I
Фиr. 263. Р
аз резы двиrателя д зо.
l
индивидуальные цилиндры. Нижняя часть картера закрыта штампо-
ванным из стали ПОДДОНОМ.
На правой стороне картера (со стороны маховика) установлен
вентилятор охлаждения, приводимый во врашение одним клиновым
ремнем от шкива на переднем конце КО.'lенчатоrо вала. На этой же
стороне установлены элеl<тростартер и reHepaTop. ПеР€.'ДБижением
последнеrо ПРОИЗБОДlПСЯ реrулирование натяжения ПрИВОДноrо
:Фиr. 264. ПРIIВОД rазораспределения двисателя д зо.
А'Д
ремня. На IlрОП!ВОIlОЛОЖНОЙ стороне размещены топливныЙ насос
и топливный q:ИJIЬТр. Коленчатый вал пшшоопорный, с пустоте.11ЫМИ
шатунными шеЙI<ами. без противовесов. Вк.падыши r,,1aBHbIX и шатун-
ных подшипников изrотовлеl1Ы 113 биметаШIИЧССIЮЙ (сталь алIOМИ
ний) JICIlTbI. Распrер.елительныii nа.11 приводится во вращение Kaco
зу6ыми шеС1СРНЯМИ от колеJlчаl0rО вала и опирается на ТрИ ПОk
ШИПНика скольжения. ШаТУIIЫ IIМСЮТ прямой разъем Нижней l'ОJIOВКИ
и ИХ МОЖНО вынимать через отвеr:стия ЦИЮlНдров.
[оловка liИЛИНДРОВ (фиr. 265) от.rJИвается из аЛlOминиевоrо сплава
в кокиль. отдельно от клапанноЙ корсбки. ОхлаЖДШСllше ребра
расположены rоризонтально с боЛl. u IИ 11'1 шаrом. Патрубки шшраn-
лсны в сторону выхода охлаждающеrо воздуха. причем впускные
патрубки выведены вверх. ВСJlедствие чеrо впусюlOЙ трубопровод
расположен выше оребренной Части rолоВl{И. вне потоиа \lодоrрс-
Toro воздуха. а выпускной 1'руБОПРОВ\lД В зоне э(j'феК1'ивноrо
охлаждения этим ПОТОКОМ. Патрубки r сположены параллсльно
друr друrу и направлению движения Bt зд::ха, ширина их умень.
432
.. ...o.............. ..
'Cl!..l Q.!/CK!I020J
f]oтpIj6..o !---.
l5
l'6 БО1Оl1щ:о
отf";Di:lIЩ!/
1;.',1 1.1
... :ylJ.r../ 7(011;11
r . ':.'[1,1).. I .; .5"'''.
1 .ф : M " » : ! JJ ' j'
" , .-., !.I
... :'I !'
1 . \ .. J r
, : . Q J i: i '
--01.1) I
,,: :.i,:.;' ]
I
1
.........-------
.13: '
28 д. Р. JlUСII<:ЛОВ 40-'
............... . - -- .
шена sa счет увеличения высоты. В rоловку залита стальная камера
сrорания, выполненная как одно целое с футорками для крепления
форсунки и свечи накаливания. Камера смещена в сторону относи
тельно оси цилиндра и наклонена к ней ПОД уrлом 300.
....
f3 125 1
I
IВ'}1Ii
0108
" 105 DI..
!' '
Фнr. 266. ЦитllЦР Дllиr iIТ .'1Я
д ; o.
При отсутствии Jll1ШIJIIХ искривлении воздушных I<аналоп наряду
с относительно БОJlЬШИ:\1 ЖИВЫМ сечение:\1 IIX Д.1Я прохода охлаiКдаю
щеrо воздуха уменьшается rидравлическое сопропш.rlенне rО.l0ВI<И
и воз)\Ожность засорения межр(.б рных кана.l0В. На.lичне указанных
обстоятельств наря,1.У с подачеЙ охлаждающеrо воздуха в первую
очер дь на Kal\lepy сrорания и форсунку обеспеЧlIвает наД.'I('жащее
их охлаждение.
В rОЛОВI<У на rорячей посадке запрессованы чуrунные вставки
клапанных rнезД, а на прессовоЙ посадке напраВJlяющие вту.r1КИ
клапанов, изrотовленные из антифрикционноrо "yrYHa. rоловка
вместе с цилиндром крепится к картеру четырыlЯ СIШОЗНЫМИ
шпильками.
434
Цилиндр (фиr. 266) отлит из QyrYHa СЧ 21 40 с ребрами, КоТО-
рые не подверrаются механической обработке. Шаr ребер выбран
достаточно большим (8 мм)
Д.1Я упрощеНIIЯ их ОТ.'IIfВl<И "
V lеньшения возможности засо
рения i\lежреберных KaHaJIOB.
Высота ребер по ОКРУЖНОСТIJ ци
линдра неОДIJнакова: со CTO
роны обдува она меньше, чем
с противоположной стороны.
На фиr. 267 изобрв>кен перво
начальный вариант двиrателя
д зо с применением двух цeH
тробежных вентиляторов С ДBYX
захоДНЫМИ рабочими l<олесами,
смонтированными в ОДН01\l Ha
правляющем кожухе. Каждое
двойное рабочее колесо обслу
живало Два ЦИ.1IИндра, что C03Дa .
вало идентичные условия охла
ждения для всех цилиндров.
Однако эта конструкция отли
Qалась определенноЙ сложно
стыо, И В качествс окончательноrо варианта БыJI принят осевой
веНТИJIЯТОР (фиr. 268 270). Рабочее колесо имеет восемь лопастей
специаЛЫlOrо профиля и отлито из алюминисвоrо сплава. Направ
ляющий аппарат имеет 19
лопастей также специаль
Horo профиля и отлит из
аЛlOминиевоrо сплава BMe
сте с направляющим коль
цом. В ступице направля
IOщеrо аппарата устроенЫ
каналы ДЛ51 подвода масла
к центрифуrе для eru
очиспш. Корпус центри-
фуrи притянут к рабочему
колесу вентилятора цeHT
ральным болтом и вра-
щается одновременно с
ним на ОПНОМ ва.'1У.
При соединении в одном
узле вентилятора и цeHT
рифуrи для послеДней не
требуется специа.lJьноrо
места. Масло, протеl<ающее
в ступице вентилятора,
изrотовленной из алюми
ниевоrо сплава и снабжен
435
<JI .
. .
,
....
1t ,
\
f
ФИr. 267. ПерUОllа'lаЛЫlыil BaplfallT ДВlf
rатеJ1Я д зu с двумя uеllтробеЖНЫМJ\ BeH
тилятора1-Ш.
Фиr. 268. ОССI!ОЙ в('нти.'1ятор Двиrателя д зо.
28*
' '
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
i
I
i
I
i
i
I
.....
"
<а
l
I
ill
... <
..:t- " .:s
cl"' t3
<, l
<:::>
<-:;'
\ "t:>
r.
I
й a (; o; 8 T. ::':;.' . i. ' ;/ "=' . . .11
, I '/, 1 1 / ' I ; т;, Т.;: !. :;' 'Т';' Т!::.'i ' Т !JI ! !I: ' r!
!: !: i: i: :1 1 цТ Ш I i::' !{ i: !i 1 I f i ; i i 1;!: H !:f; ! "
2,75 4,34 0.";9 2.87 4.,,4 0,52 3,С! 4,74 O.r,., ,\,11 .1,!11 (..,61.'.1.. :'.13 0.5,1
4.12 4.!'8 11,19 4,31 6.2 О.2 4.5 5.43 0,21 .1,69 5.б';! U.22 1 4.88 5.9'1 0.23 ,
5,55.450.11 5.756.690.11 6,0 5,940.12 б.25 (;,19 I O'12' 1 6'5 б.430.13 !
8,25 6.03 0,06 8,б2 б.З 0.06 9.0 б.51 О.Об 9.38 б,R.) О,Об 9./5 7.12 1 I;,Об I
11.0 6.57 0.03 11.5 6.66 0.03 12.0 7.17 0,03 12.5 7.4б 0.03 i 13.0 7.7б и.ОЗ ,
Iб,5 6,б О ,!.2.5 6, . О 18,0 7.2 () ,1 ,7;' 7,:;, О 1 !f}.5 7.8 О i
22.0 6.44 О 2з,0 6..,j О 24.0 7.С2 (1 2:0.0 7.,JI I о 26.0 7.61 О.
27.5 5.86 О 211.7 6.12 О ;:;0,0 6,3" О 31.2 б.65 О ,32,5 6.!'t.2, О
33,0 5.03 О :]4,5 5,26 1 о 3б,О 5,.19 О 37,5 5.72 О I I.O 5.!'5 О
38.5 4,04 О 140.25 4.22 О 42.0 4.41 О 43.75 4Д1 11 5.5 4.78 (J
4-1.0 2.8:1 О l б,О 2.96 (1 1 411.0 3.09 О . З.2 i о . 3,3g О
49.5 151 1 о :.1.75, \,6\ \ U ,,4.0 '.6к О "".25 1 1.7 I о ..,1\." I.B О
52.2 0.88 О ,54.6 1 0. 2 о 57.0 0,96 О 59.4 1.0 О ;бl.7 1.04 (J
! i
.. ей 06 6 тo..T.;'; 1
YroJl уста ноои Jf .10паСТIf D Сf:'ЧСIНfJf
25°15' I 26°.;1]' 27°.1;;" I 29°0' ,' I
Фиr. 269. Рабочее колесо вентилятора двиrатсля д зn.
436
ной напраВJIЯЮЩИМИ лопастюш, обдуnаемыми ВОЗДУШНЫМ потоком
большой скорости, интенсивно охлаждается. Недостатком данной
конструкции является возможность попадания маС.па на оребрение
rоловок и цилиндров.
Вентилятор, ПрИВОДИi\lЫЙ во вращение клиноременной передачей
от коленчатоrо вала, на номинаЛЬНО f режиме работы двиrателя раз-
вивает около 5200 об/мин и при ПРОИЗБодительности 1800 J1t 3 /час
создает полное даВ:lение около 100 Ke/At 2 . Натяжение ремня произ-
:-
!SI ""
$
) s
.f
.. ""
, i
'&
фЩ'. 270. НаlJраВЛЯЮЩIIМ .шпарат nеНТlt.1ятора ДШlrате.lJя д зо.
водится Б зависимости от назначения ;J.виrателя, rенсраторш.r или
специа.'IbНЫМ натяжным РО.IIИКОЫ. Корпус ВСIПИJ1Я'roра прикреп-
леll при помощи хомута 1< крышке распределительных шестерен.
Направление воздуха к ребрам rOJlOBOK и цилиндров осуществляется
Jlеrкосъемным КОЖVХО I. ОТШТЗ\lПованньш из листовой стали.
Топливоподающая система Вl<лючает стандартные топливный
насос 4ТН 8,5х 10 левоro расположения с центробеЖНЫ:\f механи
ческим l\lЗлоrабаритным реrу.rтятором и штифтовые самоочищающиеся
форсунки с распылителем JO x 1,5, отреrулиропанные на давлс
ние 125 Ke/cJH 2 . Предусмотрена также ВОЗМОЖНОСТЬ постановки OДHO
ПЛУНЖерноrо топливноrо насоса.
На фиr 271 изображена схема смазки двиrатеdlЯ д зо, rде направ
ление потока масла указано стрелками, Масло засасывается через
заборную сетку ЦIf.11ИНДРИЧССКОЙ формы, монтируемую 8 "омоне,
и подается К центриф те шестеренчаТЫ:'.1 насос(щ, ЛРИВQ,J.ИМЫМ
437
17
18
Очищенное масло
....;j==J: елиН или переЛI/СII
масла
<:=:::3 l1аСЛЯные пары
УА У Отложения
!
';. gr:i I 1
0.0. o.p-и x o tr.....
.... .....0 .Р-t:t: g.= ...,.сз._
QI IБ з g
g >'I I I
..g- =t: ..,.r:;;: {J ; J
x и и X .....
м ;;. I g н ;; :f. ,., i!
= I CI
; Е ; «'5 Б
Е о ж I 1
5
Q :s: >. s=,=._ y. l
:s t:s:gg g 1
и E и >. Ъ
2 o :s: 5 = 1
; t: t:>'lg ,
; Ж.....
8 1 >.g-.. g;.g. ;:
gIБ t =
Еж =
; Q ;t: зl
g @ I g
1 ! tili!f lii
Е-- gg- :; I g. i I 3
2 З t
X=O X O
is::o(l)xo'- g-ii3;i..-. .....
I cg .....
и 'Ш Е
= З : g =
lu ro Q
351 i
j! 1 .d.....-. ос:D.5;о! :; .
u Б :g&I
u .. :s: :r: I *
Q.Q.[....,С'З uD:..a:S::S:--- u
....o e 5 o o
r..... :I: I О Б:Е'_.;;(':)5
C'I g- t:;:Q.О :!:;f---к::;С'3 ...$.
t5u Ud
' 6 ; EI
е ,: g a = g
utзg "" Q. 50 gоl
u I
:c gt: o c o !
g.g ...g- :: .....
Ж U Q.= = I
C o = o >.
I; g""' e,
Qugglg=o и
... ;i: u D:. О. i 2- :;: 2. 2 I
o O t:
; B J t ,
If--- = =
g t: з g 3 1
i e I 7
t"'t о C<:J ::: = "'::: t:;: :u t-... I:i .
g gC'3
I o u5
I r
xQ Q ;i: i
t ci Q
Q :s:Q.:t'-..::ff--- ЖоUо
I g ::;: Q I <:: I
:S:oO:OO=C)(:: o'2S0C'<>l
.....:!'ut:;u....=t:t.C\.J3c::rt:C":) t:
во вращение парой косозубых шестерен
от переднеro конца коленчатоrо вала.
От центрифуrи оно через реrулировоч
ный клапан подводится к среднеЙ опоре
коленчатоrо вала, а затеJ\1 по со ответ-
ствуюшим отверстиям направляется ко
всем остаЛЬНЫII'! коренным и шатунным
шейкам, а также к подшипникам pac
преде.НIТелыюrо вала. В l{лапанную
коробку масло не подается. Простран
ство клапанноЙ коробки сообщается
небольши!\-! отверстием (фиr. 271) с впу
скным патрубlЮМ, вследствие чеrо в ней
создастся разрежение, вызывающее по
ступление паров масла из картера дви
rателя через отверстия в толкателях
по зазорам между штанrами и их кожу
хами. Пары конденсируются на срав-
нительно холодноЙ поверхности l<рЫШКИ
клапанноrо механнзма и масло по при-
ливаl\1 на ней стекает в i\ШСJ10У.lJовитель
ные отверстия KopOMbIceJl. Преимуще
ство этой схемы состоит в устранении
течи MacJla через уплотнения коленча
Toro вала, цилиндров и кожухов штанr,
а также попадания ero на охлаждаю
щие ребра rоловок и ЦНШlНдров. Вместе
с тем требуется более внимательное
наблюдение за плотностью соединения
l<рblШКИ и rо.IJОВКИ цилиндра, так как
в противном с.пучае в К.lJапаНIЮЙ KO
робке не будет разрежения и клапанный
механизм окажется без смазки. В си
стему смазки включен масляный раДиа
тор, устанавливаемый по особому заказу.
Двиrатель снабжен RОЗДУХООLIИстите
лем с тремя ступенями очистки и aBTO
матичеСКИl\! удалением пыли. Для облеr
чения пуска с помощью электростартера
в холодную поrоду в предкамерах YCTa
новлены свечи накаливания. С этой же
целью Двиrатели снабжены деl<О)\Шрес
сионным механизмом, состоящим из тяr
и соединенных с ними эксцентриков
(валиков с лысками), воздействующих
на толкатели впускных клапанов. По
добная конструкция позволяет леrко
осуществить дистанционное управление
декомпрессионным механизмом.
439
ДИЗСJ1l> Д I6 (фиr. 272 и 273), выпускаемый Харьковским траl<'
торосборочным заводом, является двухцилиндровой модификацией
дизеJIЯ д зо. На нем также применена предкамера с одним цeH
тральным соединительным каН2.'10М сравнительно большоrо диа
метра. Но в ОТШlчие от двиrате.'1Я д зо каыера, изrотовленная
ИЗ стали, закладывается в канал, выподненный в ro.'10BKe, и при
ЖИ:\1ается к седлу при затяЖl<е форсунки. Картер кривошипноrо
механизыа этоrо ;щиrа1'Е'.'JЯ О1'.'1ит 113 чуrуна 1(8K ОДНО целое с кожухом
.,
.,"
. ..,
\ . I
's.
:
I
c.
./ J
J
" ..... ,
{!,.
, .
t
...
1 t"
1\) : .,
; . ': С
--
,.....,.
,
С'" \, .
. . .
, . ,
. , : I ',r. ., , ' "
','.. . "
.' ' ,.
., .. '
....
"'"
".
.<
...
,
(,
"-
:-)'
/
ФIl1'. 272. 1.Il1С:lIIше UlЦЫ ДИЗ .lfl Д.l6.
МаХОI3I11\8 11 С боковым прИ.'НIВо:\l для установки ТОП.'1нвноrо насоса.
Коленчатыif вал вращается на трех ПОДШИПНИl<ах. Противовесы
ПОi\lещены на ШЮlllе ПРНВОДа вентилятора н на маховике. Диаметры
шатунных \1 кореННЫХ шеек ОДIlНШЮВЫ {БО Jи.,t). Распреде.JIитеdlЬНЫИ
вал вращается на двух шарИКОПОДШИПНlIках.
lIилин;J.РЫ и их rоловки несколько иноЙ КОНСТРУIЩИИ, чем у дви
rатеJIЯ Д-ЗD, и отлиты из чуrуна
Подобно перпоЙ модели дизеля Д ЗО ЦИ.'1lшдр крепится к картеру
за нижний установочный фланец, а rоловка соединена с цилиндром
шпилькз:\ш, ввернутыми в бобышки, расположенные в ero верХНеМ
поясе. Впоследствии предполаrается переход )( креплению цилин
дров и их rоловок общими ШПилькаМИ с заменоЙ материала rоловки
на алюминиевый сплав.
Вентилятор двиrателя Д 16 (фиr. 274) отличается от обычноrо
тем, что с целью уменьшения rабаритов в ра;щалыюм направ.пении
КОЖУ4 (<<УЩП'КВ») ero развернут частично в осевом направлении.
140
I
I
i
I
I
i
I
....
"'"
Фllr. 273. Продо.%lJыi'. 11 поперечш,!ii pa:ipe:ibI дизеля Д ]6.
Рабочее KOJleco с целью создания идентичных условий охлаждения
обоих цилиндров сделано с двусторонним входом и имеет радиально
выходящие лопасти; оно вращается на двух шарикоподшипниках.
Вентилятор приводится во вращение одним КJIИНОВЫМ ремнем
от шкива на переднем конце коленчатоro вала. Натяжение ремня
производится перемещением reHepaTopa. Вентилятор крепится бол
там и в верхней части к rOJloBKaM цилиндров и в нижней части
к картеру. Корпус подшипников, выполненныii в виде трубы, опи
рается на центральный кронштейн, установленныЙ на крышке pac
пределительных шестерен, и тем caJ\IbIM разrружающий кожух
вентилятора от усилия натяжения ремня и фиксирующий шкив
A A
.
Фиr. 274 Вентилятор дизеля Д I6.
вентилятора. Производительность вентилятора при 5000 об/мин
(1600 об/мин коленчатоrо Ba.lla) равна около 800 м,3/ час , т. е.
50 .ftt 3 /л. с. ч. при затрате мощности около 0,8 11. с., что составляет 5%
от номинальной мощности двиrателя.
Система смазки двиrателя д 16 несКОЛЬКО отличается от системы,
ПРИJ\lеняеi\ЮЙ на двиrателе д зо, Корпусом шестеренчатоrо масля
Horo насоса служит крышка первоro KopeHHoro ПОДШИПНИ1{а. Масло
подается насосом к фильтру rрубой очистки типа Куна, из KOToporo
оно направляется к коренным подшипникам коленчатоrо вала,
а оттуда поступает в шатунные шейки, подверrаSlСЬ в них цeHTpo
бежной очистке_ Часть масла проходит тонкую очистку в фильтре
АСФО, установленном в параллельном потоке.
На двиrатеJlе применена стандартная дизельная топливная аппа
ратура, а форсунки снабжены распылителю,ш типа РШ 8 х 1.
Пуск двиrателя осушествляется от э.llеI<Тростартера. Для облеr
чения пуска в холодную поrоду во впускном трубопроводе смонти
рован наrревательный элемент, на который из специальной форсунки
при пуске подается дизельное топдиво.
rЛАВА х
КАРБЮРАТОРНЫЕ двиrАТЕЛИ с ВОЗДУШНЫМ
ОХЛАЖДЕНИЕМ
36. ЗАРУБЕЖНЫЕ КАРБЮРАТОРНЫЕ двиrАТЕЛИ
Двиrатели Татра
ЧеХОС,;10вацкоЙ фирмой Татра В 1923 r. был создан карбlOратор
ный двухцилиндровыЙ двиrатель с воздушным охлаждением для
малолитражноrо леrl\ОRОro автомобиля Татра 12. Диаметр цилиндра
и ход поршня этоrо двю'зтеля были равны соответственно 82 и 100,\1-11,
а развиваемая двнrатслем МОЩНОСТЬ 12 л. с. [31 J. Охлаждение дви-
rате.rIЯ ПрОИЗВОДИ 10СЬ потоком воздуха от вентилятора и встречным
потокоr-.I при двнжении автомобиля. От центробежноrо вентилятора,
выполненноrо как одно целое с маховиком двиrателя, охлаждающий
воздух направлялся к основаниям rоризонтальных противолежащих
цилиндров, проходил к их rоловкам и выходил наружу. Движение
воздуха усилива.'10СЬ эжекционным действием встречноrо потока,
охлаждаlOщеrо также I'О:IOВКИ нилиндров, выступавши<, за пределы
рамы автuмоби.rш.
КОНСТРУКТИВНО каждая rоловка была выполнена вместе с цилин
дром. На базе первоrо двиrателя была разработана I<ОНСТРУКЦИЯ
четырехцилиндровоrо двиrатеdlЯ Татра 30. также с rоризонтальными
противолежащими цилиндрами. заТеJ\'1 модели Татра 52 и Татра 57,
прнчем у последних два противолежащих смежных цилиндра были
изrотовлены как одно целое с rоло13кой. Друrие эле).Jенты преды
дущих КОНСТРУIЩИЙ были сохранены без изменения.
На основе двиrателя Татра 57 в 1934 r. был разработан восьми
ЦИ.НlНдровый двиrатель Татра 77 [131 мощностыо 60 л. с. с диа
метром цилиндров 75 JИ, I и ходом поршня 94 M, I, устанаВJlиваемый
в задней части аВТО),lобиля. В дальнейшем путем увеличения диа
метра цилиндров До 80 ,ИJf МОЩНОСТЬ 3Toro двиrатсля была повышена
до 70 л. с. (двиrатели Татра 77А и Татра 87).
В обоих последних двиrателях с восемью V обраЗIIО расположен
ными (с yr. I 1OM развала 90°) цилиндрами применены независимые
центробежные вентиляторы (по одному на каждый ряд цилиндров),
приводимые в движение ременной передачей от коленчатоrо вала.
На двиrателе Татра 17 охлаждающий воздух имел направление
443
движения от ОСНОJ3аШIЯ )< rоловке цилиндра; на ДВИI'атеде Татра 87
применена поперечная продувка. В соответствин с этим ИЗ1\lенено
направлеllие вращения вентиляторов и относительное расположе
ние их кожуха, выходная 'laCТb KOToporo перенесена наверх. Это
сделано :ЦIЯ направления основной массы ()ХЛЮl\дающеrо воздуха
к r().fJORI,aM ЦИ.nlНЩРОR.
На осн()ве д[шrателя Татра 87 БЫ,lа разработана моде.'IЬ Татра 97
с четырьмя прnтшюлежаЩИ;ШI цилиндрами. а : <lTeM :\юдеЛL Татра 600
с анаJlOrичноii схе:\юiI раСПО.rIожения ЦИJ1ИНДjЮП. В последние rоды
фирма I3bIllycl<aeT двиrате.'lЬ Татра 603.
В ОТ.'lИчие от :.r.изелей карбюраторные ДВI!I',J"I ,IIИ Татра имеют
неразборные IЮ.1lенчаТhlе na.rlbI обычной )<тIСТРУI<ЦИИ с ()порами
СК().'lьжения. ЦIIдИНДРЫ. так же Kal< и у Дllзе.1С'И. IIЗI"UТОВ.IШЮТСЯ
нз чуrуна, ребра точеные. нричем IlOС.1еДНие I'Шt:'IOТ раЗ.1ИЧIlУIO высоту
/10 оси ци.rннцра.
Из перечис, енных :\lOделеЙ наиБО,fJЬШИЙ ИНТерес представляет
.'I.виrате.fJb Т атра б03.
::I. в и r а т е 'I ь Т а т р а 603
.1ВИI ате:lL, Тюра G03 (см. табл. 2б) ВЫПУСI<аеТСSI н двух i\ЮДИфИ
"ациях: Таl'ра 6U3F мощностыо 100 л. с. при 480О об МИII (ранее
I11\H\l RU .1. С. "ри 4000 06/:\-II1Н), устанаВ.lиваемый на .1erKoBoM anTO
1\!ОUИJlе Татр а БUЗ в заднем <:'1"0 отсеке. и Татра БUЗА 1\IOIIЩОСТЫО
7f1 1. с. IIРИ 4200 об 1\11111, устанаВJlиваеМI>IЙ на двухосном rрузов()м
:нпо:\юби.rн> RШ'()IЮЙ IlрО.'Ю.1,ИЧОСТИ Татра fЮ5 I'РУ3()ПОДЫ'1\I
J!ОСТЬЮ 21;'J т.
.J.Rиrзте:lI, Ta"lpa tiiJj {<!JlIi', :пь 1] 276) ВUСI>:\НЩII:IIIII.:J.РlJliЫII V образ.
II..IH ()'I"OJI разва.ТlН 90 ), с RСРХIlt:'клаrIШIНЫ:\) раСllрс:.r.елt'IIIIСI\l.
На ДВllrаТt',lt' устаНОВ,;lСНЫ .J.J3a осевых веНТII:нпора. по одному
lIа каждыЙ рИ;I. ЦИЛИII.J.РОИ. "Рl1водимые во вращение К,!lИнореl\JенноЙ
lIередачеЙ от I<ОJlенчатоrо ва.'1а.
При установке двиrате,;lЯ на l'рУЗОВОЛI аВТО1\lOбllле Таl'ра 805
вентилятор иаrнетает воздух под напраВ.'IЯЮЩllii IЮЖУХ, затем этот
воздух подается ПО;I. даВ.'1ением в Лlе>l<ребеРllые каналы ro.'10BOK
и цилиндров. При установке двиrате.1Я в а 'I.неЙ чаСТII леrКОDоrо
автомобиля Татра б03 применяется просаСLшаШlе воздуха через
I\lежреберные I\аналы. Как в TO;l.I, так и в друrО f случае осуще
ствлено автоматическое реrулирование IЮЛl-lчества ПСДаваемоl"O воз-
духа при ПО lOщи термостата (фиr. 277), упраВ.rIяющеrо дроссельным
клапано:\), реrУ.'lИРУЮЩН 1 l3е"lИЧИНУ сечения BbIxo.J.Horo канала.
Охлаждение :\lac.1la ПРОIIЗВОДИТСЯ установленны:l.lН внизу по бокам
I,артера ДВУ:\.IЯ мас.'lЯНЫЫН ра:щатораМII, через котор:,;е проходит
часть воздуха, отводимоrо ИЗ-ПО.J. направляющих I\ОЖУХОВ.
ВеНТliJlЯТОР (фиr. 278) состоит из рабочеrо KO.leca. I-Iаправляю
щеrо аппарата, корпуса, вала н ПОJ,lШIПНИI<ОВ. Рабочее колесо свар-
ной конструкции изrотовлено ИЗ листовоЙ стали и "меет 10 лопастей.
В корпус вентилятора, выполненноrо нз аЛЮ1\lиниевоrо сплава,
залиты 26 лопастей напраВЛЯlOщеrо аппарата. Производительность
444
13t'нтн:ш юра на pCil\ll:\le i\'Ю<СII:\н:!.lЫЮЙ мощности (ВО .1. С., 4000 о(jiмин)
равна зооо -НЗ/Чi/С IIЛИ 7,5 .нз/л. с. ч. при CTaTII'!('CI<OM ЩШ,lЕ'НШI.
создаваС;VI(Ш I3CHТII.lflTopOM, ОКD.l1Q 75 Kc':,\t 2 . П рIlЖ'рНО 20 '.',) 113 этоrо
КОЛll4ества UО.1духа идет На охлаждение Щlс.rННIЫХ ра;tI1аторов.
KarTCp :Шllrате.lfl отлит из аЮО 1Иниевоrо CIl:laua 1I IHI('('T оБЬ!'I-
нуlO при V "браЗНШI расположении ЦII,lИНДjЮВ конструкцию с 1Iа/{.'IОН-
HbIJ\1Н ВСрХ IIЮШ !J.'II)СI<ОСТЯ НI ;lJIH устаНОВl<I1 ЦИЛJIII.1.РОI3. 01 всрстин
IIОД УСТЗlIOВI<У ЦИ.'IIIIIДР(Ш ин .1t'IЮЙ СТОрОIlС (110 ХО.1У :1 IПО,\Ю()И.;) я)
.
,- '1: ?:
(
""
( .,
,
I
t" \
....... "- . &
.
p .. . ... ,...-..,.
, {
L.
.
rr'I,r 17:". )1.1чrr-:н :! . r ;пр:] I;( .
СJ\lеЩt'I!Ы ВII('jН'Д 01"110('11 it'.'IЫЮ отверстиЙ 11<1 l!р<lIюii CTOj>OHt' 11<1 ШJlрИНУ
нижнеЙ lIIaTYHl1uii rо:юпки, т.ш 1«)1{ на I<ЮI<доi-i шеике IЮ:IСН'I8ТОП!
вапа установлено по два UloTYHa. Коренные 11O.1.iШ!IIНlIКII КОJlеll'lаТОПI
Ba.'la раСПО:Юil<СНЫ D поперечных ПереrОрО.'l.ках картера, I<оНСТРУIЩИЯ
KOToporo ВЫIЮ,:lнсна ДOCT<1ТO'IНO жесТlШi'l. К I.;артеру ПJшвернут
маС.'Iяныii по.:иОll, ОТLIIТЮlПоваНJlыii из .'lИСТОlюij СТ311И. Коленчатый
яал с ПЯТJ,IO J(ОIН'IIlihШИ 11 чеТЫРЫIЯ шаТУШIЫ\III lUt'iil\а\Ш отwтю1ПО
ван вместе с противовесами. BC.rн .'I.CTBHe ПРlшенеНIIЯ L!.'1IO\lIIНl1eBOro
картера, ш<ладыши lюренных под.wипюшов IIЗI ОТОВ.'lены ТО.lстостен-
НЫМН. Распре.1.l'лите.:'J[,НЫЙ Н8.;), обслужнваЮЩИl1 BC ЦIIJIIIII.'I.РЫ и YCTa
НОВJlеllНЫЙ на ШIТИ опорах (расточнах в картере), ПJШ130;lIIТСЯ во Bpa
щсние pO.iIllKOBOii трехрн.'I.НОЙ цепью от звеЗДОЧI<JI на передне 1 Iюнце
КО.'lенчатоrо вала. B .!)eДCTBHe центра,lЬНО раСПС:ЮЖСlllюru ваJIЗ
4.13
'У ! """
;-'>-'6
/",
@
I
Q
Ib
о
',-
,t
I (х
..
/:
" -
I ,. :
() . ,' *"
"" 111 ;/ /' --;:' "
I
, (' :)
11
"
,'" --'..
:.... ,j
ф-
J IIIШlОI
аОООООDDD
, J()DDDDDDIIIНI
,1, 1
"
Фиr. 276. Разрезы двиrа
штанrи толкателеЙ при охлаждении наrнетанием находится со CTO
роны выхода охлаждающеro воздуха, поэтому зазоры n I<лапанном
механизме поддерживаются постоянными. Этому же Сllособствует
и малая длина штанr. Прерыватель распределитель приводится
во вращение от переднеrо конца коленчаТОI'О na,na шестернеii со спи-
ральными зубьями, служащей одновременно длSI ПРlIвода масляноrо
насоса.
rоловки цилиндров (фиr. 279), отдельные для I<аждorо цилиндра,
ОТJIИТЫ из алюминиевоrо сплава. Большинство охлаждающих ребер
на этих rоловках расположено перпеIlДИI<УЛЯрНО оси ЦИ.1ИНДРЗ.
Ребра, соединяющие патрубки с нижней частью rОЛОВIШ, располо
жены параллельно указанной оси. В соотвеТСТВIIИ с полусфериче-
ской формой Kai\lepbI сrорания I<лапаны расположены под уrлом 750
друr к друrу. Каждый кла.пан снабжен двумя пружинами. В rоловку
446
-
Н'.'1Я
Таl'ра 003".
запрессованы чуrунные направляющие втулки клапанов и бронзо
вая ВТУЛl<а ДЛЯ СВСЧII зажиrаНIfЯ. Чуrунные вставки rнезд клапанов
посажены в rоловку на rоря'lСЙ посаДКе. [оловка вместе с цилиндром
крепится к картеру шпилькаi\Ш, ввернутыми в переходные резьбо
вые втулки, которые, в свою очередь, поставлены на туrой посадке
в тело картера. Прокладки в местах прилеrания rоловкп к цилиндру
и ЦИJllшдра J{ блоку отсутствуют.
Как И у друrих ДВllrателси фирмы Татра, цилиндры изrотовлеllЫ
ИЗ специаJlЫlOrо чуrуна и имеют точеные ребра. ПоршеНL обычной
КОНСТРУКЦИИ, но имеет три компрессионных кольца.
Питание двиrателя ПрОIlЗБОДИТСЯ СДвоеННЫJl! карбюратором Солекс
(с падающим потоком), установленным в пространстве мсжду цилин
драми над впускным трубопроводом. Последний подоrревается
отработавшими rаза:.ш. Система смазки отличается от обычной вклю
447
Фиr. 27В. Вентилятuр
,lR1I!'!I'fI'.'1Я Татра 60З.
, : ((е.: .:..
:,: '
.
. .
;.
,; (8 }
Фиr. 279. rO.lo\JKa UlI-
лнндра динr!пеля T!lT
ра 603.
I
I
I
I
I
....... ."
i
. , "- "-
'",
.
';-18
'Iением в нее двух !ЗС.f]ЯНЫХ ра;щаторов, liO.].<1ЧСЙ :I.!Зсла по канадам
в штанrах для смазки клапаНноrо MeXaJ I!I:I;\Ia и на.Пlчием отверстий
в нижних rоловках шатунов для rюднчн "rаСJШ на стеНl<И цилиндров.
Двиrате.1IИ ФОdlьм\шtrен
Фирма ФО,'II>ксваrен (ФРr) после 1945 r. наладила массовое
ilРОИЗВОДСТВО lаЛОЛИТ!1ажных 3ВТОi\lоБПJiСП с д.виrате.1t':I;r воздушноrо
,)Х.lIаждения.
II
".
'\
I
.
': '41
Jml,
(.1-----. , .
,
I .
'"
,...t .J!:
. . '...
,.,.......... . :":::: .
.......... ..
,1r'
.......
, .
. """
'-:,;,
"''\
1 .'!'
\. ,
'..
,
...
..,-0/
1М............ . "'
..
....
.1'''.'
...,
1)
'
I U. ..'
..
I
. .
J I
'Iffl'
=
.. .
.......
К1
:- j.
.
'.
........
. ,.......
ФIII'. 2IJ! 1. P.. lp(':JI.1 .J,:lIirат...'1Я Фо.'1J.КСllаrен.
I\ОНСТРУI<ЦИЯ двиrатеJIЯ ФО:lь)(сваrен (фиr. 2БJ) , как oAHoro
Ч3 наиболее распространенных, представляет интерес.
Умеренные зна'lения JJJ.IТрОВОЙ мощности (25 л. с./д) и средней
корости поршня (7,25 JtciceK) ЯВЛЯlOтся одними из УС.10ВИЙ, обеспе-
чивающих высокую долrовеЧl10СТЬ двиrателя. Он Иi\Jеет четыре r()ри
З0нтальных противолежа,ЩИ)" ЩI 1ЮIДра, что вполне отвечает усло
29 д. Р. llоспсrJOJI 40') 449
виям ero заднеrо расположении на автомобилс. Крощ TOro, двиrа
тель при тз!юм раСllоложении ЦИЛИНДрОВ ЯВJНIСТСЯ rючти ПО.1НGСТЬЮ
уравновешеllllЫМ Охлаждение двиrателя ПРОИ:ШОДИТСSI от цeHTpo
бежноrо вентилятора, расположенноrо над ЦИJllШ,J.раl\1l1 И приводи
Moro во вращение клиноременноЙ передачеЙ от I<ОЛl'нчатоrо ва.1а.
ОХJlаждаЮЩIIЙ ВОЗ;J,ух забирается из rlOД KalloTa (фllf. 281) aBTO
моБИ.1Я И crleUlla.fJbIlbI:\1 кожухом нзправ.lяется ВШIЗ в межреберные
каналы. Под кожухом веНТ!I.fJятора воздушный IЮТОК СllециаJ1ЫlЫМ
рассекателе l разде.fJSrется на две части. Кажд.ая из этих частеii идет
на охлажд.еНllе двух ЦИJJlШДрОВ, раСПОJIOЖN!НЫХ с одноi'r стороны.
"
. ,
.
J
., ".... -. J ... -
, · "t
I
. ,
> ..,
л ,
Фиr. 281. Схема воздушноrо T(Ji!r.Ta
ДDш'ателя ФОЛЫ<СD!II'еJl,
Фнr. 262. C:H' lёI p('ry.111(J0Jl::illl,. Вuз
душноrо IIt1ЮЮI в Дl\llrатсле ФОЛЬКС-
васен.
Из межреберных K3HaJlUB воздух ВЫХО.1ИТ ВШIЗ В специа:lыlеe сбор
ники, а оттуда напрш :шf:.'ТСS! вперед для обоrрева кузова или наза.J.
В окружающую сред)'. 13 одном из сборшшов помещен термостат
(фиr. 282), Уllравляющиii дросселем, ВЫПОЛllенным в виде Bxojllloro
коллектора веНПl.IIятора 11 реrУЮIРУЮЩИМ количество воздуха,
посту"зющеrо в венти.:lSПОр. Под деЙствисм термостата коллектор
повораЧlIвается на шарllllре и изменяет величину щели между BHY
TpeHlleii кромкоЙ коллектора и диском раБО'Iеrо I<o.rreca. Полное
ОТI<рытие I<О.lьцевоЙ щели происходит при теЛlПературе выходящеrо
воздуха 800, Кроме указанноii щеЮI, IIзмеШI('ТСЯ также КОJlьцевоЙ
зазор !>Iежду I<О.fJJIеl<торО;\I 11 КОЖУХО:\I BeHТII.1S!Topa. Снстема реrУ,ilИ
рованнн деЙствует Iвтоматически.
Как показа,J]1I исПытания ДRlI ппел я , при ТС\lпературе ОI<ружаlO
щеЙ среды выше 2О О вход в рабочее KOJleCO остается все время OТI<pы
тым. Время IIporpeBa Двиrателя (ПОI3ышение температуры MaCJla с 30
до 700) при Зal<рЫТОМ входе и работе на холостом ХОДУ COCTaB
ляет 1O 15 MIIH.
Рабочее колесо вентилятора посажено на ваJlУ reIlepaTopa. В p2иo
ЧеМ колесе имсется несколько отверстий, через I<оторые просасы
iJ50
ваетсSl нсбольшое количество воздуха, проходящеrо через reHepaTop
11 охлаждающеrо ero. reHcpaTop и веНТIlJIЯТОР прнводятся в движе
ние клиноременноii пс>редачеii от коленчатоrо вала с передаточным
отношением 1 : 2,3. Натюкение ремня осущесТВЛSlется сближением
дисков ВСДОМОI'О Шl<ива ременной передачи. Двиrате.'lЬ снабжен
сиrна.fJЬНЫМ устройством, соединенным с наrрузочной лампоЙ reHe
ратора и срабатывающим при обрыве ремня вентилятора. Рабочее
колесо имеет 16 заrнутых назад лопастей и вращается с числом
оборотов, вдвое превышающим число оборотов коленчатоrо вала.
По данным испытаннй производительность пеlПII.fJЯтора на режиме
максимальной мощности (30 32 л. с. при 34ОО об/мнн, что COOTBeT
ствует 7750 об/I\IЮI венти.lятора) составляет ОIШJIO 1350 .t.tЗ/ЧQС 1I.'1И
45 .t.{З/ л . с. '1. пrи затрате мощности на охлаждение OIшло 2,5 л. с.
(окодо 8,5 o от I\Jaксималыюil).
Картер двиrателя состоит из двух половин, отливаемых из Mar
нисвоrо сплава в IШКИЮ>; ПОJlОВИНЫ соединеиы между собоЙ шпи.'lь
ка;\ш в вертикальноЙ плоскости, проходящей через оси I<оленчатоrо
и распределителыюrо валов. В половинах l<apTcpa имеются по два
отверстия для установки ЦИЛИН;J,ров. На поддоне, ВЫПОJII-lенном как
ОДНО целое с картером, устроены продольные ОХJIюкдаЮЩI-lе ребра.
В разъе;\lе ,<артера на четырсх подшипниках сколыкения уложен
коленчатыЙ вал без противовесов, имеющий четыре коренные и четыре
шатунные шейки. На переднем конце вала смонтирован и заиреН.f)ен
центральным болтом стальной маховик. На ero заднем конце поса
жена Iшсозубая шестерня привода rазораспределення, шесТl:'рня
с nИНТОВЫ1>Ш зуБЫIМИ привода прерывателя распрсде:штеля и ШКИВ
привода reHcpaTopa. Перпая, треп,я и четвертая (дополнитеЛЫlая)
ОIIОрЫ имеют неразрезные ПОДШИПIIИКИ, а вторая разрезноЙ llOk
ШИПНИI< (с вкла;J.ЫШ<11\IИ). Псрвый ПОДllIIIПШ-\К ЯВJIЯСТСЯ упорным. IЗсе
ПОДШИПIIИI<lI IIзrоroвлены из алюминиеIюrо сплава.
Литоii распределительныЙ вал на трех ПОДШИПНIIках СКО.:JьжеIlИЯ
без втулок распо.l0жеи ниже I<оленчатоrо вала в одной с ним верти
каJlЬНОЙ плоскости. На задне;\1 (фланцевом) конце распределитель
Horo вала укреп.'1сна косозубая шестерня, изrОТОВ.lснная из маrние.
Boro сплава. Пустоте<'1ые штанrи ТОЛl<ате.'1ей, изrотовлеиные из леr-
Koro металла, находятся в зоне выхода охлаждающеrо возд\'ха.
Кожухи штанr имеют rофрировку по KOHuaM для компенсации раз-
НИЦЫ в .'1инеЙных размерах при расширении дета.fJеЙ от lIarpeB8
по вре:'IЯ работы.
Цилиндры отюпы из чуrуна вместе с ребрами, Не I10ДВерl'аемыми
механической обрабОТl<е. Для получения более pBBHOMepHoro pac
пределения te;\-lПератур ребра по длине ЦИЛИllдра имеют неО!Пlllаl<О
вую высоту.
rоловка, общая на двв С!\1ежнЫХ цилиндра, oT"HlТa из а.'llомнние
Boro сплава. В нее запрессопаны вставю\ rнезд клапанов и BBC'pHYTьr
на рсзьбе втулки кррпления свечи заЖIII'ания. rоловка B\leCTe с ЦИJIИН
дра ш крепится к картеру шпильками. Между цилиндром и картером
положена БУ:'-lаЖlIая ПрОI<ладка, а между цилиндром и ЮЛОВl<оii .
медно асбестовая. Кам.ера crораllИЯ шатровой формы. Клапаны
29* 451
расположены в плоскости, параллельной OCSIM цилиндров перпен-
дикулярно направлению воздушноrо потока, и снабжены каждый
одной пружиной. Впускные патрубки двух цилиндров объединены
общим входом, расположенным в середине rО,llОВIШ; выпускные
патрубки. отдеJlьные для каждоrо цИ.rIИНДра, расположены по краям
rоловки.
В системе смазки двиrатеJIЯ (фиr. 283) имеется масляный радиа-
тор, расположенный под кожухом вентилятоrа и ВКЛlOченныt! после
1.1 14 ,5 16
Фиr. 283. Схема системы смаЗIШ ДВИI'ателя фолы(ваrен::
/ маС:ЛЯIlыli раДIlатор; 2' >,;ожух пеНТIIЛlIтора; а рсrУЛИРОВО'lIIыR ВИIIТ "ОРОМblСЛII
КЛ3П.НIЗ; 4 ....... rопопка WTallrlt то..rJ.катепя; 5 кожух ШТ811rи толкателя; 6 WTaHra T0J11<8-
теля; 1 камера сrорания: 8 ПОрШllепой палец; 9 распределIIтелыll! "ил; 10 лро(jК<l
отаерстия д,,1Я спуска масла; 1 1 корпус маС.10забnРllllка: 12 Сетка ..асло а(jорника:
J3 ..... IпеАка расnредс,nит льпоrо папа: 14 бо..'1ТЫ Креплении ."Jюка J.l3С."lозаGОРНИI<а; J .....
трубка маСJlозабориика: 16 клапан отключения "'''СЛlJllOrо радиато!,,,; 17 маслииыЙ
радиатор: 18 маСЛО,,-,меритеJlЫlыА стержеllЬ: 19 сапу".
дователыlO в масляную маrистра.IlЬ. Шестеренчатый масляный насос
смонтирован в цилиндрическом корпусе, УСТЮЮВ.'1енном в отверстии,
расточенном в половинах картера. Хвостовик недущей шестерни
насоса истаВ.lJен В прорезь на торце шестерни распределительноrо
вала.
Питание двиrате.'1Я осуществляется от ОДНОКЮlерноrо I{арбюра
тора, соединенноrо с цилиндрами длинными впускными трубопрово
дами, среДНЯ51 часть которых для уменьшения конденсации топлива
подоrревается от специалыюrо трубопровода, по IЮТОрОМУ проходят
отработавшие rазы. Двиrатсль в зависимости от назначения имеет
MarHeTHoe или батарейное зажиrание.
Тепловое состояние двиrателя при работе ero на режиме макси-
мальной мощности характеризуется следующими данными. Макси-
мальная температура rоловки равна 170 1750, а ци.'1индра 150 lБОО.
Неравномерность температур в rоловке не превышает 350,
452
в цилиндре 25 С , а между отдельными цилиндрами 20 250. Повы
lIIение температуры охлаждающеrо возду.ха при прохождении меЖ
реберных канз.J1ОВ равно 45 50. Температура масла при работе
двиrателя по внешней скоростной характеристике изменяется с 80
до 110°. Перепад температур масла в радиаторе равен около 50.
ДвиrатеJIИ Порше
Фирма Порше (ФРf) выпускает несколько модеJlей леrковых
It спортивных автомобилей, снабженных карбюраторными двиrате
лями с воздушным охлаждением. .все двиrатели представляют собой
развитие одной и той же модели, в основу котороЙ положена KOH
струкция Двш"этеля Фольксваrен, но они имеют значительно более
ВЫСOl<ие значения ЛИ1'рОВОЙ мощности от 37 до 90 л. с./д.
Двиrатели MorYT быть разбиты на 4 серии по веJlИчине рабочеrо
объема ДВlIrателя: 1,1 д; 1,3 д; 1,5 д и 1,6 л.
ДВНI'атель серии 1100 устанавливался на автомобиЛl> Порше 356.
В дальнейшем ,JJитраж 3Toro двиrателя был уве.пичен сначала до 1,3 д,
а затем До 1,6 л (см. табл. 26). Кроме Toro, фирмой разработан
и поставлен на производство двиrатель серии 1500, форсированный
по числу оборотов и по степени сжатия.
Общим для всех двиrателей Порше является наличие четырех
rоризонтальных противолежащих цилиндров и центробежноrо BeH
тилятора, приводимоrо в ДВllжение клиноременной передачей
ит коленчатоrо вала.
д в и r а т е л и 1100, 1300 и 1600
Двиrатель 1100, спроектированныЙ в 1948 1950 rr., отличается
от ДвиrаТeJlЯ Фольксваr€н наJiичием двух карбюраторов, соединен-
ных :между собой выравнивающей трубоЙ, что обеспечивает равно-
мерное напо,тпТСIlие ЦИЛИНДРОВ. Кроме TOI'O, усилено оребрение rоло.
DOI{ ЦIминдров И увеличен диаметр ВПУСКJlОТ'О клапана. У двиrателей
серии 1300 диаметр НИJJИндра неСКQ.lIЫЮ больше. Двиrатели 1600
(фиr. 284) отличаются от двиrателей 1300 еще большим увеличением
диаметра цилиндров (с 74,5 до 82,5 .J\IM) , а также повышеннои CTe
[iенью сжатия. Двиrатель имеет сриrинальную конструкцию стоек
'ЮрОJ\1ысел, Iюторые притяrиваются БОJlтаJlШ не к l"о.поВке, а к rаи-
кам крепления ее и ссответствующеrо цилиндра к картеру, вслеД-
СТDие ЧСl"О УСИ 'IИе затююш БОЛТОD не передается телу rОJIOВКИ и зна-
1IИТeJlЫЮ уменьшается изменение зазоров в ПРИВО;I.е клапанноrо
механизма БО вреl\fЯ работы двиrателя. В отличие от двиrателя
Фольксваrен толкатели клапанов расположены rОРИЗШlта.1ЬНО,
штанrи и кожухи штанr имеют больший НЮ{.'lон к осям llИ.ПИНДРОВ
И измененную форму камер сrорания.
Д в и r а т е JI ь 547
Двиrатель 547 (фит. 285 и 286) был разработан фирмой в 1954 r.
в связи с трудностью Д8J1ьнеЙшеrо форсирования рассмотренных
выше моделей. Конструкция Двиrателя BeCblvTa ориrинаЛЫТ8 и имеет
ма:то общеrо с двиrаТ d1ЯМИ предыдущих моделей.
453
....
с11
....
ФШ'. 284. Двиrатель Лорше 1600.
Картер состоит из двух частей, отлитых из леrкоrо сплава вместе
с ПОДДОНОМ JI С фланцем крепления двиrателя. Плоскость разъема
картера ПрОХОДJlТ 110 OCSIl\I КОJlенчатоrо вала и пала шестерни привода
rазораСПреде_1ения. С DHYTpel1Hcii стороны lIа стенках картера
Jlмеются ребра жесткости. ПО.l0ВIIНЫ l<apTcpa сое.1lшены между
собой болтами. Ко.'IенчатыЙ ва.'! составлсн И1 ОТДельных звеньев,
имеющих торцовые Ш.'IIЩЫ JI стянутых меж;J.У собой резьбовыми
втулками. причем шаl' реЗI,бы 113 концах неодинаl<ОВЫЙ (так назы-
вае!<-юе COC.'lIlHE'IlI!(' :Хщп. фнr. 2М;). PO:li!liII :\IOНТlIРУЮТСЯ непосред
"
v
.......
,
,
"
8,
.
..
l'
\
t
,
Фllr, 285. ДВllrаТ,'.'1I, Поrl1lt' ;j.17.
ственно иа коренных и шатунных шеiil<ах, без внутренних колец.
Коленчаты" l3а.'1 вращаетсSl 13 трех ОСIlШШЫХ роликоподшипниках
и ОДНОМ ДОПО<lН1пе.:IЫЮ:М шаРIllЮПО.1ШИIIllШ<(' у I\ОНlЩ. несущеrо
маховик. MaxoBIIK сое:щнен с колснчаТЫl\'1 валом тзюке с номощью
торцовых ш.rшцсв. На пере.'\не 1 J(ОIЩС J(u.'Jеllчатоrо вала посажен
шюш приnода вентилятора 11 ("сш'ратора, а на заднем шестерня,
соедн неНllая с IJpO leiKYTOIIl1(Jii шестерне!! 11 pIlBo: a rа:юраСIl ределения.
Последняя распо,ножснCl ШI .1ИIII-ll1 ра:iъеШI картера 11 сде.'lана Kal<
одно це<10е с пустоте,'I!.!'.1 Ba:IO I, на IЮlще I<OToporo на ОДНОЙ шпонке
посажены две кпннчсские шестеРНII. Эти шестерни ПрИ130ДЯТ ВО
вращение .J.Ba ПрО'\1еЖУТОЧ!lЫХ rоризонталыlхx ва.lJа, соединенных
при пш.ющн КОllllчеСI<ИХ зубчатых пар с раСl1реДСJ1ИТСЛЬНЫМИ
валами, управ.1ЯЮЩIcШИ ВЫПУСI<НЫ III I<лапзнюlИ ;щух сосеДНИХ
цилиндров.
Для l<о:\шенсаЦИIl УД.'1l1нения rоловок и цилиндров при HarpeBe
внутренние концы rор":юнта.-1ЫIЫХ валов с КОIIИЧССIПШИ шестернями
соединены на шлицах.
К ВПУСКНЫ:\I клапанам. раСПО.'lоженньщ выше выпускных, враще-
ние передается при 110 ЮlllИ вертикаJlЫIЫХ вали КОВ конических
455
Ф/1l'. 286. ПР()ДО,1Ыlыii 11 попер<,'IНЫЙ
зубчатых передач. РаспредеЛIIТСЛЫlые валы с зш<реli,;lеННЫМII на них
кулачками (фиr. 288) вращаются на двух разрезных подшипниках
скольжения l<аждыЙ. С торца OAHoro из этих валов IlРИВОДИТСЯ в Дви-
жение раСllредеmпель. Ку.'1ачки распредеЮlТе.lJhнhlХ ва.ТIOВ воздей-
ствуют 113 клапаны через рычаrи, каЧС;:ОЩllеся на сферических шар-
нирах, Перемещая эти шарниры, реrУ.IIИРУЮТ зазоры !(лапанноro
механизма. В целом механизм привода rаЗОрЗСllреДелеllИЯ ЯВJ\Яется
достаточно сложным.
В боковых расточках картера установлены индивидуальные
uилиндры, отлитые из аЛJOминиевоrо СпЛава вместе с ребрами и имею-
456
разр<,зы двщ'ате.qя Порше 547.
I
\
шие хромнрованныс рабочие ПОnt: рхности. Каждый из цилиндров
IJрикреll.'lСН к картеру четырьмя ШШl.IIьками за установочный фла-
нец, и IЮ::JТО 1У стенки ЦИЛННДров раuuтают на растяжение от сил
rаЗОD. БО.'lьшая ТОJш\.ина фланцев, а fЗl(же 11 стенок цилиндров
являеТСSI следствием невысокой механической IJРОЧНОСТИ алюминие-
Boro сплаВа. К каждым двум смежным ЦИJ\Индрам привернута '<орот-
I<ИМИ шпилы<ами общая rОЛовка. Она имеет высокие ребра, pacIlo-
ложенные с малым Шаrом. Клапаны HaKdlOHelJbl друr к друrу под
уrлом 800, вследствие чеrо в межклапанном промежутке образуются
60ЛЬШIJе каналы для .прохода ОХ.'1аждающеrо воздуха и имеется
457
возможность размещениSJ клапанов большоrо диаметра. [оловка
отлита из леrкоrо сплава вместе с картером клапанноrо мехаН lзма.
которы" для стока масла соединен с поддоном двиrателя специа.IJЬНОЙ
наклонноЙ трубкой.
Система питания включает два карбюратора, смонтированные
На коротких впускных трубопроводах, расположенных почти парал-
лельно впускным патрубкам. Охлаждение двиrателя производится
от центробежноro вентилятор?, имеющеrо ДВа соединеннЫх вместе
рабочих колеса, приклепаllllЫХ к одному диску, посаженному на вал
якоря reHepaTopa. На друrом конце вала reHepaTopa установлен
шкив, приводимый во вращение к,;шновым рсмне,.,.1 от шкива на переk
нем конце коленчатоrовала. Применениерабочеrо колеса CДBYCТOPOH
Фиr. 287. Соединение (типа
Хирт) звеньев коnенчатоrо
вала двиrателя,
Фиr. 288. Схема ПрИ80да распредеnения
двиrатсnя Порше 547.
ним входом воздуха ПОЗВОJlяет сократить диаметральные размеры
вентилятора (приблизительно в V 2" раз). Рабочие колсса и напраl.l
ляющий кожух вентилятора изrотовлены ИЗ листовОЙ стали. Под
направляющим кожухом устроены рассекатели, разделяющие Воз
душный поток на две равные части, cooTBercTBeHHo числу рядов
цилиндров. Симметричное расположение цилиндров относительно
рабочеrо колеса (см. продольный разрез ДВИI'ателя) обеспечивает
равно;\{ерное распределение охлаждающеrо воздуха 110 отде,'1ЫIЫМ
цилиндрам. Расход охлаждающеrо воздуха в двиrателях ранних
КОНСТРУIЩИЙ составлял приблизительно 50 .мЗ/л. С. Ч., а в новейшей
конструкции (тип 547) он снижен до 40 м,3/ л . С. Ч.. мощность же.
затрачиваемая на приво;J. веНТll.'Iятора, ранее превышавшая 10%
от максимальной мощности Двиrателя. СНИЗИ.lJась соответственно
до 6,5%. Поверхность охлаждения, приходящаяся на 1 л. с. при
работе двиrате.пя с максима.'1ЬНОИ мощностью, у последних моделей
уменьшил ась с 300 до 172.5 С,м 2 . что свидетельствует об улучшении
их конструкции. Система смазки двиrателя с сухим картером.
К РОЛИI<а:\1 коренных подшипников MaC 10 подается по I<аналу в I<ap
тере, а к роликам шатунных подшипников По уrловому отверстию
от rлаВной маrистрали в кольца ловители, сделанные в I<аждой щеке.
458
ДвиrатеJlИ Панар
Фирма Панар (Франция) выпускает леrковые автомобили, снаб
жаемые двиrатеJlем с воздушным охлаждением, расположенным,
в отличие от автомобилей Фольксваrен и Порше, в передней части
автомобиля. Двиrатель Паllар оБJlадает ВЫСОКой литровой мощностью,
хорошей топливной ЭI{оноi\tичностью и имеет ряд ОРИПlНаJIЬНЫХ кон-
структивных эле 'lентов. Двиrатель (фиr. 289) четырехтактный,
с двумя rоризонтальными противолежащими цилиндрами. Все
литые детали ero выполнены из леrl<ИХ сплавов, ВС.llедствие чеrо
он имеет малый УДеJIЬНЫЙ вес (см. табл. 26), Картер двиrателя без
разъема и отлит ка!{ одно целое с поддоном. Передняя КРЫШI{а Kap
тера штампуется из листовоЙ стали и привертывается к нему БОk
тамн. В расточках передней и задней стенок картера установлены
РОJIИКОПОДШИПНИКИ, ЯВJIЯЮЩИеся опорами коленчатоrо вала. Через
отверстие в задней стенке картера производится монтаж колеН'Iатоrо
вала, причем заДНИЙ подшипник, расположенный в отдельном KOp
"усе, привертывается к l{apTepy болтами. Коленчатый вал состоит
из трех частей, соединенных между собой на неподвижной посадке.
Перед соединением Этих частей на шатунные шейки вала монти
руются шатуны с ро.'шковыми подшипниками.
К боковым сторонам щек коленчатоrо вала привернуты противо
весы, а к переднему IЮНЦУ ШI<ИВ привода reHepaTopa. На лобовой
стороне этоrо Шlшва имеются отверстия, в которые вставлены под
жатые пружинами сухарИl<И, прижимающие .'IOIlaCTb вентилятора
к поверхности чашки, t-Iеподвижно соединенной с приводным ШIПIВОМ.
Это уст))ойство дает возможность вентилятору пробуксовывать при
резком изменении числа оборотов. lv\алая ;lлина шатунных шеек,
применение роликоподшипников для rлавных опор lюленчатоrо
мала и относительно плотное расположение деталей обеспечили малую
д.1ИНУ двиrатеJIЯ.
Пустотелый распределительныЙ вал, изrотовленный как одно
целое со спиральной шестернеЙ привода масляноrо насоса, вращается
на двух ПОДШИПНИI{ах непосредственно в теле картера. от XBOCTO
вика ведомой шестерни маСШlllоrо насоса приводится распредели
тель, расположенный над двиrателем.
В боковых расточках картера установлены отдельные оребренные
цилиндры, отлитые ИЗ леrкоrо метаЛJlа в:\,есте с rОЛОВI{ОЙ и 1{.'Jапан-
Ной коробкой и прикрепленные четырьмя шпилы{ами за фланцы
в верхнеЙ их части. Большаи толщина стенок Шi.lJИндра является
следствие:l.l невысокой 1I1еханической прочности аДЮl\IИНИЯ, OX.'1a
ждающие ребра подверrаются механическоЙ обработке. В цилиндры
запрессованы rильзы из специальноrо чуrуна и вставки rнезд кла
панов. Наличие толстых CTeHOI{ из металла с высокой теПЛОI1))ОВОД
ностыо, а также частых и высоких ребер создает УСЛОВИЯ дЛЯ xopo
щеrо охлаждения всех ЦИЛЮlдrюв двиrателя.
Привод клапанноrо механизма осущесТВJlяется через роликовые
толкатели и корш.lысла. Кожухи llITaHr имеют надежное уп.'10тнение,
что особенно важно при ПОЧПI rоризонтальном их расположении.
Вместо обычных пrУЖИ f клапаны снабжены торсионным валом,
459
01>0
а>
<:)
1.
Фиr. 289. Двиrатель Панар.
-- - . . ............... .
U lJJ..им АЛЯ двух клапанов одноrо цилиндра. Вал имеет предвари
тельную закрутку, обеспечивающую JlосаДI<у обоих клапанов;
поэтому при открытии одноrо КJlапана друrой клапан прижимается
к своему седлу с большеЙ силои. Вместо осси коромысед ПрИМСlIены
шарнирные сферичеСI<ие опоры, сделанные в виде raelC, навернутых
на шпильки, которые закреплены в теле roловки. РеrУ.rIировка зазо
ров клапанноrо механизма осуществляется путем перемещения raeK-
упоров. Преимущество применения торсионных пружин состоит
в уменьшении высоты ro-
:ювки ЦИЛИНДра.
Ввиду значите.llЬНОro из-
менения объема воздуха
в пространстве картера при
сближении и расхождеиии
поршнеЙ, пространство кар-
тера для поддержания no
стоянноrо в нем давления
должно быть соединено с зт-
:\юсферой K.llanaHoM большеrо
сечения. В двиrателе Панар
для этоЙ цели имеется при
способление, основным 9ле
MCHTOI\.! KOToporo является
вращаlOЩИЙСSl ЗОJIOТНИК, lIa
;lетый На штанrу привода
pac!lределllтеля . На втулке Золотника имеется срез для привода TO
пливноrо насоса. В момент сближения поршнеЙ Оl<на золотника COBlla
дают со щелями В зол<>тнН!ювоЙ коробl<е и воздух из картера BbITaJI.
кивается в атмосферу По спсциальной трубе. При расхождснии порш-
неЙ отверстия ЗО,IIоТIIИК8 псрекрЫВаются и в ,<артере образуется раз
реженис, которое и ПО.'1.'lерживается 130 все время работы двиrателя.
СНС1"е:\18 ОХ':IаждеНIIЯ аналоrнчна применяемой на мотоциклах,
предназначенных ДJIЯ рабпты в тяжеJIЫХ условиях, Т. е. охлажденш.'
осуществляется путеы обдува цилиндров встречным воздушным
потоком, а для Iюмпеllсации потери CKOpocTHoro напора при npu-
хождеНlII1 оБJ1lЩОВКИ nocTarтCH осевой венти:IЯТОР. По данным испы-
тании затрата чощиости Нд вrащенис В('НПlлятора при 5000 об/мин
коленчатоrо BaJ!a двиrаТСШI сuставляет 1,3 .'l. С., или Bcero 3,1 %
от Максимальиой ero !\lOщности, что является с.rн'дствием ИСПОJJЬ ,
зования для охлаждения потока BCTpellHoro воздуха. Система деф.']ек
тиронання отсутствует. Ввиду нерациональности подобной системы
ОХ.llаждения в последнем варианте рассматривае1lюrо двиrателя при
менены центробежный венти.rштор, смонтированный на переднем
конце КОJIенчатоrо вала, и система дефлсктиропания цилиндров
(фит. 290).
Особенностью системы смазки ЯПJIЯется наличие специальных
1{олец ловителей, улавливающих масло, разбрызrиваемое от KopeH
ных подшипников, И подающих ero по каналам к роликоподшип
никам шатунов.
Фиr. 290. Двиrитель Панар с центробеж.
ным вентилятором.
461
Двиrатели Ситроен
Фирма Ситроен (Франция) ВЫПУСI<ает микролитражный лсrковой
автомобиль, снабжаемый Дl3иrателем с воздушным охлаждением
мощностью 12 л. с. при 3500 об/мин (см. табл. 26), имеющим умерен-
ные литровую мощность и экономичность. Двиrатель четырехтакт
ный, верхнеl<лапанный с двумя rоризонтальными противолежащими
цилиндрами, установлен в передней части автомобиля,
Картер двиrателя (фиr. 291) СОСТОИТ из двух половин, отлитых
из алюминиевоrо СI!.rшва как одно целое с ПОЛовинами оребренноrо-
ПОД)J,она н соединенных между собой шпильками и болтами. Пло
скость разъема карТера проходит через оси коленчатоrо и распре
делителы:orоo валов. Составной коленчатыЙ вал вращается на двух
подшипниках скольжения, yctaHOBJlel-lНhIХ в переднеЙ и зад.неЙ
стенках картера. На переднем конце коленчатоrо вала смонтированы
reHepaTop и рабочее колесо вентилятора. Ступица последнеrо CДc
лана вместе с храповиком.
Особенностыо конструкции механизма rаЗОРliспределения
является то, что шестерня распределительноrо BaJla состоит из двух
узких шестерен, одна из которых СИДИТ неподвижно, а ДрУI"ая,
соединенная с первой пружинзми, может ОТНОСIIТ ЛЬНО нее nOBopa
чиваться; таким образом устраняются зазоры 13 .зубчатом зацеПJlе
нии, что уменьшает шумность работы двиrателя.
В боковых расточках картера установлены чуrунные ЦИЛИНДРЫ
с механически обработанными ребрами. Величина относительноro
смещения осей цилиндров определяется наличием отдельных шееl<
для каждоrо шатуна. Каждый цилиндр вмссте с rОJIOВКОЙ I<репится
к J<apTepy тремя шпилы<ами. Постановка трех шпилек вместо четы
рех оказывается возможноЙ BCJleACTBlle малоrо диаметра ЦИЛИНДра.
[оловки цилиндров отлиты из аЛIO lИl1иевоrо сплава и имеют шатро
вую камеру сrорания. Высокие ребра, расположенные в плоскости,
перпендикулярноЙ к оси цилиндра, обеспеЧИRают хороший отвод
теплово энерrни. Клапаны расположены в одноЙ ПЛОСI<ОСТИ, парал
лельной потоку охлаждающеrо воздуха. На каждый клапан Дей
СТВУЮТ две пружины, нз которых одна установлена непосредственно.
на клапане, а друrая на коромысле. Для уменьшения износа
напраВJJяющие втулки выпускных клапанов ОХ.I]ЗЖД8IОТСЯ 1\.lаслом.
Масло подается шестеренчатым насосом, корпусом KOToporo служит
корпус заднеI'О ПОДШИПНИI<а распредеJштельноrо вала, причем
шестерня последнеrо одновременно ЯВJIнется 11 шестерней масляноrо
насоса. Необходимая температура Iасла поддерживается масляным
радиатором, размещеННblМ под напраВJJЯЮЩИМ кожухом веНТИJlятора.
Впускные и ВblПУСкtlые трубопроводы расположены над двиrа -
телем и не препятствуют ВОЗДУШНО"'IУ потоку, идущему от венти
лятора. Как и у друrих двнrателеЙ с rоризонтаJIЬНЫМН противо
лежащими Цилиндрами, на данном двиrателе установлен клапан,
поддерживающий разрежение в l<apTepe.
Охлаждающий воздух подается осеВЫМ шестилопастным венти ,
лятором, посаженным на передне:lol конце коленчатоrо вала"
462
"" - - - " - - " . "" . ""'
I
,
\
I
\
i
\
i
i
\
& \ .
291. Двиrате.ль Ситроен.
Фиr.
o
I
!
J
11 распределяется по цилиндрам направляющим кожухом, прrtкреплен
ным к rоловкам ЦИЛИIIДРОВ. После прохождения межреберных KaHa
лов воздух выходит вверх, а часть ero (Ol<оло 10%) может быт!:.
'Отведена для отопления ку:юва по трубам, подсоединенным к тыль
HыM сторонам rоловок ЦИЛIIНДРОВ. Система реrулирования воздуш
Horo потока OTCYTCTByer. По данным испытаниЙ, удельныЙ расход
()хлаждающеrо воздуха составляет при режиме максимальной МОЩ
ности около 100 .лtЗ/л. С. Ч. П»II затрате мощности на вращение иен
тилятора 0,4 л. с, или 3.5%.
Двиrатели ЛЛОЙД
Фирма Ллойд (ФРП выпускает несколько моделей микролитраж
ных автомобилей, на которых устанавливаются карбюраторные дви
Фиr. 292, Двиrатель JI,'lOitд БОО.
rат ли с воздушным охлаждением (C;\I. табл. 26). Наибольший интерес
представляет четырехтактный двухцилиндровыii ;шнrаТе.'1Ь Л,'IОЙ.а 600
(фиr. 292). Двиrате"lЬ имеет умеренные литровую мощность и cre
пень сжатиЯ. Он устанавливается па автомобилях «Стандарт;)
и «Александер» в передней 'Iасти, перпеJJДИКУJJЯРНО ПРО;J.ольной оси
автомобиля, причем цилиндры наклонены к вертикали вперед по ходу
автомобиля на уrол 450. ВПУСЮIOЙ патрубок расположен ВЕ'!)тикаJIЬНО
и является продолжением впускноЙ трубы, отлитой из аЛЮ:Ш1Ниевоrf
сплава. Над последней установлен карбюратор с падающим потоком.
Картер двиrателя отлит из леrкоrо Cn.'IaBa и состоит из верхней
и нижней частеЙ, соединенных .1.pyr с .1pyro:>Ol БОJlтами. Нижняя
часть картера является также масляным поддоном. Плоскость разъ
464
ема ПрОХОДИТ через ось коленчатоrо вала перпендикулярно осям
цилиндров и на установленном двиrателе наклонена на уrол 45°
Коленчатый вал, составленный из пяти частей, сдслан как одно
целое с противовесами и опирается на три ПОДшиппика: первый
и второи роликовые, а третии (со стороны маховика), осуществляю
щиЙ также осевую фиксацию КОJlенчатоrо вала, шариковый.
Наружные кольца подшипников установлены непосредственно в pac
точках картера.
Шатунные подшипники коленчатоrо вала роликовые, причем
наружным кольцом служит нижняя неразъемная rоловка шатуна.
На переднем конце I<оленчатоrо BaJla посажена звездочка цепноЙ
передачи распределительноrо вала, а также шкив привода венти
лятора и reHepaTopa. В раСТОЧI<ах верхней плоскости картера ycтa
HOBJleHbl индивидуальные цили нл.Рhl, ИЗl'отовлснные из чуrуна,
со сравнительно малым расстоянием между их осями. Оснопная
часть оребренноЙ поверхности цилиндров расположена со стороны
подачи охлаждающеrо воздуха и с ПРОТИВОПОJIOЖНОЙ стороны.
На цилиндры установлены индивидуальные rоловки, отлитые из алю
миниевоrо сплава. Патрубки rоловки расположены в плоскости,
параллельной потоку охлаждающеrо воздуха, причем впускноН
патрубок находится со стороны подачи воздуха, а выпускноЙ
с противоположной стороны. Клапаны расположены ПОД уrлом друr
к друrу, а камера сrорания имеет шатровую форму. Свеча зажиrа
пия ПО 1ещена в хорошо обдуваемую зону rоловки. На rO.IJOBKaX
установлен общий картер клапанноrо механизма, в котором на двух
подшипниках каЧСНlIЯ уложен распределительный вал. На одном
конце вала посажена ведомая звездочка, а на друrом распреде
.1итель. Спереди картер клапаIIноrо механизма закрыт крышкой,
а между ним и картером двиrателя помешен чехол приводной цепи
распределеНИSl. Охлаждающий воздух подается центробежным BeH
ТlIJIЯТОlЮМ, ПРИВОДИМЫ;\I клиновым ремнем от шюша на переднем
Iюнце коленчатоrо пала. Производительность вентилятор равна
800 .м,3/ час или 40 .ч 3 /л. с. ч. Между вентилятором и цилиндром поме-
щены рассекатели ВОЗДУШlIоrо потока. Воздух, выходящий из меж-
реберных каналов, может быть направлен для обоrрева кузова..
Максимальная температура стенок ЦИJIИНДРnВ при работе двиrателя
на l-IOминаЛЬНО;\1 режиме не превышает 190°, rO,lIOBOK цилиндров 210°.
Питание двиrатеJIЯ осуществляется от ОДНОДИФФУЗОРНОI'О карбю--
ратора Солекс с падающим потоком. Фильтрация масла не поеk
усмотрена.
Двиrатели BMW
Фирма BMW (ФVr) выпускает малолитражный автомобиль
модели 600, снабжаемый четыреХТaJ<ТНЫМ двухцилиндровым двиrа
телем с воздушным охлаждением (фиr. 293). Двиrатель имеет про
тиволежащие цилиндры и помещается в передпей части автомобиля.
Картер туннеЛЫЮI'О типа, отлит из алюминиевоrо сплава как
одно целое с кожухом маховика и представляет собой жесткую
30 д. Р. ПОСПС.llов 409 465
I
\
I
I
I
I
I
i
I
I
I
i
I
'
............... -- - ............. . . .
Фиr. 293. Двиrатель BMW-600.
I
1.
I
конструкцию. В картере на двух основных и одном дополнительном
шарИl<оподшипниках вращается составной коленчатый вал. На перед
нем конце вала посажено рабочее колесо I\ентробежноrо вентилятора.
К центральной литоЙ части кожуха лентилятора присоединены два
штампованных кожуха, направляющие воздух к отдельным цилин
драм. РаспреДCJIИтельныи вал раСПОJlOжеl1 лыше коленчатOJ'О вала
в одной веРТНК<IJIЫIOЙ плоскости с ним и вращается на двух шарико
подшиннш<ах. Кожухи штанr нижними концами вставлены в пере
ходные втулки, а верхними в отверстия BepxHero фланца цилиндра.
В боковых расточках картера установлены оребренные цилиндры,
прикрепленные J{ картеру короткими шпильками за нижние фланцы.
На стороне ЦИJ1l1Ндра, обращенной книзу, раСПО.10жеllа трубl<а Д"lЯ
стока масла из клапанной IюроБIШ в картер, запрессованная одниМ
концом В нижниЙ фланец, а друrим в верхнее утолщение цилиндра.
К цилиндрам прикреплены короткими шпилЬК8МИ ОТJlИтые из леr-
Koro сплава rолоuки цилиндров. Клапаны расположены в ПJIOСКОСТИ,
параллельноЙ направлению потока охлаждающеrо воздуха, причем
выпускные патрубки находятся со стороны В:ХОД8 воздуха, а впуск-
ные со стороны ero выхода.
rоловки, ЮII< н цилиндры, имеют высокие реб)Jа с большими про
ходами для охлаждающеru воздуха. Каждая rОЛОВЮI имеет две
l<рЫШКИ, по одной на каждое коромысло.
Длиr<lтель хорошо скомпонован, конструкция ero несложная.
;.f,виrатели NSU
Фирма N su (Фрr) вынускает микролитражные автомuбили,
I-Iабжаемые карбюраторным двухцилиндровым четырехтаКТНblМ дви
rателем с воздушным охлаждением, который устанавливается
в заднем отсеке, причем ось КОJlенчаТОI'О вала параллельна полуосям,
а цилиндры для уменьшеllИЯ потребноrо пространства наклонены
назад. По величине литровоЙ мощности (OKOJIO 35 л. с.lл) двиrатель
может быть отнесен к хорошим образцам (см. табл. 26).
Конструкция двиrатеЮI (фиr. 294) является весьма ориrиналь
ной. Картер отлит из двух ноловин, С разъемом в плоскости, перпен
дикулярной к оси коленчатоrо вала. Картер сцепления IIредстав
..lяет отдельную отливку, нрнсоединенную БОJIПIМИ к картеру двиrа
те.J]Я. В двух переrородках картера на ПОДШИПНИI<ах Сl<ольжения
вращается составленный из двух частей КО.1енчатыи вал. Соединение
этих частей лроизводится после монтажа шатунов. Фиксаuия частей
вала производится по промеЖУТОЧIlОМУ кольцу. Последнее Д,,1Я
облеrчения разборки вала пыступает внутрь отверстия шатунной
шеЙки. На шатунную шейку напрессована вту.1ка ПрuТИВQвеса для
обеспечения прочности соединения Ч<IСтей взлCI. Отверстие шаТУIl
ной шейки закрыто с двух сторон пробками, зафИI<сироваНlIЫМИ
в ОIlределенном положении для rарантии совпадения маСЛОIlОДRОДЯ
щих отверстий Б пробках и в шейках вала. На задне КОlще вала
смонтировано рабочее колесо центробежноrо вентилятора, на переk
нем reHepaTop, служащий одновременно электростартером.
ill
....
о>
о:>
l
Фиr. 294. ДвиrатеJlЬ NSU.
YCTaHoBI<a I{QJlенчатоrо вала в l<apTep производится До соедине
ния частей картера. От шестерни на переднем конце коленчатоrо
вала приводится во вращение короткий промежуточный распреде-
лительный вал, на котором имеются два эксцентрика, смещенных
на 90 С относительно друr друrа. На этих эксцентриках качаются
по принципу кривошипноrо механизма штанrи, соединенные Bepx
ними lюнцами с хвостовым валом, являющимся продолжением
распределительноrо вала. Попеременное воздействие штанr обеспе
чивает поворот XBOCToвoro и соединенноrо с ним распределительноrо
валов. Кроме двух подвижных штанr, имеется еще одна неподвиж-
ная, расположенная. рядом с нервыми. Компенсация изменения
высоты цилиндров и rOJIOBOK при HarpeBC осуществляется ВС.'lеДСТБие
покаЧlшания корпуса распределительноrо вала, что необходимо при
наличии штанr с неизменным расстоянием между точками их Bpa
щения.
На всрхней ПЛОСIЮСТИ картера установлен блок из двух оребрен-
lIЫХ цилиндров, ОТJIИТЫЙ вместе с вертикальным каналом для раз
мещения штанr привода rазораспределения. БJIOК цилиндров отлит
из чуrуна и имеет редко расположенные ОХJlаждающие ребра.
Для установки шатунов в верхней плоскости картера сделано
одно общее окно. rOJIOBl<a на два цилиндра отлита из леl'коrо сплава
Br. ecTe с l<аналами для размещения штаю' привода распределения
и вместе с блоком цилиндров привернута к картеру болтами.
На rоловке укренлеи корпус распределитеJIьноrо BaJIa. [оловка
имеет высокие ребра и большие проходы для охлаждающеrо воздуха.
Патрубки и клапаны расположены в направлении воздушноrо
потока, причем выпускной патрубок находится со стороны подачи
воздуха.
Воздух от вентилятора направляется специальным кожухом
к rоловке и блоку цилиндров и, пройдя по межреберным каналам,
выходит с друrой стороны. Применение вентилятора, установлен
HOrO на коленчатом валу, дало ВОЗМОЖНОСТЬ упростить конструкцию
двиrателя и уменьшить el'o ширину.
Двиrате и Робур Верке
Завод Робур Верке ([ДР) наряду с дизелями выпускает также
и карбюраторныЙ двиrатель [арант 30К с воздушным охлаждением.
Он является модернизированным двиrатеJlем [ранит 27, отличаю
щимся от Hero в основном верхним расположением клапанов и нали
чием oceвoro вентилятора охлаждения, приводимоrо во вращение
клиноременноЙ передачеЙ вместо центробежноrо вентилятора, поса
женноrо на лереДllеМ конце коленчатоrо вала. Карбюраторный дви-
rатель [арант 30К четырехтактный, с четырьмя вертикально распо-
ложенными цилиндрами (фиr. 295, 296 и 297), Сравнительно HeBЫCO
кое ЧИСло оборотов двиrатеJIЯ является следствием большоrо хода
поршня, сохранешюrо от предыдущей модели. При этом средняя
скорость поршня является достаточной высокоЙ.
В картере туннельноrо типа, отлитом вместе с поддоном, смонти
рованы три подшипника качения (передниЙ и средний роликовые,
469
задний шариковый), в которых вращается I<оленчатый вал. не имею
щий противовесов. Нижняя и боковая стенки картера снабжены
ребрами, что вместе с большим объемом заливаемOI'О в Hero масла
обеспечивает нормальное охлаждение картера. От nepeAHero конца
коленчатоrо вала двухрядной РОJIИКОВОЙ цепью приводится во вра-
щение распрел.елительный вал, опирающийся на три подшипника
скольжения. На переднем конце коленчатоrо вала посажен также
двух ручейный шкив клиноременноrо привода вентилятора, укреп
ленноrо на ЩJышке распределительных шестерен. Натяжение ремней
про изводится специальным роликом. Вентилятор снабжен направ
'"
.
с:., I J
;1 '] I .
;
....
..
\. . .. . I . Р
I
j , \\,
""I
';;'"
Фиr. 295. Двиrатель rapaHT зок.
ляющим аППf\rатом. Охлаждающий воздух поступает под направ-
ляющий кожух и, пройдя межреберные каналы, отклоняется
на выходе из них дефлекторами специальной формы (фиr. 296 и 297),
обеспечивающими необходимое распределение воздушноrо потока
между rоловками и цилиндрами, а также по окружности Пос.'н дних.
На стыке напраВЛЯlOщеrо кожуха и rоловок цилиндров расположен
впускной трубопровод. охлаждаемый потоком свежеrо воздуха.
Выпускной трубопровод находится в зоне воздуха, выходящеrо
из межреберных каналов. Штанrи толкатеJ1ей расположены в зоне
выходящеr/) теплоrо воздуха.
В раСТОЧI<ах верхней плоскости картера па большом расстоянии
Apyr от Apyra установлены СИЛЬНо оребренные ОТJI,е.'lьные чуrунные
цилиндры, прикреплеНl-lые к нему шпильками вместе с I'ОЛОВI<ами.
[оловка цилиндра (фиr. 298) отлита из алюминиевоrо сплава и имеет
двустороннее (относительно оси коленчатоrо вала) расположение
патрубков, причем впускной патрубок находится со стороны подачи
охлаЖдаlOщсrо ВОЗДуха. С этой же стороны помещена свеча зажиrа-
470
....
. .......--- . ......
Фиr. 296. ПрОДОЛЬНЫЙ
разрез двиrателя [арант
З0К.
ния. Выпускной патру(50К, выведенный на противоположную CTO
рону, вследствие нео(5ходююсти прохождения ero между штанrами
толкателей сильно искривлен, но он имеет высокие ребра по обеим
сторонам и поэтому хорошо охлаждается. В нижней части rоловки
размещена камера сrорания почти цилиндрической формы, снаб--
Фиr, 297. Поперечный разрез двиrатепя rapaHT 30К.
женная высокими ребрами. В верхней ее части выполнено основание
клапанной коробки. В rоловку запрессованы вставки rпезд К.папанов.
Система смазки смешанная, причем под давлением смазываются
только ПОДШИШIИI{И шатунов, распределительноrо вала и коромысел.
Масло по ДЛИJIlIOМУ каналу в приливе картера засасывается из под
дона шестеренчатым насосом, расположенным на уровне распреде
лительноrо вала и приводимым в движение от Jlero парой винтовых
шестерен. Питание двиrателя осуществляется от одноrо кар(5юра
тора, подоrреваемоrо отра(50тавшими rазами, подводимыми к нему
по специальной трубе от выпускноrо трубопровода.
472
r r
""
tJlil 5
Фис. 298. fоловка ЦИJlИндра двиrllте. Я [арант З0К.
I
i
,
I
I
I
I
I
I
I
I
I
i
I
I
I
I
I
I
!
i
,
I
(
I
I
I
i
I
I
473
Двиrатели Фиат
Фирма Фиат (Италия) в 1957 [. начала выпуск.IТЬ МИКРОJlитраж
ные автомобили Фиат 500, снабжаемые двиrателем с воздушным
охлаждением, расположенным в заднем отсеке и, вопреки обыкно
вению, имеющим вертикальное расположение цишшдров.
Двиrатель (фиr. 299) развивает 13 л. с. при 4000 об/мин
(см. табл. 26) при умеренных значеНИSIХ литровой мощности. cpeд
ией скорости поршня и стенени сжатия.
Система ОХJlаждения является ориrинальной, обеспечивающей
ОТНОСИ1'еJIЬНУЮ стабильность тепловоrо состояния двиrателя в усло
БИЯХ изменяющихся температуры окружающей среды и наrрузки.
Центробежный вент лятор прнводится в движение клинореlllенной
передачей от шкива на переднем конце коленчатоrо вала, с переда
70ЧНЫМ отношением I : 1,75, причем внутренняя IIOJlOCTb шкива,
()тлитоrо из леп<оrо металла, используется ДШI центробежноЙ очистки
масла. При иоминальном скоростном режи:vrе ДВИПIте"lЯ (4000 об/мин)
вал вентилятора делает около 7000 об/:vrИII. При ЭТОМ он подает
1200 м. 3 /час (92 JIt 3 /л. с. ч.) воздуха ПрИ избытке сппическоrо давле
ния под направляющим кожухом 100 1Ci!/}.t 2 . Рабочее KO.lJeCO венти
J1ятора посажено на вал [енератора, так '1ТО шкив ПОСdlеднеrо ЯВJlяется
одновременно и ведомым ШКИВО:Vl вентилятора. Рабочее колесо
диаметром 223 .М,И имеет односторонний вход rЮЗJ1.ух;а и запrутые
назад лопасти.
Охлаждающий воздух из атмосферы поступает через I30ЗДУХО
заборные отверстия с сеТl<ами в спеЦllаЛЫlЫЙ ЯЩНl<, помещенныЙ под
задним ОI<НОМ автомобиля. Отсюда 011 п rибl<ОМУ IUЛ(1нrу БОJlьшоrо
диаметра засасывается в вентилятор и выбрасывается ero рабочим
колесом в направляющий кожух, [:{е рассекается специальной
пластиной на две части. Воздух проходит через патрубок r.'IУШИТель
шума, поворачивает на 1800 и. очищенныЙ ОТ крупных частиц пыли,
входит в ВОЗДУХОО1Jистите.!lЬ. из KOToporo ОКОIlчате,'IЫЮ очищенный
поступает по трубопроводу в карбюратор. а из lюследнеro
в цилиндры двиrателя . Воздух от Р<lбочеro KO.rreca вентилятора
направляется в межреберные кщ13.!1ы rOJIOBOI< и ЦИJlИlЩРОВ, а затем
попадает в сборник. Из ПОСJrеднеrо воздух идет IIО двум lIапраВJIе
пиям: вверх по rибкому проnоду обратно к входу в вентилятор (при
-открыто:vr клапане Tep;VIOcTaTa) и вперед по трубl<е UОЛЬШОl'О сечения
к специальному тоннелю, откуда он может быть Направлен для
обоrрева кузова или наружу. КОJlllчеспю rОрИ'lеrо lюздуха, посту
пающеrо по вертикальноЙ трубе обrжrно к венти,Т] ятору, зависит
от величины открытия клапана термостата. Этuт I{JlanaH переl<рЫ
вает полностью оБВОДIIОЙ трубопроrюд. KorJla температура воздуха
на входе в вентилятор достиrает 220, При более ни:шоii температуре
термостат приоткрывает клапан и '13сть rОрЯLlеrо воздуха от цнлин
дров напраВ.!Iяется к всасывающему uтверстию веНТИ.'1ятора. Таким
образом, температура этоrо воздуха поддерживается не ниже YKa
.эанноrо УРОВНЯ, вследствие чеrо устраняется ВОЗМОЖIIОСТЬ переохла
ждения карбюратора зимои.
474
Фиr. 299. Двиrатель Фиат 500.
о!>о
....:i
cl1
Карбюратор с падающим потоком размещен непосредственно
над rоловкой цилиндра, имсющей почти вертикальные впускные
патрубки. Выпускные патрубки rО.fIOВКИ выведены в стороны и Haxo
дятся вне потока охлаждающеrо воздуха. Часть этоrо воздуха,
отбрасываемоrо рабочим колесом, направляется по специальному
каналу в щель под масляным поддоном для охлаждения послед
Hero.
Описанная схема реrулирования охлаждения хотя и является
достаточно сложной, но вполне надежна при исправном TepMO
стате. Наличие большоrо количества поворотов потока приводит
к значительному увеличению аэродипаМИЧескоrо сопротивления
ВОЗl1.ушноrо трш<та, чеl\f и объясняется большой расход мощности
на охлаждсние (2 л. с., или 15,4% от номинальной мощности дви
rателя в 13 л. с.), несмотрн на очень малыЙ рабочиЙ объем цилиндра.
Тем не менее данная система реrулирования лвляется более COBep
шенноt%, чем все друrие, применяемые на СОВременных карбюратор
ных двиrаТeJШХ с ВОЗДУШНblМ охлаждением. Шташ'и толкателей
клананов расположены со стороны ВЫХОЩI охлаждающеrо воздуха
из межреберных каналов rОЛОL!ОК и цилиндров, вследствие чеrо
померживаются сравнительно посТОШlI!ые зззоры в IlрИL!оде I<лапа
нов, что снижает шумность работы двиrателя.
Картер двиrателн отлит под давлением из алюминиевоrо сплава
И 1< нему прикреплен поддон, штампованный из листовоi% стали.
В картере на двух подшипниках скольжения вращается литон
коленчатый вал с противовссами, расположснными в средней ero
части. От коленчатоrо вала роликовоЙ цепью ПРИIюдится во враще
ние распределитеJIЬНЫЙ вал. В расточках картера установлены
отлитые из чуrупз ЦИ.f]ИНДРЫ с механически необработанными
ребрами.
Вентиляция картера производится с помощью клапаНа, находSl
щеrося на крышке клапанноrо механизма. При повышении давления
в пространстве картера клапан сообщает это пространство с атмосфе
рой. Но небольшое перетеl<ание воздуха в атмосферу и обратно
происходит и при закрытом клапане через уrлубление в el'O седле.
Общая на два цилиндра rоловка отлита из JlerKOrO СПJlава и вместе
с цилиндрами прикреплена к картеру шпильками. Клапаны распо
ложены параллельно друr друrу, но наклонены к оси цилиндра,
Вставки rнезд клапанов бронзовые. Впускные l<аналы отдельных
цилиндров сведены в одии общиЙ канал, выведенный наверх, и над
ним установлен I<арбюратор. Выпускные KfiHa;lbI расположены
На внешних CTOpOHfiX rоловки ЦИЛИlIJlРОВ вне потока ОХJlаждшощеrо
Воздуха и непосредственно не объединепы в общий коллектор. В целом
аЭРОДl,шамическая схема rоловки сходна с принятой на двиrателях
Фол bKCBareH.
При работе ДВИI'ателя на поминальном режиме температура
наиболее наrретой точки rОЛОВl<И (перемычка между rнеЗД<lМИ KJla
панов) равна 180 185°, а под свечой 170°. Температура цилиндра
в перХНем поясе на тыльной стороне равна 175°. Неравномерность
температур по ОКРУЖНОСТИ ЦИ.1IИllдра не превыllетT 200, а по ero
476
высоте 400. Время достижения рабочих температур после пуска
равно 10 15 мин.
Масло шестеренчатым насосом подается в канал распределитель
Horo вала, снабженный перепускным клапаном в ВИде шайбы с пру
жиной, И далее поступает к подшипникам коленчатоrо вала. Пре
шедшее через перепускной клапан масло поступает в центрифуrу,
расположенную в ведущем шкиве привода вентидятора, а затем
сливается в картер.
По данньщ фИр IЫ, период между очистками uентрифуrи COOТBeT
ствует приблизителыlO 30000 км пробеrа автомобиля.
ДвиrаТeJJИ Штейр
Фирмой Штейр (Австрия) ВЫlIускался ВОСЬМИЦИJIИНДРОВЫЙ Kap
бюраторный двиrатель с воздушным охлаждением мощностью 75 л. с.
Фиr. 300. Двиrатель Штейр.
I
j
при 3000 об/мнн. Он устанавливался на автобусах или на rусенич-
ных тяrачах и был рассчитан на эксплуатаuию при высоких темпе
ратурах ОI<ружаlOщей среды.
V образное расположение uилиндров с уrлом развала 900 вполне
соответствовало основному назначению ДDиrателя, ОДlIако в соче
тании с принятым типом вентиляторов привело к значителыюму
увеличению ero высоты. На двиrателе (фИl'. 300) были установлены
477
два центробежных вентилятора барабанноrо типа, расположенные
один за друrим вдоль ero оси. Кожухи вентиляторов смонтированы
на общей раме, привернутой к картеру двиrателя ОIШЛО крайних
цилиндров. Венти.пяторы имеют обший ва.п рабочих ко.пес, на перед
нем конце KOToporo посажен шкив peMeHHoro привода от КО.пенчатоrо
вала. Передний вентилятор обслуживает передние четыре ци.пиндра
по два из каждоrо ряда, а задний все остальные. Одинаковые
рабочие колеса каждоrо вентилятора вращаются с числом оборо
тов коленчатоro вала
и имеют односторонний
забор охлаждающеrо
...
.
..
>
.
'11
.....
;..
\
...........
"
. ..J' ......
..........
"""----
= b
..
\
Фиr. 301. Рассекатель воздуха на двиrателе
Штейр.
Фиr. 3О2, Цилиндр ДВИ
rателя Штейр.
воздуха, входящеl'О в венти.ПЯТОР спереди. Выхuдя из кuжуха BeH
ТИлятора, воздух разде.пяется на два потока специальным pacceKa
телем, смонтированным на карбюраторе (фиr. 301), проходит по меж
реберным каналам rоловок и ци.пиндров, имеющих поперечные ребра,
и выходит наружу. Примепение эффективных вентиляторов в COBO
купности с пониженным СОПРОТИВJlением ВОЗДУlllноrо тракта и неболь
шими размерами ЦИ.пиндров обуслов.ппвает очень ма.пую затрату
мощности на привод вентиляторов (около 3,5% от максима.пыюй
мошности двиrателя).
Картер OTKpbIToro типа. Ero норма.пьиыЙ поддон при YCTa
новке ДВИrате.ПЯ lIа автобус заменяеТСfI специальным, выполненным
как одна дета.пь с картером переднеro дифференциала. Коленчатый
вал ПО[{QИТСЯ на пяти опорах и имеет четыре шатунные шейки,
на каждой из которых сидят по два шатуна противолежащих цилин
дров. Распреде.пительный ва.п приводится во вращение роликовой
цепыо от звездочки на переднем конце КО.пенчатоrо ва.па.
478
Цилиндры (фl1r. :Ю2) чуrУНllые, с точеными ребрами, кш{ у ДBH
rателей Татра. I'ОJ10I3КИ ЦИ.пиндров (фиr. 303) ОТ.питы из а.пюминиевоrо
('плава. Впускные патрубки, раСПО.поженные между рндами ЦИ.пин-
дров СО стороны подаЧl1 воздуха, псрсохлаждаются даже при cpaB
нитеЛbllO ВЫСОКОЙ rемпературе окружающей среды.
........
\ \
\\
\ ,
\,
"\.
-,.
,
.
"
\
11.
,\
.
,\
....,....
......4
Фиr. 303. rОЛОI\К;! ЦJlЛIЩ.'l.rа двиrат(>ля Штеiiр.
На двиrателс имсются два ПОС.педонате.ПЬНО включенных масля
ных радиатора, YCTaHOB.lJeIlHbIx по одному на каждом кожухе JЗенти
.Т1SlТopa и обдуваемых отвеТВ.JlеШIЫМИ потоками ОХJlаждающеl'О
воздуха.
Двиrатели Висконсин
ФИР'lа Висконсин (США) ВЫПУСК<Jет ссмеЙство карбюраторных
двиrате.пеii Ma.:lO i j мощности с воздушным охлаждением и нижнекла
панным распределениеl\l, пре.'J.Н<lЗН<Jченных Д.'lя сеJIЬСI{ОХОЗЯЙСТJЗен
ных машин (01. табл. 26).
ДBYX и четыреХЦIIЛllIIдроваSl модели этоrо }lвю'ателя (фl1r. 304)
имеют V образное расположение UНJIИНДРОВ.
Охлаждение осущеСТВ.пяется от центробеЖНОl'О вентилятора,
выполненноrо кш{ одно uелое с :\faXOBI1KOM. Воздух засасывается
с заднеrо KOHII<J двиrате.ПЯ 11 ПОД<Jется в пространство между ЦИJIИН-
драми, откуда он, проЙдя по l\lежребсрным 1{<Jналам. выходит на боко
вые стороны .J,виrателя. Перед вентилятором имеется предохрани-
те.пьная сетка. РеrулироваНllе ОХ.lJзждеllllЯ отсутствует.
Картер двш'атеJIЯ выполнен ОТД' ЛЫIO от кожуха маХОI3ш{а и соеди-
нен С ним БОЛТ<Il\fИ. В отверстиях BcpxHeii части l{apTepa установлены
11 привернуты к нему за НlIжние Флзнны отлитые попаРllO ци.пиндры.
К ПОС.пеДНI1М I\ОрОТlШМИ бо.пта:\ш КрСПЯТСЯ их I'О.ПОВКИ С верТIIкаль-
ными ребрами. К,пашшы расположены в ПЛОСКОС111, перпендику.пяр-
ной к Н<JпраВ.lJеНI1Ю воздушноro потока. Трубопроводы размещены
в пространстве между рядами ЦИЛИНДРОJЗ, причем выпускноЙ трубо-
479
!1роВОД находится выше БПУСКlIоrо и к нему непосредственно при
соединена короткая труба с искроrасителем. Коленчатый вал Bpa
щается на двух роликоподшипниках, корпусы которых вставлены
...,. "с:"
M
.:\\('""" t.',\
, . "'j,"tJa..
,
\ '. \,
r "%- '1.. ",
.,'
.
--..... ,1
. \ .
. \)
.-,
, ,
Фиr. 304. ДlJиrатель ВИСКОНСИН.
'i3 расточки картера. На каждой шатуннои шейке установлено по два
татуна противолежащих цилиндров.
Двиrатели Континентал
Фирма КонтинентаJI в течение 1\I1Iоrих лет ВЫПУСI<ала бензиновые
.двиrатели с воздушным охлаждением. В последнее вrемя фирмой
разработано два семеЙства беНЗИНОВblХ двиrателеи (табл. 58): первое
.семеЙство с диамеТРО I цилиндра 117.5 , .M и ходом поршня 101,6 .м.И
'обеспечивает мощности в диапазоне lOO 250 Л. с.. а второе семей-
ство с диаметром Ц,илиндра и ходом поршнн 146,1 . 1", 375 1400 Л. С.
Двиrатели nepBoro семеЙства изrОТОВJIЯЮТСЯ с 4, 6 и 8 ю rори
З0нтаJIЫIЬШИ противолежащими цилиндрами, ;l.виrатели BToporo
.семеiiстпа с 6, 8 и 12 ю цилиндрами, причем шестицилиндровый
цвиrатель строится с rОРИЗОlIтаЛЫIЫМИ противолежащими ЦИЛЮI-
драми. а восьми и 12 ЦИ.'1индровые с V-образным расположением
ЦИЛИНДРОВ.
Как видно из табл. 58, двиrатели одноrо семейства имеют одина
.ковое число оборотов. РаЗ.IJичие в мощности отдельных моделей
480
Таблица 58
Характеристика карбюраТОрllЫХ дпиrателеii КОllТИllеllтал
I O I I :i: '" I ж I 00:
Со... Ж О :еж
0:.0-. ... ::r'" I ::.\... ж <>з
;: "'::: ... Со'" ? а:С) IIC
u ОЖ u ... *'" 1.);S:: C-!.. ",Со
JI\" Ka о . О '" О ::;).... О --- .... "'и...... ;,w;:O
:::" i ж i С: O . '" I i ОСО . ЖС:..
::;:J:I I с;;: C':.t; . "
=1. rt:: ...'" ;:: . r:::.Q
I I о": !:! : 1:;-&'" .;; t:.;
I '=0 " .. ж I Ж -e-", :s:.....
I r:;::;; '" :a
-=.'" - ... "" ;'-::::t ;;- .. .... 1 :rIt:f U a:t
А VS тJO 5* 1400 12 00 I 4 i 146,1 146,1 12 I 29,4 I 15151 47,6 13,64
,
AVS 119tH* 1U4й 2800 I 4 ! 146.1 146,1 12 29,4 11.25 35,4 13,64
Аv т)О з ВIО 12800 4 i 146,1 146,1 12 29,4 9.0 27,6 13,64
AVS 1195 2* 685 28ОО 4 Н6,I 146.1 8 19,6 11,25 35,0 13,64
ЛV 1195 1 530 2800 4 146,1 1-16,1 8 19,6 9.0 27,1 13,64
AOS 895 1" 500 2ВОО 4 146,1 146.1 6 14,7 11,25 34.0 13,64
AO 895 2 375 2ВОО 4 146,1 146.] 6 14,7 9.О 25,5 13.64
АО 5З6 1 250 300() 4 117,5 IUI,6 8 8,52 8,8 29.3 10,16
AO .2 I 200 30llO 4 117,5 101,6 8 8.52 7,03 23,5 10,16
AO 402 2 I 187 30(10 I 4 117,5 101,6 6 6.39 8,8 29,3 10,16
ЛО 402 1 150 3()ОО 1 4 117,5 101,6 6 6.39 7,03 23,Б 10,16
АО 2б8 2 125 3000 I 4 117,5 1U1.6 4 4,26 8.8 29'3110,16
AO 268 1 100 зо()() 4 117,5 101,6 4 4,26 7.03 23.5 10, 16
I i
; i
,
· Дrllll'атстl с наддуоом,
обеспеЧИ13ается, l<pOMC разницы 13 числе цилиндров, у ДlЗиrатеJlей
nepBoro семеЙства за счет изменения степени сжатия, а у двиrателей.
BToporo ce:\-lеЙства за счет наддува. Для всех моделеЙ применяется
бензин с ОКТ<lНОВЬЩ числом 80, ]<роме двиrателя АУ S 1790 5 с BЫCO
КИМ наддувом. для KOToporo используется IOO oJ{TaHonoe топливо.
Двиrатели с разным числом ЦИЛIIJЦРОR унифицированы между
собой по шоrим дета.IJЯi\'1 и их rруппам, как например вентиляторы
охлаждения, MarHeTo, маС.1яные фильтры, свечи зажиrщНlЯ н лр.
Кроме Toro, между семеЙстnами карбюраторных двиrателеii и CHpoeK
тироваННЫМII на их OCllor.O: дизелями (см. rdl. 1 Х) имеется ПО.ilное
КОНСТРУКТИВllое подобие. 3то относится К цилиндро поршневой
rруппе, l<apTepy, вентилятора:\-I ох.lажденин и J( друrим деталям.
rОJIOВКИ и ЦИJIИНДРЫ карбюраторных двиrателеii Континентал
по конструкции подобны таким же деталям дизеdlеЙ этой фирмы
(см. ,.'1. 1 Х). В частности, [О.nовка ЦИ, lИндра бензиновоrо двиrате./lЯ
ОТJ1нчается от rоловки uи.'шндра дизеля 13 основном высотоЙ, обуслоп
ленноЙ БО.1ее низкоЙ степенью сжатия.
По внешнему виду I<<lрбroраТОРllые двиrателн мало отличаются
от дизелеЙ этой фирмы.
Лоршень изrотовлен IIЗ аЛlOмнниевоrо сплава, причем у ДВИI'ате
JIСЙ без налдува он литоЙ, а у двиrате.'Iеj.j с наддувом ШПIМПОВШIНЫЙ.
IОбка ПОрШI!Я неразрезная 11 им.еет оваЛЬНО-lюническую форму,
IIa каждом поршне установлено по два компрессионных и по два
маслосъемных кольца, причем те и друrие хромированы по наруж
IIОМУ Дllаметру. ВыпускноЙ Кdlапан охлаждается натриевой солью
и при каждом подъеме ПР IНудительио попертывается.
31 .:t. Р. Посnе,10В 409 ,181
Охлаждение двиrате.пя осуществляется от осевых вентиляторов,
причем на шестици.пиндровой модели устанавливается один венти
JJЯТОр, а на 12 цилиндровой два. Имеются два варианта привода
вентилятора: с помощью фрикционной муфты. реrулируемой центро-
бежным механизмом, и Э.'lектрическиЙ (с использованием токов
Фуко). Преимущества последнеrо варианта заключаются в возмож
ности одновременно контролировать температуру ци.пиндра Охла
ждающиЙ воздух просасывается через межреберные I<ШlаJlЫ при
достаточно равномерном ero распределении по отдельным цилиндрам.
у моделей 895 и 1790 охлаждающий воздух просасывается через
масляные радиаторы, служащие для охлаждения KapTepHoro и трапс
миссионноrо масла, Эти радиаторы снабжены термостатами. Затрата
мощности на охлаЖДение только двиrате.ПЯ не превышает 5% от номи
нальной ero мощности.
Система охлаЖДения сверху полностью закрыта, так что при
поrружении машины в воду последняя не попадает на двиrатель.
Карбюратор у шестиuи.пиндровой модели один на оба ряда
цилиндров. Давление смеси топлива с воздухом в наrнстателе повы
шается до БОJlее BbIcoKoro и затем смесь равномерно распределяется
по цилиндрам. 12-цилиндровые двиrатели имеют ДIШ карбюратора,
по одпому на каждыЙ ряд цилиндров.
12 цилиндровый дuиrатель с наддувом имеет Два нш'нетате.,1Я,
подающих воздух в ЦИJIИНДРЫ двиrателя, и два ТОШJИJШbJХ насоса.
Двнrате.rJИ 895 имеют два шестипо.rJЮСНЫХ MarHeTo, двиrате.rIЬ 1790
четыре MarHeTO. В соответствни с этим каЖДЫ\1 ЦHJ1IIНДP имеет две
свечи, т. е. двойное зажиrание, что новышает надежность работ!.!
двиrателя и препятствует ПОЯВ.lJению стука.
37. двиrАТЕЛЬ МИКРОЛИТРАжноrо АВТОМОБИЛЯ «ЗАПОРОЖЕЦ..
НаУЧJIO ИСС.1едовательским институтом НАМИ в содружестве
С l\\еJIИТОПОJIЬСКИМ моторным заВОДО 1 разработана КОllСТРУКЦИЯ дви
rате.IJЯ д.пя мш<роаВТОМООll.JIЯ «Запорожец» (см. та6.1. 26). Двиrатель
четырехтактныii, с четыры.ш V обраЗllО расположенными ЦИЛIНI
драми, монтируется в заднем отсеке автомобиля, I3следствие чеrо
при движении ПОСJIеднеrо разрежение, образующееся за КУЗОRОМ,
об.пеrчает работу венти..lятора. По отношению хода поршня к диа-
метру UИ.'llшдра. равному 0,83. он может быть отнесен к числу I<OpOT
коходных. Последнее в СОВОI(УШIOСТИ со сравнительно небо.пьшим
числом оборотов, соответствующим максимальноЙ мощности, Должно
обеспечить ДIlиrателю высокую долrовечность. Этому же должно
содействовать сравнительно невысокое форсирование двиrателя (.ТIит
рОБая мощность 26.8 л. с.lл). Умеренная степень сжатия (6,6) должна
обеспечить удовлетворитеЛЬНУIО работу двиrателя на cpeДHeOKTaHO
вых бензннах. НеВЫСОlшii удельный расход топлива (250 i'/л. с. ч.)
ДВI1rате.rlем ЯВJIяется результатом правильноrо выбора конструкции
камеры сrорания и подбора карбюратора.
ДвиrатеjlЬ (фиr. 305 и 306) снабжен специальной системой Д.'lЯ
уравновешивания момента от сил инсрции первоrо порядка. Oco
482
6енностыо КОНСТРУКЦИИ является также наличие ПРИВОДНОЙ центри
фуrи для очистки масла. Основные корпусные детали двиrателя
ПЫПОЛIlены из леrкоrо сплава.
Картер ТУlJнелыюrо типа, от.питый из алюминиевоrо сплава,
расширен в нижней части ДШI увеJ1Ичения объема маС.пяноrо резер-
вуара и присоеДlIнеllИЯ Широкоrо оребренноrо поддона. В переrо
pOДl<ax картера расточены отперстия для подшипников коленчатоrо
вала, причем задний подшипник, в виде толстостенноЙ алюминиевой
;.: :;" .
I . ·
. /_
.
..
"
...........
,
.
..
,
с
. "
t\ . '.""\.
. I
L
.
Фиr. 305. Внешний вид двиrателя lIIикролитражноro
автомобиля «3апорожец».
втулки, опирается непосредспенно на тело картера, а такая же
втулка передней опоры, фикснруюшая вал в осевом направ.пении,
вставлена в специальный ПрОl\1ежуточнутый корпус. СредниЙ подшип-
ник состоит из двух толстостеIIIIЫХ алюминиевых вкладышей, заклю-
ченных в промежуточныЙ I<OPIlYC, притянутый I3сртикаЛЫIЫМ болтом
к neperopoДl<e картера. Трехопорный I<оленчатыи вал отлит из чуrуна
вместе с противовесами и на каждоЙ ero шеЙке посажено по одному
шатуну. Задний IIOДШИIlНИI< колеIlчаТОI'О вала неразъе:'vIНЫЙ, поэтому
маХОВIII< ,крепится к нему не за фланец, а центральным болтом.
На переднем конце коленчатоrо вала С!>.lOнтированы три шестерни
соответственно ДJIЯ привода- распределения, механизма ypaBHOBe
31"' 483
ФIlr. 30б, Разрезы двиrате.'1Я МJ\КрОЛИТ
шиnаlIИЯ двиrате.rнl (с передаточным ОТllошеннем 1 : 1) и Mac.1flНoro
насоса (вместе с распреJtе.'lИте.!Jем). IIa Ilереднем ({онце 1<О.lенчатоrо
вала посажен составной шкиn при вода l3еНТИJlятuра. Ш3.llнющиiiся
одновременно КОРПУСО:\I центрифуrи Д,fIЯ ОЧIIСТlШ MaCJI3.
Выше I<оленчатоrо B3Jla расположеll пустuтеJlыii распредеЛ\lтель
ныЙ пал, ЮlеющиЙ четыре СЮI:\lеТРНЧlIЫХ кулачка 11 вращаlOЩИЙСЯ
непосредственно в двух расточках ,{артера. К Ф:lаIЩУ переднеrо
конца распредеЛ\lте.'IЫlOrо B3.'la при){леШlllа шестерня, в которой
вращаеlСЯ с удnоеНIIЫМ ЧИСJIOМ оборотоn шестерня мехаН\lзма ypaB
новешивания. Пос.!Jедняя снабжена эксцентрично расположенным
rРУЗОi\1 \1 соединена валом, ПРОХОДЯЩЮI через полость распредели
теЛЫlOrо вала, с таким же эксцентрично раСllоложенным rРУЗО:\1
на друrО",1 конце двиrате.'lЯ. От oceBoro перемещения распреде.JIИ
тельный вал удерживается с одной стороны фланцем, а с друrой
484
.
ражноrо аВТО lOбиля "Запорожец».
поджатыы пружиной ynopO I. Задний подшипник распределитель
Horo вала закрыт заr.IJУШКОЙ, привернутоЙ к картеру.
Толкатели движутся непосредственно в приливах верхней части
картера и через пустоте.lJые штанrн из .lJerKOrO металла воздействуют
на КJ1апаны. Верхние концы чеХ"10В штанr запрессованы в rоловках
цилиндров, а нижние уплотнены маслостоiiкимн резиновыми втул-
ками. Наличие коротких штанr из :\Iатернала с бо.'1ЬШШI коэффициен-
том линеЙllоrо расширения и расположенных 1< TO:\IY же в потоке
теП.'lоrо воздуха способствует поддержанию постоянных зазоров
в приводе клапанов.
На персдне:\I торце картера укреплена крышка привода мсханиз
мов распределения и уравновешивания, в нижней части которой
смонтирован масляный насос, а в верхней маслозаливная rорло-
.i3ина с пРУЖИlIIIЫМ \<лащ.l.НОМ. На левоЙ стороне картера (смотря
485
СО стороны маховика) смонтирован топливный насос, приводимый '1
в движение от эксцентрика на валу привода распределителя, распо.
ложенноrо с этой же стороны.
В расточках картера установлены отдельные оребренные
цилиндры, изrотовленные из чуrуна (фиr. 307) и закрепленные
на нем вместе с rоловками шпильками. Повышенное расстояние
между осями цилиндров, являющееся слеДСТВИем V образноЙ KOH
струкции двиrателя и раздельноЙ установки шатунов, снижает
аэродинамическое сопротивление воздушноrо тракта при высокой
степени оребрения ци..1ИНДРОВ. ro..10BKa, ОТdlитая из алюминиевоrо
Фиr. 307. ЦllЛИI\Др ДDиrателя МJ\кролитражноrо автомобиля «Запорожец..
сплава, выполнена общей на два цилиндра (фиr. З08), причем ниж
ння оребренная ее часть соответственно числу цилиндров разделена
на две половины, между которыми образован канал для прохода
охлаждающеrо воздуха. Она выполнена по схеме 9 (см_ фиr. 113),
но с противоположным направлением воздуха и с расположением
клапанов и патрубков в плоскости, пеРllеНДИКУJIЯРНОЙ к направле-
нию потока ОХJ1аждающеrо воздуха. Средние Вl1ускные патрубки
двух цилиндров объединены в один, выведенный в пространство
между рядами цилиндров, rде патрубки объединены с выводным
патрубком друrой rоловки в общий трубопровод, над которым
помещен карбюратор. Отдельные для каждоrо цилиндра выпускные
патрубки выведены в противоположные стороны rоловки вдоль оси
Двиrателя и объединены в общий ДЛЯ Каждой rОd10ВКИ трубопровод
с rлушителем, так что Bcero на двиrателе имеется два rлушителя.
Несмотря на 60льшr!9 !10f) р ЩОr,тъ оребрения, ЯБЛЯIOЩУЮСЯ слеk
486
[uiJ В
'. ...! I18А' I>AIJI,
r.jЩ
t'lOtt,j' IК
(\;
I
R1f!J
u,;H Ptbi.
:!!
RI5
1/15
0111
1/58
ОС6 ииl/иll iJ.
О,!
Фиr. З08. roпOBKa цилиндра двиrателя микролитражноrо автомобиля
«3а r lOрожец».
167
б б
(Ло6ер;У;;о "О 90")
Фит. 309, ВеIIТИ.!JЯТОР двиrателя МJlКрОЮlтражиоrо авто)юбнля «Запо-
рожец».
7
1{
э .
...0-
I
I
7 лопш:теt1 fJ{]СНОРI1СПОЛf1ll(l'lI
НЫХ по OliP!I}f(Нf)CRIIJ; тflllJlOCfflb
РОСПOllOllll'нuи "
Н8 50 НЕ' I'ICHee
J / R{)
R100 !t.
" б С'Т1 _(/)б.5РQr-iO;}(JСПОЛО
$РНIIЩ: по ОI'О!/Жl/хтu.
с8ерл 'ть IШПI!ОХ!liJ;
тO'iJi/JCтb РОСЛOl/Olf!llfl'.JIlO,Z
УКI1ЗОННОQ пofJeplНIJCfТlЬ iJoпlRНО
mb IleplleHiJUK!lfJfIplll1 оси оntJejJCЛ1l1f1
Ф 50 .IЛD tmКlIOНf.ЧlJе ор] не Co. ee
но алине '00
!lкОJt1ННI1Я tю6eР1НOCr.7b ёJПЖIIО
СЫтЬ 1I0НЦСнтWJfO.. оси oт
6epcmufl Ф 50' ; (JffII/ЛDнeН/J!
О) не Смев 05ЩUJ ПОliQJQН/l/)
II.нiJШШШ{JfJtJ
Фиr. 310. Рабочее колесо вентилятора ДВllrателя МИКРОЛlIтражноrо
автомобиля «Запорожеu».
488
r
,j
'.
Золитh 23 лопОl"mи,ра6норасло
ложенныe по окружности
..
'!.
(!i)
1'112 кл 2 нарезать напрохоо;
укuзuнные отlJерстuя 11 506ышкu
tJЛII них iJолжн6I5ыьb расположены
6ЛрОl'fеЖ!lтке I'fежtlу оlJУМА лопаСтнни
A A
....
00
'<0
Фиr. 311. Нзправляющий аппарат веНТИЛЯТора двиrателя МИКрOJ1итражноrо автщюбиля 3апорожец».
ствием увеличенноrо расстояния между осями цилиндров, у rоловки
имеются сравнительно малые проходы для воздуха.
В rоловке выполнены две механически обработанные камеры
сrорания клиновидной формы, в стенках которых со стороны подачи
охлаждающеrо воздуха сделаны отверстия для свечей зажиrания.
В верхней части выполнена общая на два цилиндра клапанная
8--........
I !
11
9
. 111111 ! I
15 16 IfI )il i,
'" '1..".1" 111
, .... .»
J
12
Фиr. 312. Схема СМ33JШ ДВllrате.1Я МИКрОЛlfтраЖНоrо автомобиля «Запорожец»:
/ rоловка ЦИJJи"дра; 2 11 /4 труБЮI ДЛЯ слива масла: 3 ТОЛl<атель: 4 раСllредеЛIIТСЛЬ-
иыll вал; 5 патрубок для заливки масла; 6 uзлаllСllр"ыll вал; 7 цситр"Фуrа;
В реДУКЦИО""ыll I<лапаll; 9 маСЛЯ'lыl! Ilacoc; /0 маСЛОlIЗ"сритеЛbllЫn стерЖСIIЬ;
" приеъlНИК ъiaСЛЯllоrо "асоса; /2 колеllчатыll вал; 13 lJаТЧIIК авариllиоrо давлеИНII
масла; 15 ЖИКJJер; /6 )tасляиыll раДllатор.
коробка. Для крепления rоловки вместе с цилиндрами к картеру
в ней имеется восемь отверстий, по четыре для шпилек каждоrо
цилиндра.
Охлаждение двиrателя осуществляется от oceBoro вентилятора,
рабочее колесо KOToporo привернуто к-двух ручейному шкиву, сидя-
щему на валу reHepaTopa (фиr. 309) и приводимому в движение
КЛИНОВИДНblМИ ремнями от шкива, посаженноrо на переднем конце
коленчатоrо вала. Вентилятор установлен над крышкой распреде-
,nительных шестерен и закреплен Прlf n<;lМОЩИ OMYTa. Воздух OTC -
490
сывается ИЗ-ПОД ero направляющеrо кожуха и через отверстия
в крышке отсека ;J.виrателя выбрасывается 13 окружающую среду.
reHepaTop находится в зоне ПРОХОЖ;J.ения rорячеrо воздуха от циюlН
дров, ПОЭТО IУ в el'o корпусе предусмотрен специальный штуцер,
соединяющий внутреннее пространство reHepaTopa с окружающей
средой. При вращении раБО'lе.-о колеса между ним и lIаправляю
щим аппаратом образуется разрежение, воздух ИЗ Оl<ружающей
среды просасывается через внутреннее пространство reHepaTopa
и охлаждает последний. Рабочее колесо вентилятора (фиr. 310),
отлитое ИЗ маrllиевоrо сплава, имеет семь лопастей приблизителыю
симмеТРИ'lIIоrо сечения, изоrнутых по дуrе окружности. Направляю
щий аllllарат (фиr. 311) имеет 23 CTaJlbHble лопасти, изоrнутые по дуrе
окружности и залитые в ступицу и в кольцо из злюминиевоrо сплава.
При максимальном числе оборотов двиrателя вентилятор делает
6000 об/мин и lIодает 2160 м 3 /час воздуха, что соответствует
108 ,,,,3/ л . с. '1. при затрате мощности 2 л. с. Система реrулирования
охлаждения отсутствует.
Система смазки (фиr. 312) комбинированная, причем ПОД давле
нием смазываются подшипники коленчатоrо и распределительноrо
валов, а также толкатели и оси коромысел. Масло шестеренчатым
насосом засасывается 'Iерез неподвижную сетку .1З ПОJl.дона и подается
в полнопоточную цеllтрифуrу, откуда частично очищенное поступает
по каналам 13 коленчатом валу в первый коренной и lIервый шатун
ный подшипники. Из nepBoro KopeHHoro ПОДШИПНИI\а масло подается
в маrистраJJl, с отвода;\ш к остальным подшипнш<ам коленчатоrо
вала и в подшипники раСllределительноrо BaJIa. Часть масла по про-
ДОЛЬНОМУ каналу 13 картере направляется в масляныЙ радиатор, pac
положенный над маховиком и охлаждаемый самостоятельным пото-
ком воздуха, засасываемоrо под кожух вентилятора; ОХ.lа>кденное
масло из радиатора сливается в картер. В местах пересечения канала
телом толкателя часть масла отводится к отверстиям в последних
и далее по пустотелым IIITallraM поступает к осям коромысел; отсюда
излишнее масло по зазорам между штанrами и их кожухами стекает
обратно в картер.
Все цилиндры двиrателя питаются от oAHoro карбюратора.
РАЗДЕЛ /V
ВЕНТИЛЯТОРЫ
rЛАВА Х/
ПАРАМЕТРЫ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ РАБОТУ
ВЕНТИЛЯТОРА
Вентиляторами называют такие лопаточные машины, в которых
механическая энерrия, затрачиваемая на вращение рабочеrо I<олеса,
идет на увеличение кинетической энерrии и теплосодержания потока
воздуха, ПротекаlOщеrо через это колесо. На двиrателях с воздуш
ным охлаждением применяются вснтиляторы, создающие повышение
давления воздуха не более 400 K /. t2.
38. ДАВЛЕНИЕ. СОЗДАВАЕМОЕ ВЕНТИЛЯТОРОМ
Если воздух засасывается из спокойной среды. то изменение
состояния ero на выходе из вентилятора со средней скоростыо Са
будет выражаться в новышении статическоrо давления на вели-
чину ДР ст И создании динамичесl<оrо давления Рд' соответствующеrо
указанноЙ Сl<ОрОСТИ, т. е.
дР == ДР ст + Рд'
Для центробежноrо вентилятора
2
QC a 2
Рд == 2"" ICZ/At ,
( 104)
(105)
rде Q плотность воздуха в lC2.ceIC 2 /J1I 4 .
Если V есть производитсльность вентилятора, Fa площадь
выходноrо отверстия ero кожуха (<<улитки»), то
V
Сп == F а Atlcetc.
Для oceBoro вентилятора, у KOToporo сечение трубопровода
на входе и на выходе одинаково, при указанных выше допущениях
величину Рд можно подсчитывать и по средней скорости воздуха
на входе. Однако для расчета более удобно подсчитывать значе
иие Рд по величине скорости С т воздуха в активном сечении венти
лятора, т. е.
2
QC m I 2
Рд == 2 к. м .
( 1 Об)
492
Если активное сечение или площадь, ометаемая
вентилятора,
лопастями
" ( 2 2 ) "d
Fo.1I == Т d2 dl == (1 v 2 ) ,м 2 ,
(107)
то
v
С т == 1rt/cetc.
0&
Входящая в выражение (107) веJlИчина отношения диаметра d}
d
втулки рабочеrо колеса к ero внешне"'IУ диаметру d 2 , т. е. V == ;" .
называется втулочным отношением. Для вентилятора, установлен
Horo на двиrателе с воздушным охлаждением, повышение статиче
cKoro давления обычно полностью используется для преодоления
сопротивления воздушноro траl<та и для увеличения скорости воз
духа в межреберных каналах.
Поэтому желательно иметь позможно большее отношение повы
шения статическоrо дапления ДР ст К повышению полноrо давле
ния ДР, т. е.
ilP ст
Х == ,
(108)
называемое коэфtJициентом реакции.
Отношение динамическоrо давления Рд к полному даВJlению ДР.
т. е.
Ри
До == ДР '
(109)
называется коэффициентом дросселиропания.
Очевидно, что между lюэффициентом реакции Х и коэффициентом
.дросселИрОЕ\ания Дд существует следующее соотношение:
л Рд ДP Pc,!!.... . 1 ДР ст 1 Х,
lJ.o l'.P др др
откуда
Дй + Х == 1.
(110)
Степень использования динамичесlюrо давления зависит от cooт
ношения скоростей воздуха на выходе из вентилятора и из межребер
ных каналов, а также от аэродина;\шческих качеств напрапляющеrо
кожуха. Обычно она характеризуется коэфq:ициеllТОМ ИСПОЛЬЗОпания
динаМИ'lескоrо давления КО' физический смысл KOToporo может
быть уяснен из следующеrо выражения:
ДРу==ДР (I Кi))рй, (111)
rде ДР у перепад давления, действительно используемым для
охлаждения двиrателя, обычно всеrда несколько боль-
ший статическоrо давления ДР Ст '
493
Учитывая величину коэффициента К д к. п. д. установки венти.
лятора
I'1P t1Р (I Кд)Рд
YJ y == 1'1/ == t!.p
при К д == О получим
t!.p Р д :'!Рсm
Чу == == == Х.
т. е. 1<. п. д. веНТИ.IIЯТОРНОЙ устаноВlШ при полностью неиспользо
ванном динамическом давлении будет ЧИСJlенно равен коэффициенту
реaIЩИ и.
Дпя оцеНlШ качества вентилятора, кроме указанных выше коэф
фициентов, употреБJlяется также безразмерная веJ\Ичина. называе-
мая l<оэффициеНТО!\I повышения давления ИJПI просто коэффициентом
давлеИIIЯ н определяемая из выражения
1jJ == 1'1 == t!. . (113)
,\,112 Q//2
2g Т
( 112)
Коэффициент 1jJ I1рел.стаВ.'1яет отношение деiiеТl3ите.1ыюrо CYM
MapHoro 11013ышения давлення др воздуха на BbIxo;J.e из вентилятора
к динамическому давлению, соответствующему окружной CKO
рости и 2 на внешнем днаметре рабочеrо колеса. У осевых l3ентиля
торов коэффициент 1jJ может быть определен и по отношению 1< дина
мичеСl<ОМУ давлению, соотвеТСТВУlOще;\lУ скорости на любом друrом
диаметре колеса, например внутреннем, равном диаметру ero втулки.
Два rеомеТРl1чески подобных вентилятора, рабочие колеса которых
вращаются с ОДИНaI<ОВЫМИ окружными скоростями, имеют ОДИJlако
вые значения коэффициента 1jJ. Но равенство значений 1jJ у двух
вентиляторов не обязатеJIЬНО означает их подобия. ВеЛlIчина этоrо
I<оэффициента в современных венти.lIяторах имеет следующие зна-
чения:
Осевые вентиляторы . . . _ . . . . . . . . . . . . . . . O,05 0.6
Центробrжные венТlI.'IЯТОРЫ с лопастями, отоrнутыми назад 0,7 I,1
Центробежные веНПJ.lJIIТUРЫ с раДII3J1ЫЮ IIЫХОДJ1ЩИМИ ло
пастями. _ . . . . . . . . . _ . . _ . . . . . . . . . I.O I.3
ЦентроOt>жные вентиляторы с лопасmмн, заrНУТЫМII вперед 1.4 2.3
Для вентиляторов системы ОХ.1аждения берут С.'lе.1.УlOщие значе-
ния: для центробежных 1jJ == 0,7+2,0 и для осевых 1lJ == 0,I O,4,
причем с увеличением ВТУ.10чноrо отношення 'v веЛIIL\Ина 'Ф возра-
стает. J\\ежду значениями I<оэффициента давления 1jJl и 1jJ2' отнесен-
ными соответственно к окружной СКОрОСТИ рабочеrо колеса 111'
измеренной у ero втулки, и значением этоЙ скорости lIа ero внешнем
диаметре d 2 существует зависимость:
1jJ2 == 'ф l"l.
(114)
При ОТЛИВI<е рабочсrо Колеса в кокиль 1jJ1 <; 1, при более точном
изrотовлении 'Ф 1 <; 1,35.
494
t 39. ПРОИ380ДИТЕЛЬНОСТЬ 8ЕНТИЛЯТОРА
При расчете вентилятора задаются ero производите.ТIbНОСТЬЮ,
соответствующей работе охлаждаемоrо ДJ1ИJ'ателя на режиме макси
маЛl,НОЙ мощности. При этом, учитывая потери воздуха через неплот
ности соединений воздушнOI'О трюпа, неоБХОДllМО расчетную ПрОllЗ
DодитеЛl,НОСТЬ V увеличить на 5 10%.
Для оценки вентилятора употреб.!шется так называеi\IЫЙ коэф
фИlшент ПРОИЗDодитеJIЬНОСТИ qJ, определяемыЙ из выражеllИЯ
V
qJ == (115)
Еи2
II преДСПIВJISlЮЩИЙ собо!'! отношение действительной производитель-
ности V веНТИJlя'roра к идеальной, равной произведениlO окружной
скорости 112 на внешне:'.1 Диа !етре рабочеrо колеса и площади F
аКТИВНОI'О сечения веНТИJlятора. Этот коэффициент выражает CTe
пень использования окружноЙ скорости рабочеrо l<олеса для созда-
ния потока воздуха в вентиляторе. Под величиной F для центробеж
пd
Horo вентилятора понимается ПJlOщадь F == Kpyra с диаметром,
равным внешнему диаметру рабочеrо колеса, а для осевых веНТИ"1Я
торов площадь Fv", === (d dП, ометаемая ero лопастями.
V
Так l(aK отношеШIС представляет собоi.. среднюю скорость
О.Ч
воздуха СП! в рабочем колесе oceBoro веlПИJlятора, то МОЖIIО написать:
Ст
qJ .
"2
(11 б)
Чем больше значение qJ при данном диамстре рабо<lеl'О KOJleCa,
тем интенсивнее ПОТОl<, т. е. выше производительность вентилятора.
ДjlЯ осевых вентиляторов qJ == O,2 O, 7 (причсМ большее значение
соответствует вентиляторам с меньшими значениями втулочноrо
отношения ,,), а для центробежных qJ == O,05 O,5. Между значе
НИЯl\IИ коэффициента производительности на внешнем qJ2 и на BHYTpeH
нем qJ 1 диаметрах рабочеrо !Ю"1еса oceBoro вентилятора существует
следующее соотношение:
(jJ2
qJI == .
(117)
Связь между коэффициеНТО 1 даВJlеllИЯ 'ф и коэффициентом произ
водительности qJ для oceBoro веНПlJlятора определяется из выраже-
ний (113) и (116):
V L\ . и" == Ст
U,, .1,' .
е.у rp
Решая совместно эти два выражения, ПОJlУЧИМ
с; == v' 2:; .
495
откуда
== V 1\ === ( 2 == V Q;п . A ===
Q1jJ JI Q'IjJ
V Pa ,r
== Ар 'Ф == JI .6 д 'Ф.
( 118)
40, ЧИСЛО ОБОРОТОВ ВЕНТИЛЯТОРА
НаJIИЧИЯ заданноrо повышения давления .6Р и производитель
ности вентилятора V ВПОJlне достаточно для ero расчета. Однако
при этом веНТИJIЯТОР может быть центробежным или осевым, быстро
ходным или тихоходным И иметь соответственно малые ИJIИ большие
rабариты, Поэтому для получения параметров Rен'Тилятоr/а, наибо-
лее полно отuсчающих ero конкретному применению, весьма жела-
тельно УI<азывать ЧИСJIO ero оборотов, соответствующее заданным
производительности и давлению. По.пьзуясь тремя указанными
параметрами, можно подсчитать YCJIOBHOe значение так называе-
Moro удельноrо lJИСJI8 оборотов п q , определяемоrо из выражения
I
v 2
tl q :::::: п . (119)
Ар4
rде п заданное число оборотов вентилятора в минуту.
Зная значение п q для исходноrо вентилятора, можно по нему
подобрать вентилятор нужной производите.:1ЫЮСПI (см. rл. XIV),
так как rеометричеСЮI подобные веНТИJ1Я'ЮрЫ имеют одинаковые
значения I1q' По ве.пичине уделыlro числа оборотов все венти.rIЯТОРЫ
располаrаются в один ряд, что облеrчает выбор Toro из них, который
удовлетворяет заданным требованиям, Чем выше значение п q . тем
более быстроходным является веНТИJIЯТОР, ПОЭТО;\1У Cor.rIaCHO выра-
жению для nq вентиляторы НИ31<оrо давления являются быстроход-
ными, а вентиляторы BbICOI<OI'O давления 'ТИХОХОДНЫI\1И.
Вентиляторы делятся на rpYnnbI по величине их удельных ЧИсе.1J
оборотов:
п q == 20 + 100 центробежные веIlПI.'IЯТОРЫ;
п q == 70 -+ 160 веНТИJ1ЯТОРЫ промеЖУТО'IНОI'О типа;
п q == 120 + 600 осевые веНТИ.'IЯТОрЫ.
В последнее вреl\.Ш вместо удеJlыюrо числа оборотов ПОДУЧИ.по
распространение (тоже условное) понятие так называемой быстро
ходности, опреДС.:1яе:\IОЙ из выражения
з
1 2.. ( AP ) 4
(J == 28,S V 2 Q п"
(120)
496
rде V и АР . со()т9етственно Произ!юдителы!ость ВеНТИЛЯТора и по-
вышение давления в нем;
е плотность воздуха.
Величина а может быть выражена и через безразмерные коэффи-
циенты, определение которых дано выше. Тоrда получим
1 3 I
а==ср2'Ф 4(1 'V2)2. (121)
Множитель в скобках, величина KOToporo у цснтробежных BeH
тиляторов равна 1, а у осевых в большинстве случаев близка к 1.
может быть сокращен, и тоrда для вентиляторов обоих типов получим
I 3
а == ер 2'Ф 4 (122)
Между величинами а и п q имеется следующая зависимость:
1
а == 158,1 п q == O.00632.п q . (123)
В соответствии с уравнением (123) приведенные выше значения nq
для веНТИJIЯТОРОВ различных rрупп MorYT быть пересчитаны; тоrДа
получим следующие данные:
(f == 0,125 + 0,65 центробежные вентиляторы;
(f == 0,45 + 1,00 вентиляторы промежуточноrо типа;
(f == 0.75 + 3,80 осевые вентиляторы.
9 41. МОЩНОСТЬ, ПОТРЕБЛЯЕМАЯ ВЕНТИЛЯТОРОМ. И EfO К. п. Д.
Теоретическая мощность (без учета rидравлических потерь
g потерь в приводе), потребляемая вентилятором,
VБР
NT 75 л. с.
(124)
Деikтвительная мощность (без учета потерь в подшипниках
и в приводе) будет больше теоретической на величину суммарных
потерь в вентиляторе, характеризуемых ero общим к. п. д. '1'):'
V/1P
N" == 751] л. с. (125)
Наконеll, эффективная мощность, затрачиваемая на привод вен-
тилятора с учетом механических потерь в ero подшипниках и в при-
OДe, определяется по формуле
N" == N" . (126)
1)....
rAe 'I').ч механический К. п. д. вентилятора и привода.
32 д. Р. ПосnеЛОIl 4ОI) 497
При построении безразмерных характеристик вентилятора мощ
ность, затрачиваемая }Ia подачу V м3/сек воздуха, может быть выра-
жена в отвлеченных величинах, Соrласно уравнениям (113) и (115)
Qu 2
!J.p == 'Фт KZ/M'I
н
v === ([JFu 2 м 3 lcек,
следовательно,
v р CP1jJ Qu F
N.=== 751) ' == . 2.75 л. с.
Отсюда получаем коэффициент мощности
х == === cp1jJ
QII F 11 .
2.75
Эффективная м<?щность двиrателя, затрачиваемая на IIрИВОД
вентилятора лю60rо типа, зависит от эффсктивноrо к. п. д. этоrо
вентилятора, определяемOI'О из выражения
'rl.. == 1111.., == 'rlJl 'rlv 'rl.." ( 128)
rде 'rl' l и 'rlv соответственно rидравлический и объемный к. п. Д.
вентилятора.
rидравлический к. п. д. 'rl' l характеризует степень совершенства
проточной части веНТИJlятора. ЭнеРI'ИЯ движения воздушноrо потока
теряется на преодоление сопротивлений. Эти потери пре.:tстав.'IЯЮТ
собой rидравлические потери. Различают потери входа в рабочее
KOJleCO, учитываемые к. П. д. входа 11.х' потери в рабочем колесе,
учитывасмые rидравличеСК IМ к. п. д. рабочеrо KOJJeCa 11"" и потери
за рабочим колесом, учитываемые к. п. д. закручивания потока
на выходе 'rlB6/-" и к. п. д. диффузора '1диф Таким образом, имеем
'rlh === Ч. t"'rlIC1lв6/ 'rlдllф' (129)
ДЛя oceBoro вентилятора значения указанных к. п. д. onpeДe
ляются следующим образом:
к. П. Д. входа 'rlBx == 0,95+0,98;
rидравлический к. п. д. рабочеrо ко.,еса определяется из выра-
жения:
(127)
1 е..СРт
'rl K == е ( 130)
'+
СРт
2'СР2
fPm == .
rде Е.,. коэффициент обратноrо качества ПРофИJJЯ (см. 44,
rл. ХН);
fPlI коэффициент производительности, отнесенный к внеш-
нему диаметру рабочеrо колеса;
'v ТУJJOчное отношение вентилятора.
498
1(. п. д. закручивания потока на выходе
1l81Jj ==
,
(13t)
[ 1 ] 2
1jJ2In
I .! 2 (1 ,,2)
I'Де 'Ф2 коэффициент повышения полноrо давления, отнесенный
к внешнему диаметру рабочеrо колеса.
При установке направляющеro аппарата, закручивающеro Воз
душный поток против направления вращения рабочеrо колеса,
'I'J/lIJ/X == 1; при установке спрямляющеrо аппарата за рабочим коле-
сом 1J lIb !X == 0,95 -...;--.- 0,96.
Если имеется диффузор (расширяющийся трубопровод), то ero
к. п. д. определяется по фОРМУd1е
I
1Jдllф ==
з '
( 132)
[! + (1 e 1 )( 1 т2) ] 2
rде El' коэффициент качества диффузора, характеризующий CTe
пень уменьшения скорости воздуха в нем;
т отношение ПJющадей сечения воздушноrо потока до диффу-
зора и после Hero;
!р и 'Ф соответственно коэффициент производительности и коэф-
фициент повышения даВ.l1ения.
Надо заметить, что диффузор на двиrателе с ВОЗДУШНЫМ ОХJIажде-
нием разместить JIеrде, а на cro месте раСIIолю'ают I<ОЖУХ, 11anpaB-
ляющий воздУIl1НЫй ПОТОК К оребрению и напоминающий скорее
конФузор (сужаIOЩИЙСЯ трубопровод). Под кожухом небольшая
часть динамическоrо давления превращается в статическое, что
ДОJIЖНО быть учтено при задании nOJIHOrO даВJIения, создаваемоrо
вентилятором. Если при задании величины полноrо давления потери
под направляющим кожухом вентилятора не были учтены, то при
определении rидравлическоrо к. п. д. вместо величины 'I'J'JIlФ следует
ввести к. п. д. направляющеrо кожуха 'l'J H , который может быть при
нят равным O,85 0,95.
Аналитическое определение rидравлическоrо к. п. д. центробеж
Horo веНТИJIятора более сложно и дает менее надежные результаты,
поэтому вместо наслаивания поrрешностей при определении отдеJIЬ-
ных потерь проще задаваться им сразу. Ориентировочно величины
rидравлическоrо к. п. д. для осевых и центробежных вентиляторов
имеют следующие значения:
ЦентробеЖIILlil ВСНТИJIЯ70Р с КОЖУХОМ, но без напрзВJ1ЯЮ.
щеrо аппарата . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0'6........0'75
Осеоой оеНТИЛЯ70Р без напраО,lяющеrо и спрямляющеrо
аппаратов. . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . . . 0'61)......0'80
Осевой веНТИЛЯ70Р с направляющим И:IН СПРЯМЛЯЮЩIIМ
аппаратом ...................... 0.70........0.85
32*
499
УI<азанныЙ выше ооъемныЙ к. п. д. вентиляtора i1v хзраКl'еризует
степень ИСПОJlьзования количества воздуха, прошедшеrо через рабо
чее колесо:
v
'I1v==V'
(IЗЗ)
rде V количество воздуха, вышедшее из вентилятора, в .м 3 Icех;;
У' количество воздуха, прошедшее через рабочее колесо,
в ,}.t3JceK.
. На фиr. ЗIЗ ДЩlа зависимость к. п. д. '1v от относительноrо зазора
между рабочим I<олесом 11 кожухом oceBoro вентилятора д.rIЯ различ
ных значений коэффициента дpocce
лирования (22). Для центробежных
вентиляторов двиrателей с воздуш
HbIi\f охлаждением можио принять
'1v == 0,92 --7- 0,95, причем меньшие
значения относятся к вентиляторам
малоrо размера. Необходимо OTMe
тить, что указанные потери воздуха
через зазоры, а также потери через He
ПJIOТНОСТИ воздушноrо тракта до.пжны
быть компенсированы соответствую
ЩИМ увеличением расчетной произво
дительности веНТИJlятора при зада
нии. Если это сделано, то в фор
муле (128) значениеобъемноrо 1<. П. д.
должно быть принято равным еди-
нице.
Механический к. п. д. '1... венти
лятора характеризует качество ero
опор и привода в отношении потерь
на трение в них. Для вентиляторов
обоих типов MorYT быть приняты
одинакоВые пределы значений: '11м ==
== 0,95 --+- 0,97 при зубчатой передаче
и '1 м == 0,75 --7- 0,85 при ременной передаче. Меньшие значения
относятся к более быстроходным веНТИЛято;:>ам.
После определения коэффициентов полезноrо действия эффек-
тивная мощность, затрачиваемая на привод вентилятора, опреде.-
лится из выражения
!i5
В5
ВО
75
70
65
60
О 0.005 0.010 0.015 0.020 0.02551!!!.
2
Фиr. 313. Зависимость оБЫ,'МIIUro
К. П. Д. 1),. nеJJТl\лятора от отноше.
ния $/ 2 .
APV
N" == 757).9 '
(134)
42. ХАРАКТЕРИСТИКА ВЕНТИЛЯТОРА И ЕЕ СВЯЗЬ
С ХАРАКТЕРИСТИ КОЙ СЕТИ
Хараl<теристика венти.'Iятора (при постоянном числе оборотов
рабочеro колеса), которая строится по результатам испытаний
на специа.ПЬНОЙ установке, представляет собой rрафаческое изобра-
500
юо
'1
N кт/се/( p
600 кц,.,1
200
1,0
0.75
200
0,25
О О
О 0.5 1,0 1.5 2,0 2.5 v,.,tсеи
а)
ЛР I/I.l/1cm
KZ/,.,2 0,8 Х N/JЛС
21i0 Х,Н, 2,0
200
'.6
160 '1,11 ст
1.0
O.!J 1,2
120 0,8
0,8 0.0
80
O,Ii
40 Q'I
0.2
О О О
О 0.2 0.4
. . . .
о 0.2 o,/j 0.6 48 V ,.,JceK
б)
Фиr. 314. Характеристики вентиляторов:
а центробежноrо; б ocenoro.
1?QJ
жение изменения ПОЛl-!оrо др и статическоrо ДРСI7I давления воздуха,
выходящеrо из веНТИ,lIятора, в зависимости от изменения ero произ
водительности V при различной степени дросселирования воздуш
Horo потока lIа .1ИНИИ всасывания или наrнетания. На том же rрафике
обычно даются l<ривые изменения полноrо к. п. д. 'I'J и статическоrо
к. п. д. 'l'J cт (опреде.пяемоrо по величине повышения статическоrо
даВJlения) веНТИJIятора и мощности N (без учета потерь n ero подшип
никах и в приводе). расходуемой на подачу воздуха. rрафик с изоб
ражением указанных зависимостей иноrда называется также дpoc
сельной характеристикой веНТИJIятора. Эта характеристика строится
по размерным (фиr. 314, а) ИJIИ по безразмерНЫ1\-! (фиr. 314. б) Be
АР 1 ,rIИчинам. Последние очень
1f1/I1 удобны при подборе BeH
тилятора с ИСПОJIьзованием
соотношений подобия (см.
rл. Х IV).
Характеристика сети
(фиr. 315) в данном СJlучае
представляет собой rрафиче
ское изображение зависимо
сти сопротивления др воз
душноrо тракта от КОJlиче
ства воздуха У. протекаю-
щеrо по ero KaHaJlaM при по
V"'3/Cf!K стоянном ЧИС.пе оборотов ра-
бочеrо колеса веНТИJIятора.
При имеющих место CKOpO
стях воздуха n этих каналах
поток носит турБУJlентный характер, поэто.чу СОПРОТИВ.ТJение сети про
порuионально квадрату скорости воздуха и, следоватеJlЬНО, кнадрату
секундноrо ero расхода; на rрафике соответствующая криная яв
ляется параБОJIOЙ (кривая 1). Эта кривая значительно ОТ.1ичается от
той, которая характеризует в тех же координатах изменение даВJlе-
ния, создаваемоrо вентилятором (кривая 2). Равенство давления К81{
параметра пеНТlIJIятора. с одной стороны, и давления как параметра
характсристИI<И сети с друrой. ВОЗi\ЮЖНО лишь в одной точке,
а именно в точке А пересечения этих кривых. Эта ТОЧl<а принимается
D качестве расчетной. При работе веНТИJIятора равенство даDJlений
устанавливается автоматически. Необходи IO, чтобы точка А БЫJlа
расположена ближе к точке максимальноrо к. п. д. вентилятора,
на участке ero устойчивой характерИСТИl<И (правая ветвь кривой
от точки ее переrиба), с тем чтобы при частичном засорении воздуш
ною тракта при работе даВJlение. создаваемое веНТИJIЯТОРОМ. было бы
боJlьше расчетноrо; это обеспечивает бо.'1ее эффективную очистку
KaHaJIOB от заrрязнений. Засорение каналов равносильно их дpocce
.'Iированию, влияние I<OToporo на изменение характеристики BeH
:rилятора и на изменение ус.'10ВИЙ охлаждения двиrателя рассмотрено
р rл. У.
Фиr. 315. Связь хаРЗlперистики веНТl\лятора
с характеристикой сети.
rЛАВА XJJ
ОСЕВОЙ ВЕНТИЛЯТОР
t 43. ПЛАН СКОРОСТЕЙ ПРОФИЛЯ ЛОПАСТИ
На фиr. 316 изображены три основные схемы ocenoro пеНТИJlятора,
применяемые на двиrателях с воздушным охлаждением:
1) схема с одним рабочим Колесом (фиr. 316, а), обозначаемая
условно К;
Фис. 316. OCflOllflblC схсмы оссвых веIlТИJJЯТОрОn.
"
,
2) схема с рабочим колесом и раСПОJlOженным перед ним направ
.'1яющим аппаратом (фиr. 316, б), обозначаемая условно НА + К;
3) схема с рабочим колесом и расположенным сзади Hero спрям
JIЯЮЩИl\l аппаратом (фиr. 316, в), обозначаемая условно К + СА.
При ВЫПQ.1IНении вентилятора по схеме К выходящий из Hero воз-
душный поток закручивается, что вызывает некоторое снижение
статическоrо давления подаваемоrо воздуха; при схеме Н А + к
воздух перед входом в рабочее Колесо закручивается лопаСТЯЛ<IИ
напраВJlяющеrо аппарата в сторону, противоположную вращению
рабочеrо колеса, поэтому при выходе из Hero воздушный поток
получает осевое направ.I!ение; при схеме К + СА устранение
503
закручивания воздуха спрямляющим аппаратом производится после
рабочеrо колеса.
Наличие направляющеrо или спрямляющеrо аппарата значи-
тельно повышает давление воздуха, выходящеrо из вентилятора,
а следовательно, улучшает к. п. д, последнеrо.
На двиrателях с воздушным охлаждением применяется преиму-
щественно схема Н А + К.
Для рассмотренных выше схем на фиr. 317 изображены планы
скоростей профиля лопастей oceBoro вентилятора, причем для схем К
и СА + К, ввиду одинаковых условий входа воздуха на лопасти,
эти планы скоростей одинаковы. В этом случае воздушный поток
подходит к рабочему колесу со скоростью , называемой абсолют-
ной скоростыо входящеrо воздуха. Так как в рассматриваемых схе-
С1
и
НА + 1(
C1u...J
u
К и СА+К
Фиr. 317. План скоростей на лопаточном элементе осевосо вентилятора и схема
действия сил на лопаточныii элемент.
мах нет преl1ЯТСТВИЙ входу воздуха в вентилятор, то эта скорость
совпадает с направлением ero оси и равна осевой скорости С т . Вслеk
СТВие вращения рабочеrо колеса вентилятора с окружной скоростыо u
направление движения воздушноrо потока по отношению К лопастям
этоrо колеса будет совпадать с напраВJIением вектора Wl' характери
зующеrо относительную их скорость. За счет воздействия лопастей
на проходящий :\rежду ни:\!И ВОЗДУХ последний отклоняется и ВЫХОДИТ
из рабочеrо КО.l!еса в направлении, указанном на фиr. 317 векторами
относительной скорости W2 И абсо.rIЮТНОЙ скорости С2'
На фиr. 317 для удобства планы скоростей на входе и выходе
совмещены в общий план сr<оростей, на котором изображен также
вектор средней относительной скорости W.., условно опреде.пяемый
как среднее арифметическое скоростей Wl и W2' Предполаrается
также, что направление относительной скорости относительно сече
ния лопасти вентилятора аналоrично направлению скорости невоз.
мущенноrо потока на бесконечном уда.'1ении от лопасти.
Это ус.'10вие дает возможность использовать теорию кры.па для
расчета вентилятора. При ЭТО:'-I лопасти вентилятора располаrают
относительно друr друrа так, чтобы устранить их заметное взаимо
действие.
504
Cor ласно указанному плану скоростей средняя относительная
скорость, знани-е которой необходимо для расчета вентилятора:
W.. == v c + (и + ' ;";
(135)
::I: С,.
U
Ст 2
W.. == sin .. ==' COS .. '
(136)
rде Си вихревая составляющая или так называемая скорость зак
ручивания воздуха.
В этих выражениях знак + относится к схеме НА + К, а знак
минус к схемам К и К + СА.
От скорости Си зависит степень повышения давления в вентиля
торе, определяемая по известной формуле Эйлера:
6.р ::::= 1IQ (и 2 С 2и U1C 1u )'
(137)
rде 11. полный (без учета механических потерь в опорах и в при-
воде) к. п. д. вентилятора;
Q ПЛОТНОСТI. подаваемоrо воздуха.
При осевом (безвихревом) входе воздуха в вентилятор С 1и == О,
а поэтому
6.р == 1JQU 2 C 2u .
(138)
Отсюда
tJ.p
с
21' tJQU\\'
( 139)
При пользовании этоЙ фОР1>IУЛОЙ величины t!.p и 11 принимаются
обычно постоянными для всех сечении лопасти. Величина 6.Р может
быть также найдена из выражения
6.Р == '! ((C ) + (w w )].
(110)
Уrол между средней относительной скоростью и направлением
вращения рабочеrо I<олеса найдется из выражения
tg .. ==' Ст
II ::I: ..!:Е....
2
(141)
В данном случае прави.rю знаков должно быть таким же, как
и при подсчете величины W"'.
ДЛЯ обеспечения нормальной работы вентилятора ни одна из CKO
ростей на .rюпаточном элементе колеса не должна быть выше 200
210 м!сек,
505
f 44. ДЕЙСТВИЕ СИЛ НА ПРОФИЛЬ ЛОПАСТИ
На фиr. 317 изображены силы, действующие на профиль лопасти
рабочеrо Колеса oceBoro вентилятора. При движении воздуха
в направлении, указанном относите.lIЬНОЙ скоростью W.., возни-
кают подъемная сила А и сила сопротивления W.
Силы А и W определяются из выражений:
А '=' С,йF '=' Сие и; lЬ; (142)
"
W
W == CwQF == Cwe ; [Ь,
(143)
rде Са коэффициент подъемной силы профиля .'10пасти 1 ;
C w коэффициент сопротивления профиля лопасти 2 ;
QW:'
q ".--= ---т 'динамическое давление воздуха, подсчитанное по
величине относительной скорости, в к.2Iм 2 ;
1 длина хорды профиля в .м;
Ь длина лопасти вентилятора в м;
е == ..у плотность воздуха в к.е .ceK 2 /ftt".
g
Величины коэффициентов Сп И C w зависят от формы профиля
лопасти и уrла атаки им (уrла между направлением СIЮрОСТИ W""
и хордой профиля) и ДJlЯ каждоrо профиля MorYT быть нанесены
.в виде соответствующих кривых (фиr. 318). Иноrда дается зависимость
величины С" от C w для разных
Са С "' уrлов а м в виде так называемой
1,2 0,3 полярной диаrраМI\IЫ. Наконец,
может быть даиа зависимость Be
личин Са И В... от уrла им,
0.8 0.2 При этом величина
о
..0-....
/
CI /
Са J1 C w с!
V J: ;'
ЬР" /
ъ. J1 h..c
fI
.....
0.1
С ю
В... == Са
( 144)
0.4
О
называется коэффициентом
скольжения или обратным ка-
чеством профиля.
Ве.JIИчина, обратная Е.., т. е.
К == == E (145)
Е.. С ю '
04
. 16
8
о
8
16 ()(
Фиr.318. Зависимость "еличим Са И С",
от (.1"".
называется качеством профиля.
На фиr. 319 и 320 дана зависимость коэффициентов С(I и В""
от уrла а... для профилей лопастей, примеliяемых в веНТИ.1Iяторах.
Как видно, минимальное значение Са для приведенной rруппы про-
1 Иноrда обозначается также через Су или CL.
2 Иноrда обозначается также через С Х НШI Ср.
50
филей при значениях уrла а.. == 2 12 составляет 0,2, а маКСИ IaЛЬ
ное 1,5. Для тех же пределов изменения yr.'Ia а.. ве.1ичина Е..
колеблется от 0,03 до 0,07 для всех профилированных сечений и от
0,01 до 0,12 для IlрОфИЛЯ в форме дуrи окружности (<<дужки»). Осе-
Са
v "
/ А
// V ........" '"
J
1--. . i/
3 Са
6 :::::.
7 r-...
' VJ '/ ,
&Yj .4 V ""'"
f:J!Ij 7 "-
/;'11 1/1 ........ l' ""
V A I/j / / f
J ....
// 1/ ( ) /! ,
J. Ifj J / / I 7 /
623 7/ // r/ '/ & т
<с:; .... /'
693 9 I
711 '7/ 7! / / jj h fb'l,
1.
/'1 I 11/
".. 'ZW 1/ I /
'\:Л.
j) 535 l.----:: r,- v;
(/$
/ / I .......... 1 24 и 693
36 682
с
о,lб
1,4
1,2
1.0
0.6
0.6
ОД
0,4
0,08
0,2
q04
4
о
4
8
12
16
о
()(О
DO
о
Фиr. 319. Коэффициент подъемноii силы Са И коэффициент скольжения
в разлнчНl.JХ профилсЙ по Эккерту. Цифры около кривых обозначаlOТ но.
мера профилей.
бенность изменения величинЬ[ 8.. для дужки заключается в малом
ero значении на КОрОТlюм участке изменения утла а.. и дальней
тем быстром возрастании величины 8... Для участка линейной зави
симости величины Са ОТ а.. величина Са для лопастей различных
профилей, размеры которых даны в табл. 59, может быть определена
ро формулам, указанным в табл. 60 [24 J.
597
По этим же формулам можно подсчитать значения Са И ДJIЯ про-
филей, подобных указанным в табл. 59 и 60, но имеющих друrое
отношение У. з , т. е. друrую относительную высоту.
Величину Е.., соответствующую ПРИIIЯТОМУ уrлу а"" находят
непосредственно из rрафиков (фиr. 319 и 320). Минимальное значе
ние В.. может быть также определено по приближенной формуле
Си Е.. == 0,012 +
1,6 d f
+0,02 Т + 0,08 т. (146)
При выборе профиля необ
ХОДИi\1O стремиться получить
максимальное значение Са при
МИНИ!\Оlальной ве.'lИЧИllе C W ' Т. е.
принимать меньшее значение Е,
соответствующее профилю с высоким к. п. д. при обеспечении
достаточной мехаиичеСI<ОЙ IlРОЧНОСТИ лопасти.
Необходимо заметить, что значения Са И С ш ' ПО\fещае:\fЫ в спра-
вочниках, относящихся '{ крыловым профилям [25], [26 J, [27],
получены при испытаниях в аэротрубе моделей конечной ширины
(у профилей А V А Ь : 1 == 5 ; 1), и при определеННО>,t значении числа
Рейнольдса. Величина числа Не, соответствующая условиям испы-
таний профи.'1Я. должна быть указана в характеристике последнеrо.
СлеДОllателыlO, взятые из таБЛIЩЫ или из rрафиков значения Са
И С ш можно применять лишь в том случае, если значение Re в рас-
сматриваемом случае равно указанному в характеристике профиля.
Однако, как показывает практика, значительные отклонения числа Re
в сторону меньших значений до Re == 80 000 не приводят к Heдo
пустимым для рассмаТРИllаемых целей отклонениям.
Лопасти вентиляторов по длине Ь оrраничены с одной стороны
ступицей, а С друrой колЬцоМ и MorYT рассматриват/:) я l\a1{ ЛОI1CJСТIJ
508
Т,.
I i 12 11:
....
I J t I L.,..o !:.
V.J' ..... с' о;:
J
v ,....., ,;.( /} !...
v Л \ L,...;
f----- hj 1/ L" А
00
1------ fJv ;, .,.
.,/., ' I L,...;
..1. I '1 ' / /в ,
' /1 /' I
/' . !I '/-1
/ 101' , (,. .J /' i..
./ ...." , .",.
v / ... r
/ / / .
1..- ....
V / / -' ,.
/ /
1/ / I
1,2
1,0
0,8
0,6
О,.
0,2
о 0,2 0,.
пластина
I
1,0 1,2 t/R
0,6
0,8
,
0,05
I
о,,
I
0,15 :F/l
Фиr. 320. I<оэффициент подъемной силы
и коэффициент скольжения для дуrОВОI'О
профнля.
Следовательно, чем больше
относительная толщина профиля
d
т и чем больше ero относитель
ная кривизна { . тем больше
значение Е"" т. е. больше ero
сопротивление.
Для профилей, указанных
n табл. 59, в уравнении (146)
I
d ;:::;;; У та]! И f < "2 У твх' При-
1
няв f == 2' У тц' получим
Е", == 0,012 + 0,06 у 1811 .
(147)
Фоrмулы для ПОJlсчt"та Вt"JlИЧИНЫ Са
tаблиlСЙ $9
., "'--
rруппа I Профили I Формулы для определеннЯ Са
1 ПРСфll.'1Ь типа круrовсй дуж I
ки при <0,1 Са 9 Т t О,094а",
2 АУА 42В, 682, 364, 4ВО 8 У max 92
Са "='4, +o,o а""
3 А V А 408. 490, 436, 387 Са 4,4 . + О,092а..
4 АУА 622, 623, 624, 384, 625 Са : 4,0 у ]ах + О,092а""
5 АУ 443 11 друrие СlIl\Il\lетрнч- Са 0,0900""
ные nр()фили
бесконечной длины. Поэтому для расчета этих лопастей JJельзя
использовать значения Са И C w ' получеlllll.lС Д.'1я лопастей конечной
длины (т. е. для крыльев конечной ширины).
Приведенные на фиr. 319 и 320 и в табл. 59 данные уже пересчи
таны применительно к вентиляторам. При пользовании данными
аэродинамических справочников необходюю про изводить соответ-
ствующую корректировку [23 '. Как уже указывалось ранее, OCHO
вой расчета оссвых вентиляторов является теория крыла. Следова
тельно, рабочее !{олссо рассматривается I<ЗК система изолированных
друr от друrа лопастей, В действительности же в вентиляторах,
особенно в современных высоконапорных мноrолопастных, избежать
взаимодействия лопастей почти невоз южно. По существу работают
не изолированные лопасти, а решетка лопастей. При ЭТй:\1 аэро-
динамические I{ачества профиля в решетке ухудшаются в cpaB
нении с качеством изолированноrо профиля. Это характеризуется
уменьшением величины Са' что необходимо учитывать при pac
чете.
В большинстве двиrате.rIей применяются профилированные ло-
пасти, отлитые из леrкоrо металла, так как они аэродинаМИ1{ески
более совершенны. Но эти преимущества MorYT быть реализованы
только при хорошем качестве изrотовления, Недостаток дуrовых
профилей состоит в резком изменении их аэродинамической харак-
теристики при изменении уrла атаки, что требует точноrо расчета
и изrотовления профиля.
509
Таблнца координат контура профи.еi
ТаБАuца 6()
CI1
с)
I
I
ПJ:о.1 ЭСКИЗЫ I Nt пРо 1 х I О 11.25 2,5 I 5,0 17,5 I 10 I 15 I 20 I зо I 40 I 50 I 60 I 70 I 80 I 90 1951100
фили ItИЛЯ
436 У. 2.5 4.7 5,7 7,0 8,1 8,9 10.05 10,25 11,0 10.45 9,55 8,2 6.6 4,8 2,45 1,25 0.00
У и 2.5 1.0 0,2 0.1 0.05 0.00 0.00 0.00 0,00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0,00 0.00
I 535 У. 4.3 В.4 9,8 11.6 14,0 15.3 16,0 16.3 15,4 13,8 11,7 9.2 6.6 3.6 0,15
I У и 4,3 2.3 1,6 0,8 0,3 о,й;;! О 0.3 1,2 2.2 3,0 3.0 2.5 1,5 0,15
62'2 У. 2.4 3.75 4,5 5,45 6,15 6,00 7.3 7.7 В.О 7,В 7,1 6.15 5.0 3,55 1.95 1,15 0.2
i .
У и 2,4 1.45 1,05 0.60 0,35 0,25' 0,15 0,05 0.00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0.00 0.00 0,00
с 623 I У. 3,25 3,45 6,45 7,90 9,05 9,9 10,95 11,55 12,0 11,7 10,65 9,15 7.35 5,15 2,8 1,6 0,3
!
I У и 3.25 1.95 1,50 0,90 0.35 0.2 0.10 0.05 0.00 0,00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
I
дуд 624 I У. 4,0 7.15 8.5 10.4 11,75 12.85 14,35 15,3 16.0 15.4 14,05 12,0 9.51 6,6 3.53 2.0 0,5
У и 4.0 2,25 1,65 0,95 0.6 0,40 0,15 0,05 0,00 0,00 0.00 0,00 0,00 0,00 О,СО 0.00 0,00
62;; }' 5.5 9.0 10,8 13.3 14,95 16.35 18,25 19.3 20,0 19,0;; 17,35 15,05 12.10 8,60 4,75 2.25 0.65
.
I Y 11 5,5 З,3 2,35 1.25 0,75 0,40 0,15 0,10 0.00 0,00 0.00 0.00 0.00 0,00 0,00 0,00 0,00
r 682 У. 2,3 4,55 5,55 7,0 8,05 8,9 10.0 10,65 11.2 10.9 10.05 8,65 6,9 4,85 2,55 1,35 0.00
У и 2.5 1,05 0,60 0,25 0,1 0,00 0,0;; 0.2 0.55 0,75 0.8 О,В5 0,75 0,6 0,35 0,15 0.00
6!'З }' 3.60 5.60 6,;;;; 7,95 8,90 9,70 10.,0 11,4:; 12.0 1I,В5 11.10 9.70 7,85 5,75 3,35 2.0 0,65
u
У и 3,60 1.95 1,35 0,,0 0.З5 0,20 0.05 0,00 0,00 0,00 0.00 0.00 0.001 0,00 0.00 0.05 0.15
711 У. I.ЗО 4.00 5,45 7,75 9,5..'; 10.95 12.9 14.02 Н.85 14,60 13,iO 12,25 10,40 8,05 5,05 3,24 1,40.
У и 1.30 0,02 О О О О О О о О О О О О О О о
цдrи I I I у.1 О I ' 2'741 3 941 I 5,48 I 7.001 7.451 7.231 6.521 5.521 4'28\ 2'9011.451 I О
-----... 7ЗI
У и О 0.87 1,28 1,77 2.33 2.61 2.62 2,51 2,29 1.93 1.48 ,91 О
..
tlодъемная Ci-!j,a ilрофилированноrо сечения определяется oTilotJ.f
тельной толщиной профиля, которая для приведенных в табл. 60
профилей достиrает 20%. Максимальная толщина профиля находится
в сечении, расположенном от носка на расстоянии 30% длины про-
филя. Более толстые профили принимаlOТСЯ для сечений, располо
женных ближе к втулке рабочеrо колеса, так как получение в этом
месте BbICOKOro давления при меньшей окружной скорости возможно
лишь за счет аэродинамических качеств caMoro профиля. Кроме
Toro, сечение лопасти по мере приближения от периферии к центру
колеса должно увеличиваться ввиду нарастания напряжений от цент-
робежных сил.
При построении сечений лопасти веНТИJIятора может ИСПО.IJbЗО
ваться один и тот же профиль, толщина KOToporo по мере удаления
к периферии пропорционально уменьшается. Иноrда при длинных
лопастях для различных сечений подбирают разные родственные по
конфиrурации профили. Например, при построении лопасти по
четырем сечениям MorYT быть приняты следующие профили:
Самый ТОНКИЙ профиль (у верШJIJ/Ы лопасти). . . .. . 622
Профипи ДЛЯ ПрОl\lежуточных сечений лопасти . . . . _ .623 н 624
Самый тожтый ПрОфllЛЬ (у втулки) . . . . . . 625
f 45. ВЗАИМОЗАВИСИМОСТЬ СКОРОСТЕЙ И АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ'
ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОФИЛЯ
При проектироваиии oceBoro nентилятора заданные значения
скорости закручивания Си MorYT быть обеспечены лишь профилем
лопасти с определенной характеристикой.
Между скоростью занручивания и относительной скоростью cy
ществует следующая зависимость [21 J, [23 J:
Cal 2С и (148)
Ш..
или
CI== 2c u t ,
а- w
..
( 149)
rде 1 длина сечения Jlопасти в м;
t шаr лОпастей по окружности рабочеrо колеса в м.
В Са' .. Е
еличина т называется наrрузкои лопасти. е значение
колеблется в пределах 1 ,5 2 [28 J.
Подставив в выражение (149) значение Си из выражения (139),
получим
С 1 == 2 Pt .
а Q1JUW""
(150)
:r.Dn
Так как и::=: ' то
Ci ==
2i\P.60
nd
(!l) Т nш..
120i\P
( 151)
Ql}Z/JW..
511
)'де
ftd число лопастей Р абочеrо колеса;
Z== t
d диаметр окружности, для KOToporo шаr лопастей
равен [.
Уравнение (151) может быть преобразовано следующим образом:
2дР2 4дРл 4лдР
лп d d QТjwc<>wz '
Q'I')w", за т QТjW",W т л
Ci ==
( 152)
п /
rде (о == 30 уrловая скорость рабочеrо колеса в 1 сек.
В соответствии с приведенными выражениями повышение дав-
ления воздуха t>P, создаваемое вентилятором, пропорционально
отношению l/ [, называемому rустотой решетки. Требуемое повыше
ние давления может быть достиrнуто при малом числе широких или
при большом числе узких лопастей.
Во всех случаях необходимо соблюдать условие [29 J
1
т< 1,0 .,.....1.2'
(153)
б u 1
т. е. из eraTb перекрытия лопастеи, так как с увеличением t вслед-
ствие возрастания взаимноrо влияния лопастей друr на друrа ухуд-
шится их аэродинамическая характеристика. что выразится в падении
степени повышения даВ.rJения, создаваемоrо вентилятором.
При пользовании одним из уравнений, в которое вместо отноше
ния входит ЧИС.rJо лопастей Z [напрюrер, уравнением (151) З,
возникает необходимость задаться прежде Bcero этим ЧИСJIOМ, что
де.rJается обычно с ориентацией на исходныЙ вентилятор. Ес.']и при
принятом значении числа Z длина 1 сечения отде.rJЬНОЙ .rJопасти полу
чается БО.rJьше же.rJаемоЙ, то производят повторный расчет, исходя
из друrоrо увеличенноrо их числа.
При выборе числа лопастей для робочих колес вентиляторов дви
rателей с воздушН Ы:\1 охлаждением можно предварительно прини
мать. что на каждые 100 ,ИМ длины внутренней окружности рабочеrо
колеса приходится одна лопасть, а после расчета скорреr<тировать
ЧИС.rJО лопастей, исходя из оптимальноrо значения l/ [. При этом
необходимо учитывать, что чем БО.rJьше число лопастей, тем меньше
их ширина, а следовате.rJЬНО, и размер рабочеrо кодеса в осевом
напраВ.rJении. Однако надо иметь в виду, что узкая лопасть обладает
меньшей механичесr<ой прочностыо и более С.rJожна в изrОТОВJlении.
Число лопастей, сущеСТВУI ЩИХ у осевых венти.rJЯТОров для дви
rателей с воздушным охлаждением, КО.rIеблется от 2 до 9. j\\алое число
лопастей соответствует вентиляторам с низким значением коэффи-
циента даВ.lения и высоким значением коэффициента производитель-
ноети. При повышении коэффициента давления и уменьшении коэф-
ФИllиента про изводите ль нос т и следует уве.rJИЧИТЬ ЧИС.!IO лопастей,
так как при этом повысится к. п. д. вентилятора.
512
46. СООТНОШЕНИЕ РАЗМЕРОВ РЛБОЧErО КОЛЕСА
Опреде.'1ение разr.lеров рабочеrо колеса начинается с определения
ero внешнеrо d 2 Ш1И BHYTpeHHero d J диаr.lетра в зависимости от TOI"O,
к которому из них относится I<оэффициент давления '1'. После этоrо
по одному из найденных диаметров и втулочному отношению v ==
== : может быть определен и друrоii диаметр.
В выполненных конструкциях величинаv колеблется в предеJlах
O,3 0,7. Большие ero значения соответствуют веНТИ.'lятора I с попы
шенным давлением, предельным следует считать значение О, 75
0,8; при б6льших значениях .'Iопасти получаются очень короткими,
поэтому сильно возрастают внутренние относительные потери на их
краях и в зазоре между рабочим колесом и KO.fl.'leKTopoM. Определе
ние соотношения диаметров рабочеrо колеса можно также ПрОИЗIJО
дить исходя из выражения (114). При испo.rIьзовании приведенных
в 38 rл. Х! данных об абсолютных значениях коэффициентов ;I,а[Jле
ния получается следующая простая зависимость:
d\ 1 1 '2 1/' (О Т ! О)
V == d;; == f ',7": r . о , Фz .
( 154)
47. НАПРАВЛЯЮЩИЙ И СПРЯМЛЯЮЩИЙ АППАРАТbI
Д.IJЯ чаСТИЧНОI"О устранения ИЗJIИШНIIХ потерь энерI"ИИ движения
воздушноrо потока при закручивании ero в рабочеы колесе веНТIIЛЯ
тора применяются направ.:rтощий
ИJIИ спрямляющиii аппараты.
В том и друrом С.lJучае при YCTa
ною,е этих аинаратов воздух, BЫ
а)
Фиr. 321. План CKopOCTeii на лопа
ТОЧНО I элементе oceBOI'O вентиля.
тора прН наличии:
а наПРЗDJ1яющеl-О аппарата;
б СПРЮlляющеrо аппарата.
Ь)
ходящий из вентилятора, приобретает осевое направ.lJение движе
ния, а суммарное давление ero несколько увеличивается.
В направляющем аппарате (фиr. 321, а) спрямление потока
достиrается за счет изменения уrла притекания воздуха к лопастям
рабочеrо колеса; в спрямляющем аппарате спр'ямление потока обу-
словливае ся изменением уrла выхода воздуха.
33 д. р, Поспе.,ов 409
513
НаправлЯlСЩИЙ или спрямляющий аппарат необходимо приме
нять при значении удельноrо числа оборотов п q , меньшем прибли
зите.lIЬНО 200, а таJ<же в том случае, J<оrда внутренний диаметр ло-
пастей превышает 50% от наружноrо диаметра (" > 0,5). При этом
удается полезно использовать до 95% энерrии потоиа закручивания.
Вентиляторы с малым числом лопастей и высоким удельным числом
оборотов, обладающие низким значением коэффициента давления
при ВЫСOl<ом значении коэффициента производительности, имеют
дсстаточно высокий к. п. д. и без направляющеrо или спрямляющеrо
аппарата. Спрямляющий аппарат может дать больший эффект, чем
направлЯlСЩИЙ. Но раСПО.1lOжение ero лопастей должно быть более
точным, так I{aK в противном случае возможно несовпадение векторов
абсолютной скорости на выходе из рабочеrо KOJIeCa и входе в спрям
ЛЯlCщий аппарат, что при изменении СОПРОТИВJIения сети ведет
1< ЕозрастаlIИIO потерь на удар у входа в этот аппарат, Неподвижный
направлЯlСЩИЙ аппарат перед вращающимся рабочим колесом исклю
чает необходимость в защитном оrраждении.
Поэтому псдаВЛЯlсщее большинство осевых вентиляторов ДВИrа
телей с ЕОЗДУШНЫМ охлаждением снабжается направляющими аппа
ратами. Лопасти направляющеrо и спрямляющеrо аппаратов де.rIаlOТСЯ
как прсфилиронанными, так и в форме дуrи OI<ружности (<<дужки»).
Аэродинамический расчет этих лопастей принципиально ничем
не отличается от расчета лопастей рабочеrо колеса, однаI<О в боль
шинстве случаев можно оrраничиться лишь определением уrлов
их установки (фиr. 321). При этом может быть принят один (средний)
уrол для всех сечений лопасти или для каждоrо сечения найден
свой уrол по формуле
С т 2 ЧJ2
tg а === === v .
Си 1)'2
(155)
rде С т === С2 при направляющем аппарате перед рабочим колесом
и С т == Сl при СПРЯМJIЯlOщем аппарате за рабочим
колесом.
Число лопастей направляющею или спрямляющеrо аппарата при-
нимается в 2 3 раза большим ЧИСJlа лопастей рабочеrо колеса и,
кроме Toro, для уменьшения шумности работы оно не должно быть
иратным последнему. Для устранения срывов потока и уменьшения
завихрений необходимо предусматривать плавные скруrления
у входных кромок коллектора. Для устранения излишних завихре
ний лобовая часть втуЛl<И рабочеrо I<олеса должна иметь форму.
БJIИЗI<УIO к полусферической или к полуэллипсоидной.
КОНСТРУIЩИИ вентиляторов отдельных двиrателей рассмотрены
в rл. IX и Х.
ТЛАВА Х/Н
ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ВЕНТИЛЯТОР
48. СКОРОСТИ НА РАБОЧЕМ КОЛЕСЕ
НЗ фиr. 322 изображена аэродинамическая схема центробежноrо
вентилятора, а па фиr. 323 приведены треуrольники скоростей
на лопастях (то рабочеrо колеса В случаях, коrда ЭТи лопасти:
1) oTorHYTble назад (фиr. 323, а); 2) радиально выходящие (фиr. 323, б)
и 3) заrнутые вперt'Д (фиr. 323, в). Воздух входит в рабочее I<олесо
с абсолютной скоростью C 1 , I<оторая ввиду отсутствия направляю-
щсrо аппарата. имеет радиальное напраВ,1Jение. Эта скорость
слаrается из относительной скорости Wl, направленной по Kaca
тельной к .1JопаСТИ в исходной точке А. и окружной скорости ul
на внутреннем входном диаметре рабочеrо колеса. Из межлопаточ-
Horo канала воздух выходит в точке В с абсолютной скоростью С 2 ,
которая слаrается из относительной скорости выхода Ш:: И окруж
ной скорости 112 на внешнем диаметре рабочеro колеса. При радиаль-
ном входе воздуха на лопасти (щ == 90(» ДЛЯ указанных трех форм
лопатOI< деЙствитеЛЫIЫ слt'дующие соотношения между скоростями:
2 2 2
С. == ШI и1 ;
'! 2 2
Cl == Wz + U;l 2ш 2 и 2 cos 2;
C 1U == о;
c u == C (Ш 2 <;iп 2)2;
Со U С2111.
2и== 2 tg 2 '
( 156)
157)
(158)
( 159)
tg == C1III ==.!:!.. .
1 ". "1 '
( 1 60)
t g R
....2 "2 C2U .
(161)
Как и в случае oceBoro вентилятора, давление воздуха, создавае-
мое вентилятором, находится по формуле (137), т. е.
t:"Ppo == QU 2 C 2и ,
(162)
515
33*
но может быть найдено и из уравнения
Q [ ( 2 2 ) . ( 2 2 ) ';! :.1 ] "
t.P T ", == 2 C2 CI i- Щ. Иl + {Шl Ш:.!) ,
(103)
rде индеJ<С Т указывает на То, что это давление теоретическое без
учета к. п. д. вентилятора, а индекс со означзет, что данные COOTHO
2
в
Фиr. 322. АЭ(10ДllllаМllчеСl{ая схема ЦС'lIтробежнш"о JJеIlТl!.нпuра:
J кожух; 2 раUОЧt'е КОJlССО; 3 KOJIJJCi(TO[).
шения действитеЛLНЫ для вентилятора с так называС IЫМ бесконеч
ным ЧI:СЛОМ лопастей и, СJJСДОIJ<lтельно, требуется корреlйировка
а)
БJ
О)
Фиr. 3 3. План скоростей рабочеrо колеса центробежноrо веНТII.1ятора.
с учетом конечноrо их числа. Первая разность в круrлых СJ<обках
выражает прирост кинетической энерrии 80здушноrо ПОТОJ<а, вторая
516
и третья разности прирост статичеСl<оrо давления cOOTBeTCTB€ но
от центробежных сил и замедленноrо течения воздуха в лопато',ных
каналах рабочеrо колеса (напомним, что для ocel3oro вентилятора
средний член равен нулю, тш, как там воздух течет в осевом направ-
.!1('Н1111 и, следовательно, ИJ == U 2).
РЕшая совместно выражения (159) и (162), получим
л р ( С2т )
L1 ТОО === еи 2 \ и 2 tg В2 '
(164)
а значение коэффиuиента давления
'1)' i1P тОО еII2 С 2" 2С2"
eII QlJ 112 '
2 2
( 165)
откуда
'Il2
С 2 " =-= 2 .
( 166)
Используя уравнение (164), наЙдем
, еII 2 (112 t " 2 )
Ф === 2 =-== 2 ( 1
QIIZ
После преобразования получим
С2т )
112 tg Bz .
(167)
t R С 2т
g 1--'2 == .
112 ( I i )
(168)
Величина С 2т определяется из выражения
V
С"т == d b .
... ;t 2 :!
( 169)
rде V производите.'1ЫIOСТЬ вентилятора 13 ,и:!/сск;
d 2 И Ь 2 внсшниЙ диаl\lетр и соотвеТСТlJующая ему ширина рабо
чеrо колеса.
ФОРМУJlа для определения скорости C lm аналоrична выраже
нию (169), в I<OTOPOIl1 вместо ве.1ИЧИН d 2 И Ь 2 подставляются COOTBeT
ственно величины d 1 и bl.
I3Llражение (168) устанавливает зависимость между коэффициен-
ТОМ давления 'ф И yr.101\l 2 выхода воздуха с лопасти колеса цeHTpo
бсжноrо веНТИШlтора.
Приведенные З3IJИСИМОСТИ относятся I( вентилятору с беСI(онеч
ным числом .71ОпастеЙ, не имеющему rидраВ.'1ичеСI<ИХ потерь. При
наJI\IЧИИ конеЧI!ОI-О числа лопастеЙ, УЧИТLIваеi\юrо соответствующим
I<оэффиuиентом El, а таlOке rидравлических потерь, харш<теризуе-
мых коэффиuиентом 11il' деiiствитеЛLНЫС параметры uентробежноrо
веНТИ.rJятор'а будут отличаться от теоретических.
517
Действительное повышение давления воздуха, создаваемое цeHT
робежным вентилятором, найдется из выражения
6Р == f)1/ I .P ТОО == t]/,8IQll2C2и' (170)
или, решая относительно С 2и ' получим
!J.p
С 2 == .
и Чhl?1QII2
(171)
Значение коэффициента 81 может быть определено из табл. 61 [21]
или по формуле
!J.p
81 == !J.p ==
т""
1+
1
2
1.5+I,I 90
Z [1 ( ::) 2 J
( 172)
rДе z число лопастей;
dl и d 2 соответственно внутренниЙ и внешний диа;\tетры рабе-
чеrо колеса в .м;
2 уrол выхода лопасти рабочеrо колеса u rрад.
ТабllUl(а 61
Значения коыффициента еl
Фо МВ Р<1бо'"н'о I\О.1еса
Фо"ма . описти
отоп,vтан I ВЫХОДЯ I ЗdrIIУТ
.!азвд U.aH оперсд
paпllaJlbIlO
. ' 1 ' 0,862
0,85 5
0,866
O,f 50
0,778
O,79J
Коническое . . . . . . .
с П!lрйлдеЛЫILIЩ[ rИ::1C2МII
49. РАЗМЕРЫ, ФОРМА И ЧИСJЮ ЛОПАСТЕЙ РАБОЧEfО КОЛЕСА
Внешний диаметр рабочеrо колеса
Внешний диаметр рабочеrо lюлеса находят исходя из значения
соответствующей ему окружной скорости, подсчитанной по коэффи-
циенту давления и ЗС1llанному ero числу оборотов, по известной
формуле
d Oи2
2 .
:rn
ВнутренниЙ диаметр рабочсrо I<Олеса определится из соотношения
d З
(j!. > 1,194 -V (jJ . (173)
2
[де (jJ коэq:фициснт производите.ЛЬJЮСТИ.
';;J8
Иноrдэ диаметр d J определяют раньше, чем диаметр d 2 . В этом
случае исход.ными величиню.1И являются ПРОИЗВОДительность V
вентилятора и заданная осевая скорость со воздуха в ero входном
коллекторе (см. фиr. 322):
v
с .== .
О лdl(
(174)
откуда диаметр коллектора
dl( == 2 1 1 v
ЛС О
( 175)
в случае вентилятора с двусторонним входом воздуха диаметр
коллектора
. d
d K == ;2: '
rде d" диаметр коллеи:тора при одностороннем входе воздуха
в вентилятор.
( 176)
UUирина рабочеrо колеса
Учитывая некоторое сопротивление потока воздуха при входе
nd
ero в рабочее lю.l1есо, ВХОДное сечение /" == 4"'""" Ko.II.'leKTopa де.'1ЭЮТ
на 1O 20% бо.'Iьше ВХОДноrо сечения f == nd 1 bl рабочеro КО.llеса.
Экк рекомендует исходить ИЗ слсдующеrо равенства [21]:
?
лd
""4'"""" 1,2;rd 2 b 1 .
Если d" ==' dl, то ширина
ы1 рабочеrо
Ь . d 1
1 4,В '
колеса на диаметре dl:
(177)
При этом определении допущено, что вал у вентилятора OTCYTCT
вует или расположен со стороны, ПрОТИВОПОJЮЖНОЙ входу, поэтому
не занимаеТ"\Jасти сечения кол.rlектора, а толщина лопастей прснебре
жимо мала.
При бо.'1ее точном опреде.lеНИИ величины Ь 1 можно состави'tЬ cдe
дующее выражение:
: [(Ad 1 )2 d;] == пd 1 b 1 B,
rДе диаметр коллектора d" приня1' В долях от входноrо диаметра dl
рабочеrо колеса. т. е.
d", == Ad 1 .
519
Таким образом,
A2d d:
ы 4d В
1
( 178)
rДе А == 1 -+- 1,1;
d s диаметр вала вентилятора в .At;
В коэффициент изменения сечения входа рабочеrо колеса
(таб.ll. 62).
ОриrllТИРО80чиые значеиия коэффициента В
ТаБЛ/IljG 62
Внешниll диаметр рабочеr" колеса
КОНС1'f'УКI ИЯ rабочеrп копеса I До 250 M,,,12r,0 oo м.,,1
Свыше
[;00 Mjt
Рабочее J<ОЛССО И3 JJистопоrо материатl I 1,10 1,15 1,2
Литое Рfll';очее колесо I О,во O,9J ],0
I i
Наличие значений коэффициента В, меньших единИI!Ы, объяс
няется значите.IJЬНОЙ толщиноЙ литых лопастей, снижающих проход-
ное сечение в радиальном направлении рабочеrо 1<O.'1eca. Д.'Iя y:\reHb
шения та){ называеыоrо отрыва потока воздуха от стеншс необходимо
предусмотреть З8круrления у входных кромок коллектора и рабочеrо
lюлеса.
Ширина лопасти Ь 2 на внешнем диаметре рабочеrо колеса в зави
СИЫОСТI1 от ряда условиЙ выбирается равной ширине ы1 (ко.'1есо бара
банноrо типа) или меньшей ее (коничеСI<ое рабочее колесо). При HOp
мальном протекании воздуха в меЖ.1юпаточных каналах рабочеrо
JЮ.IJеса радиальная скорость С т должна оставаться постоянной
или уменьшается от виутреннеrо диаметра [< внешнему. Однако при
d
отношении +, превышающем 0,56, что наблюдается в большинстве
2
IЮНСТРУКЦИЙ венпl.IJЯТОРОВ двиrате.rJей с воздушным охлаждением,
замедление потока при пара.lJлельпых боковых шайбах рабочеrо
КО.IJеса СЮIШI<ОМ ведико, ПОЭТО?'IУ необходимо ширнну .10пастей де lать
уменьшающейся по направлению к внешнему диаметру, т. е. прини
мать Ь2 < b 1 . Чтобы при этом уменьшении не создать УСJшренноrо
потока, при расчетах обычно принимают скорость воздуха в меж
лопаТОЧIIОМ канале постоянноЙ по диаметру колеса (с I 111 == С2т)'
В этом случае ширина лопастеЙ будет ИЗ;\Jеняться обратно пропор
ционально радиусу:
Ь 2 == b 1 ..!L == b 1 .!!!..
r2 d
( 179)
в случае рабочеrо колеса с двусторонним входом воздуха соот-
ветствующие величины b и b определяются из выражений:
, ы ' Ь 2 ( 180)
ы == Y2; Ь 2 == У2 '
520
q>opMa лопастей рабочеrо Колеса
Как уже УI<азывалось выше, относительно направления вращения
рабочеrо колеса ero лопасти выполняются: а) отоrнутыми назад;
б) радиа.1ЫIO ВЫХОДЯЩими и В) заrнутыми вперед. В исходной ТОЧI<е
на внутреннем диаметре I<ОЛесз во всех указанных трех случаях
лопасти направлены в сторону, противоположную направлению
вращения, ПОЭТО IУ указанная классификация относится к располо-
ЖСЮIЮ концов этих .1J0пастей. Основное различие между указанными
формами .10пастей состоит в характере изменения давлеl-lНЯ ВОЗ;J.уха,
1,6
tJPXl/111
Фllr. 324. ИЗ)lеНСIIИС ПOJJIfОСО
даПJ1еllИЯ при раЗШI'IНО1.( на-
кпО1lе лопастей:
/ .'IonaCTJI. заrиуты<: оперед
(В. > 9n О ); :1 ЛопаС1'II радиа,1ЫIО
ВЫ ХО;IЯЩIIС (13. 900); 3 JlOn cT".
OJOr"YTble "азад (11. < 9и о ).
R 12
"'('
/3;
8
Q..
i 0.8
J
"'"
i 0.4
rl
"'"
о
120
40
IБО
80
Фиr. 325. Изменение ПОЛllоrо стаТИ'IеСIЮro и ДII
наМИ'lсскоrо давлсния 11 КО'JффlfuиеJlта реакции
при беСJ<ОНСЧIЮМ lJисле лопато( в эаВИСIШОСПI от
2 при ПОСТUЯННUМ числе uGoротов.
подаваемоro веНТИЛЯТОрО 1 в зависимости от CeKYIIAlIoro ero расхода.
Для иллюстрации обычно приводят данные, относящиеся к Trope
тическому рабочему колесу с бесконечным чис.'юм лопастеii (фиr. 324).
В этом случае линия давления при радиальных лопастях проходит
rОРИЗ0нтально, при заrнутых вперед она идет выше, а при oтorHY
тых назад ниже. Это объясняется тсм, что в первом случае правое
c.l1araCMoe в скобках уравнения (164) равно нулю, во втором случае
оно положительно и в третьем отрицательно,
В существующих КОНСТРУКI.I.иях вентиляторов суммарное давление
воздуха после небольшоrо ero подъема с увеличением производи
теЛЫ-JОСТИ падает; однако степень этоrо падения при JIопастях,
заrнутых вперед, меньше, чем при радиа lЫIЫХ и oтorHYTbIX назад.
В последних для достижения OA\fHaKOnOro давления окружная CKO
рость рабочеrо колеса должна быть больше, чем при лопастях,
заrнутых вперед; производнтельность вентилятора не зависит от
формы лопастей.
На фиr. 325 дано изменение полноro и стаТQческоrо давления пода
Bae1\l0rO вентилятором воздуха при переходе от одноЙ формы лопаток
к друrоЙ (при ПОСТОЯННО"d ЧИCJIе оборотов рабочеrо колеса венТИЛЯ
тора). КШ< ВИдно, вентилятор с лопастями, заrнутыми вперед
521
I
tI
( 2 > 900), развивает наибольшее суммарное давление !'J.Pr"'"
Следовательно. при одном и том же заданном давлении вентилятор
будет иметь наименьшие rабариты. Однако ДО.rJя статическоrо давле
ния ДРl'т"" В полном давлении, т. е. коэффициент реакции Л""'
дЛЯ этоrо вентилятора меньше, чем для друrих. Преимущество по ве.-
личине cYi\IMapHOro давления у Hcro получено за счет динамическоrо
даВJIения Рд"'" Преобразование этоrо давления в статическое в спи
раЛЬНО1\I кожухе центробеЖIlоrо вентилятора представляет серьез
ные трудности, поэтому при больших скоростях воздуха в рабочем
колесе применять .'10пасти, заrнутые Впере;J., не рекомендуется.
Радиально выходящие лопасти дают высокиЙ к. п. д. только при
условии, если имсстся хороший спиральный кожух. У вентиляторов,
применяемых ДJIЯ двиrателей с воздушным охлаждением, эти усло
вия трудно осуществимы, и поэтому наиболее подходящим является
рабочее колесо с лопастями, отоrнутыми назад. Обладая наиболее
высоким коэффициентом реакции, 0110 обеспечивает максимально
ВОЗМОЖНЫЙ к. п. д. вентиляторной установки.
Оптю,шльное значение уrла 1 (фиr. 323) определяется из условий
обеспечен ия безударноro входа воздуха на лопасти. По данным
Экка [21], наилучшее значение этоro уrла для центробежных вентИ
ляторов с лопастSIМИ, отоrнутыми назад, и радиально ВЫХОДЯЩИi\1И
составляет 35.40. По данным друrих авторов 130], оптимальная
величина уrла ] колеб.rIE ТСЯ в пределах 35 б5", а для вентиляторов
с относительно большоЙ шириной рабочсrо колеса этот уroл из KOH
структивных соображений может быть увеличен даже до 85 950.
По видимому, чем больше ИСКРИВJIены лопасти в направлении враще
ния рабочеrо I<олеса, тем больше должен быть уrол входа I' который
связан со скоростями на входе СО и и1 следующим соотношением [29]:
tg I==Tl ' (181)
иl
rде Т 1 == 1,07+1,2 коэффициент сужения межлопаточноrо канала
у входа в рабочее колесо.
Мсньшее значение 1'] надо принимать при штампованных лопат
ках, а большее IIрИ литых. Более точно 1'1 может быть найдено
из выражения
l)
1'] :.-= 6 .
11
sin )
( 182)
rде t} шаr лопастей по окружности диаметром d];
б толщина лопасти по окружности диаметром d..
Уrол 2 выхода воздуха с лопастей в существующих KOHCTPYK
циях вентилSIТОРОВ колеблется от 20 до 1700, а наиболее рациональ-
ные значения ero лежат приблизительно в пределах 30 1200. При
данной ОКРУЖНОЙ скорости рабочеrо колеса чем больше уrол 2'
тем выше абсолютная CI<OpOCTb и суммарное давление воздуха при
выходе из вентилятора. Кроме Toro, величина ЭТоl'О уrла 2 должна
522
!
i
I
I
I
i
't11 1
I
А
111
п
А.
А
Фнr. 326. Этапы построения межлопаточноrо I{анапа.
быть увязана с планом скоростеЙ и с значением принятоrо коэффи-
циента давления\)'.
Значениями yrJIOB l и 2 полностью опреде.пяется форма концов
лопасти; построение среднеЙ се части указано на фиr. 326. На этой
фю'уре ве.пичина, Iшторая строится на каждом этапе, выде.пена жир-
ны:\1И J1ИНИЯМИ. РНМСI<:ИМИ цифрами обозначены: 1 рабочее колесо
с .llOпастями, заrНУТhlМИ вперед; 11 то же, с радиально ВЫХОJ{SIЩИМИ
лопастями и 111 то же с лопастЯl\IИ, отоrнутыми назад. Этапы
построения СОСТOSIТ в СJIедующеы. Сначала откладывают суыыу уr'лов
l + 2' затем, соединяя ТОЧКИ А и В, лежащие соответствснно
на внешнем и внутреннем диаметрах рабочеrо колеса, находят
ТОЧКУ С. Из точки, де.пящей отрезок АС попола1\1, проводят К нему
перпендикуляр. Затем из ТОЧки А под yr.1JOM 'l проводят прямую
до пересечения с указанным перпенДикуляром. ИЗ точки D радиу
сом AD проводят дуrу окружности, определяющую фОрi\IУ JJOнасти.
После построснrШ необходимо убедиться в том, что yrOJl между
стеНl<ами лопаточноrо I<анала в люБО:\1 месте по длине ПОСJlеднеrо,
т. е. в направлении течения воздуха по HC1\IY, НС превышает 9 12°.
В ПрОТИВНО:\1 случае возможсн отрыв нотска от стенок.
Число JlOпастей рабочеrо колеса
Число лопастей рабочеrо колеса ЦCIIтробежноrо вентилятора
определяется необхuдимостыо По.lJучения безотрывноrо протекания
воздуха в межлопаточном канале. Для этоrо должно быть соблю
дено соотношение
L
Т == 1,2+ 1,6.
( 183)
rде L д.'нша межлопаТО'lllOrо канала по ero среднеЙ линии;
I 11181' лопастей 110 средней OI<ружности рабочеrо Iшлеса.
Если IШС-'IО лопастей Dенти.'1ятора Z, то
I == п (d, I d 2 )
2z
L
При t < 1,2 будет наблюдаться повышсннОС завихреllИС воз
духа в меЖJюпаточных каналах, сопровождающесся потерями ЭI:ер
L
rии, анри т> 1,6 повышенные потери на трение воздуха
о стенки меЖJlOпаточноrо канала ввиду увеличеННОJl el'o длины.
Всличина L зависит прежде Bcero от отношения диаметров рабо
чеrо колеса d 1 и d'l' а ТaJ<же от YrJla выхода 2' поэтому и число лопа
стей зависит от этих ве.пичин и определяется из выражения
4л sin 2
Z == ( dJ ) '
',ы - """"d";
( 184)
524
Максимальное чИСЛО лопастей ц нтрuбежноtо веНП!ЛЯ10Р<1 теМ
больше, чем больше абсолютные размеры рабочеrо Н.олеса. В суще-
ствующих конструкциях вентиляторов двиrатеJlей с воздушным
охлажденнеl число 10пастей ко.:lеб.'1ется от 12 до 32 Д.1Я приводных
вентиляторов и от 32 и выше ДJIЯ венти.'1ЯТОРОВ, ВЫПОЛНЕ'ННЫХ как
одно целое с маховиком.
50. СПИРАЛЬНЫЙ КОЖУХ
Спиральный кожух предназначен, во-первых, Д:IЯ сбора воздуха,
выходящеrо из рабочеrо колеса, и отвода ero в нужном направлснии;
[ю вторых, ДЛЯ IlреобраЗОDания
части динамическоrо давления
этоrо воздуха D статическое ero
Д<Ш.'1еlше Чем выше скорость воз
духа, Быходящеrо из рабочеrо I<O
леса, тем тщательнее должен быть
оформлен кожух. У вентиляторов,
имеющих рабочее КО.'lесо с заrну
тыми вперед JlOllаСТЯi\IН, скорость
выходящеrо поздуха выше при
одинаковом значенин окружной
скорости, чем у KOJleC с раДllа"lЬНО
раСПОJюжеННblМII .rlOпастями и тем
более у КО.'1ес с отоrнутыми назад
лопастями; поэтому Д.IJЯ lIервых
вентиляторов правильная форма
кожуха имеет также большое зна
чение.
При расчете сечений кожуха Фнr, 327. Построение IШIIтура СПН-
ИСХОДЯТ из количества воздуха, радьносо кожуха.
проходящеrо через даНllое сечение.
При ПОСТОЯНIIОЙ ширине I<ожуха контур ero должен быть выполнен
по архимеДОDОЙ или 110 лоrарифмичеСI<ОЙ спирали. Практическим
приближением I{ ПОСЛСДней ЯВ.'1яется построение, изображенное на
фиr. 327, по так называемому способу КОНСТРУI<цнонноrо квадрата.
Для этой цели неоБХОДJI:I.1O знать величину внешнеrо диаметра
рабочеrо колеса d 2 , минимальное расстояние с между кожухом
и колесом D точке начала снирали, а также величину А paCKpы
тия кожуха. Радиус кривизны определяется из выражения
, ер
19 == k '
'2
r.це
k == 360
1 '2+ с
g
'.
( 185)
525
В точке начала С!lИралыюtо kожуха nplI наJшчlш раз !ера С
радиус кривизны r может быть не равен r2' ПОЭТОМУ стенка кожуха
при уrле qJ == о 22 С 30' имеет друrой радиус кривизны.
При непараллелЫfЫХ боковых стенках кожуха спираJIЬ кожуха
в первом приближении должна строиться так, чтобы увеJIИчение
сечения ero канала было равномерным по окружности рабочеrо
колеса, а во избежание отрьша потока от боковых стенок последние
не должны расходиться больше чем на 10 12°. При развитии кожуха
в осевом направлении значительно
уменьшаются диаметральные rаба
риты вентилятора (фиr. 328). Однако
даже в самом блаrоприятном случае
эффективность преобразования дина
мическоrо давления в статическое
в таком кожухе будет хуже, чем
в обычном с параллельными сторо-
нами,
В двиrателях с rоризонтальными
противолежащими цилиндрами ко-
жух разделен на две полуспирали
соответствешro числу рядов цилющ-
ров. Формирование этих полуспира
лей производится по тем же правилам,
как и полных спиралей.
При установке ПрЮЮДl!оrо венти
лятора rабариты двиrателяв целом
зависят как от размера вентилятора.
так и от установки последпеrо OTHO
KO сительно двиrателя. При достаточном
расстоянии между вентилятором и
двиrателем (фиr. 329) кожухвенти
лятора имеет НОрМё1льное раскрытие
(размер А); при близком расположе
нии вентилятора к ДБиrатето величина раскрытия кожуха должна
быть по необходимости большей. Кроме Toro, в этом случае величина
раскрытия зависит от Toro, в какую часть оребрения неоБХОДИi\Ю
направить основную часть воздушноrо потока. При направлении
через rоловку цилиндра величина раскрытия должна быть малои;
при пропорционаJIЫЮМ распределении воздушноrо потока между
rоловкои и цилиндром величина раскрытия делается максимальной
(фиr. 331, 6), хотя это и приводит из-за уменьшения активнои части
кожуха к некоторому снижению создаваемоrо вентилятором давле-
ния. Однако при слишком малои величине раскрытия А в сравнении
С высотои Нр оребреннои части rоловки и цилиндра и достаточно
близком расположении рабочеrо колеса к ребрам нижняя часть
цилиндра будет продуваться слабо, и в этом месте вследствие эжек
ционноrо действия потока воздуха в верхнеи части (через rOJIOBKY
цилиндра) может даже создаться разрежение. В этом с.7Jучае целе-
сообразно несколько увеличить величину раскрытия кожуха, что
526
в
AxB-А'><В'
б)
11>/1'
Фиr. 32В. Схемы спираЛЬНоrо
жуха:
а раднальноrо; б раднально-осс
Doro.
при Мilлозаметном ухуДшенИИ обдува верхнеи части знаЧIПелЬнО
увсличит интеНСИВНОС1Ъ обдува нижней части цилиндра.
Для уменьшения ширины двиrателя иноrда примеIlЯIOТ рабочее
колесо вентилятора с двусторонним входом воздуха (фиr. 329, в).
Фllr. 329. УстаНОIll<И венТИ!lЯ
тора на ДВllrате_lе:
а lIормаЛhная; б с 6...1И31\11М
раСПОЛОЖСl-illс t веНТIf.'lЯТО[1а к ДBJI
та тел 10: о то Же. но с днусто.
POHIHI;\-I раБОI.ИМ KO '1eCOM.
о)
АсА' [>[!..("
6.'
,
в этом случае получается как бы два спарснных кожуха, которые
обеспечивают высокую равномерность распределения воздуха
по цилиндрам. Необходимо отметить, что какая бы конструкция
кожуха ни была примеllена, важным является наличие в ней плавных
переХОДОБ и хорошей rерметичности.
['ЛАВА X[I'
ВЫБОР И РАСЧЕТ ВЕНТИЛЯТОРА ДЛЯ двиrАТЕЛЯ
С ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ
51. ИСХОДНЫЕ УСЛОВИЯ ВЫБОРА ВЕНТИЛЯТОРА
Ilесовершенство конструкции первых двиrателей с воздушным
охлаждением в ЗIНIЧИП'.I1ЫЮЙ мере обусловливалось низким к. 11. д.
И БОJlЬШИМИ I'абаритами применявшихся на нИх вентиляторов.
В последних конструкциях серийных двиrатеJlеЙ с воздушным
охлаждением вентнляторы подобраны достаТОЧJlО удачно, что выра-
жается в малой величине потребляемой ими мощности по сравнению
с мощностью охлаждаемых Двиrателей.
Подбор веllТИJlятора должеи начинаться с детальноrо изучения
условиЙ, 13 I<ОТОрых 011 будет работать. К НИМ прежде Bcero относятся
внешние условия и режим работы дви rателя , опре,'l.е.1ЯС:\lые ero
назначением. Если вентилятор предназначен для охлаждения CTa
ционарноrо двиrателя, работающеrо большую часть времени на номи
налыroм режиме, то на этом режиме вентилятор должен иметЬ макси
lIIаЛЫIЫЙ к. п. д.
При подборе веИПI.lятора I< двиrателю, предназначенному дли
работы на открытоЙ местности, целесообразно наряду с режимом
ero работы учеСТIJ возможность изменения направления ветра:
при сильном ветре 13 сторону, противоположную притоку воздуха
13 венти ,ятор, производительность последнеrо будет отличпа от наблю
даемоЙ в нормальных условиях.
Режим работы автомобилыюrо или TpaKTopHoro двиrателя отли
чается от режима работы стационарноrо меньшей средней заrрузкой.
В этом случае расчет вентилятора следует вести исходя из условий
работы двиrателя lIа номинальном режиме, но с 5 lО% IIЫМ запасом
производителыюсти, с тем чтобы ухудшение ero ТСПЛОВОl'О состоя
ния при переходе на режим максимальноrо крутящеrо MOi\leHTa было
не очень значительным.
Выбрать расчетный режим для вентилятора двиrателя леrковоrо
автомобиля значительно труднее, так как в этом случае имеют место
более высокие скорости движения и ДБиrатель может устанавли-
ваться на автомобиле с учетом использования давления встречноrо
потока воздуха. Поэтому определение исходных расчетных пара
метров следует производить применительно к каждой моторной уста-
новке, причем целесообразно составлять тепловой баланс двиrателя
52В
для основных режимов ero работы и УВslзывать этот баланс с произ
80дительностью вентилятора на этих же режимах. Расчетный режим
вентилятора стационарноrо двиrателя выбирается таким образом,
чтобы расчетному режиму на участке устоЙчивой характеристики
веНТИЛSlТора соответствовала или, по крайней мере, была к нему
близко расположена точка максимальноrо значения ero к. п. д.,
так как преДПОJlаrается, что вентилятор должен работать большую
часть времени именно на ЭТО"I режиме.
Для вентилятора аВтомобилыюrо или TpaKTopIloro двиrателя
с воздушным охлаждением совпадение расчетной ТОЧJШ с точкоЙ
максималыюrо к. п. д. не всеrда желательно, так как вентилятор
может работать большую часть времени не на расчеТIIОМ реЖИМе.
Необходимо провести исследование заrрузки двиrателя по времени,
устаНdВИТL наиболее продолжительные режимы и при,,'енительно
к этим режимам подобрать характеристику вентилятора по к. п. Д.
с учетом обеспечения нормальной работы двиrателя.
Место расположения вентилятора в системе воздушноrо тракта
Двиrателя существенно влияет на выбор el'o типа и размера. Напри
мер, расположение ero непосреДСТIзеино на коленчатом валу РЯk
HOI'O двиrателя уже почти предопределяет, что он ДО.'lжен быть
центробежным. Следователыю, веlПИJIЯТОР .может быть окончательно
8ыбран лишь после Toro, как УСТ8Jювлено, будет ли он "РИБОДНЫМ
или помещен lIеlIосредственно на коленчатом валу. В связи с этим
це"lесообраЗIIО еще раз вернуться к раССМОТРСIIИЮ преимуществ Toro
и друrоrо варианта (см. также 20, rJI. VI).
Осевые вентиляторы двиrателеЙ с воздушным охлаждением
бывают почти ИСКЛlOчителыю приводными, а центробежные при
мерно поровну делятся на приводные и выполняемые как одно
целое с маховиком. Примене IИе приводноrо вентилятора обеспе-
чивает возr.lOiКность:
1) уменьшения размеров вентилятора за счет повышения числа
оборотов ero рабочеrо колеса, что очень ваЖIЮ для двиrателей
с большим расходом охлаждающеro воздуха;
2) реrулирования охлаждающеЙ способности систсмы путем изме-
нения пере.1.аточноrо отношения в приводе вентилятора, что важно
при использовании двиrателя в различных климатических УС.l0ВИЯХ,
при сезонном изменении температуры окружающеЙ среды, при уве-
личении теплоотдачи в стенки вследствие ухудшения состояния дви
rателя (ИЗJlОС, nOJIOMKa части охлаждающих ребер и пр.) и при дли
тельной работе lIа частичноii наrрузке;
3) изменениSl эффеl<ТИВIЮСТИ системы охлаждения при форсиро-
вании двиrателя без изменсний в ero конструкции.
1( недостаткам приводноrо вентилятора относятся:
1) потребность в передаточпом механизме;
2) возможность нарушения НОР"lаЛЫlOii работы системы охлажде-
ния при дефектах в этом механизме.
приблизите.1ыlo три четверти всех двиrателеI1 с воздушным
охлаждением имеют независимые вентиляторы. Вентилятор, поса
женныи на ОДНОl\i из концов коленчатоrо шша и чаще Bcero изtотов
:34 .1., [>. ПОСnСJIOU 40') 529
ленный как одно целое с маховиком, также находит применение.
К преимуществам TaKoro вентилятора ОТНОСSlТся:
1) простота и малая стоимость конструкции из за отсутствия
передаточноrо механизма н вала рабочеrо колеса с опорами;
2) высокая долrовечность и надежность работы, так как OTCYT
ствуют приводной механизм и трущиеся части;
3) устранение вредноrо влияния инерции рабочеrо KOJleca
на работу системы охлаждения.
К недостаткам веНТИJlятора, изrотовленноrо вместе с маховиком,
следует отнести:
1) увеJlИченис rабаритов картера маховика для образования
спиральноrо кожуха вентилятора (при охлаждении наrнетанием);
2) невозможность не зависимоrо от двиrателя реrулирования
охлаждения путем измененИЯ числа оборотов вентилятора.'
Характер подачи охлаждающеrо воздуха (lIаrllетанием или
просасыванием) также влияет на выбор тина вентилятора. Так,
охлаждение просасыванием, как правило, связано с применением
приводноrо oceBoro вентилятора. При выборе как oceBOI'o, так и цeH
тробеЖНОI'О вентилятора необходимо учитывать преимущества и Heдo
статки вентиляторной установки в целом.
Преимущества oceBoro вентилятора по сравнению с центробеж
ным следующие:
. 1) большая производительносТl> при одинаковых rабаритах; это
дает возможность устанавливать один веНТИ,,1ЯТОР на несколько
ЦИЛИlщров(дизелиДейтцсерий 514 и 614 с ЧИС,,10:\О1 цилиндров от 1 до 12
и дизели Татра HOBoro се:l.lеЙства с 'IИСJIOМ ЦИ,,1ИНДРОВ от 4 до 12);
2) более высокий к. п. д.;
3) более высокиЙ коэффициент реакции, что имеет особое значе-
ние при установке вентилятора на двиrателе;
4) простота конструкции направляющеrо кожуха;
5) возможность изменения направления подачи воздуха при
повороте лопастей без изменения направления вращения рабочеro
колеса, вследствие чеrо вентилятор можно располаrать с любой CTO
роны двиrателя.
К недостаткам oceBoro вентилятора относятся:
l} повышенная шумность работы, особенно при большом числе
оборотов;
2) необходимость, при равных с центробежным вентилятором
размерах, более BbICOKOro числа оборотов для получения одинаковоrо
давления воздуха на выходе;
3) малое снижение или даже возрастание потребляемой мощности
при дросселировании воздушноrо потока; наличие области неустой
'!Ивой работы;
4) потребность в точном изrотовлении лопастей и хорошей отделке
их поверхности.
Преимущества центробежноrо вентилятора по сравнению с oce
вым следующие:
1) более высокое давление подаваемоrо воздуха при одинаковых
с осевым вентилятором размерах рабочеrо колесаj
530
2) меньшая шумность работы:
3) отсутствие напраВJlяющеro аппарата;
4) повышенная стаБИ.<1ЬНОСТЬ к. п. Д. при изщ нении СОПРОТИВJlе-
IIИЯ сеПI;
5) МСllьшая потребляемая мощность ПР.I дросселировании ВОЗ
душноrо IIOTOI<a.
Недостатки центробежноrо вентилятора СJlедующие:
1) большие rабариты при одинаковых с o eBЫi\l вентилятором
размерах раБО<lеrо колеса;
2) наЛИЧllе сложноrо спиралыюrо I<ожуха;
3) более низкий оБЩIIЙ к. п. Д.
Центробежные вентиляторы прнменяютси IIOЧТlI на всех одно-
ЦИJlИНДРОВЫХ н на большннстве ДВУХЦlI.'1ИJщровых двиrате,1еЙ.
Они успillавливаются также lIа четырех цилиндровых двнrателях
с противолсжащими цилиндрами (карбюраторные двиrатели Фолькс
nareH и Порше). На двиrаТeJlЯХ С вертикальным расположением
цилиндров при числе послеДШIХ более двух центробежные веIIПIЛЯ-
торы встречаются как исключение (днзели Порше).
Для уменьшении rабаритов uеllтробежноrо веНТИ,1яrора часто
вместо одноrо большоrо устанаВJНшают два маЛl>IХ (карбюраторные
двиrатели Штейр, Татр а 87, Феномен rраНIIТ) ИJIИ один вентилятор
С рабочим колесом, Ю,lеЮщЮ.1 ДВУСТОiJОНJlИИ вход (Дllзель Д I6).
Если при выборе типа веllТИ,;1ятора определяющим :\1O:\leHToM являются
rабариты двиrателя, то необходимо Провести ко;\шоновочные работы
прежде, чем будет принято решение.
В рЯДе случаев выбор типа веНТИ.llSlТора предопределяетс!) при
нятой схемоН воздушноrо тракта; в друrих случаях определение
типа вентилятора заставляет пересмотреть вопрос о выборе схемы
В03ДУШllоrо тракта. [сли в l<онеЧJlОi\l ИТОl'е выбран ОСевой венти
лятор, то необходимо учесть неце,1есообразность чрезмерноrо завы
шеllllЯ el'o расчетllоrо ЧJ:!сла оборотов ввиду снижения работоспособ-
НОСТII подшипт!ПI\Ов и щ ха!lНзма ero привода, а также повышения
шу!\-нюсти работы.
Должен быТL, ТЩ<Jте.l1ЫlO продуман вопрос о uе.1есообраЗIIОСТИ
устаJlОВКII JlаПрi'ШJlSlющеrо или спрямляющеrо аппарата. Имеет
ЗJl<J'IеНllе выбор зазора между рабочим IЮЛесом и направляющим
аПllаратом, та н: как чр('змерно малый зазор I\ЮЖет способствовать
повышению шумности работы, а чрезмерно большоЙ снижению
к. 11. д. веНТИJIЯI'ора. Направление вращения рабочеrо колеса oce
Boro вентилятора, а также положение JюпастеЙ напраВJlЯющеrо аПllа
рата должны бhlП> такими, чтобы воздух при выходе из веНТИJlятора
во избежание БОJII>ШI1Х потерь lIа удар и завихреНIIЯ отбрасывался
к направляющему кожуху. а lIе к оребрению.
В с.1учае центробежноrо вентилятора необхо,1.ЩIO учитывать,
что потребное даВJJеlJне nо:щуха БОJlсе целесообразно ПQ.11учать
при более высоком ЧИСJIС оборотов рабочеrо колеса с от()rНУТЫl\lИ
назад лопаСТЯМIJ, чем ПрlI БOJlее I!НЗКОJ\'I ЧIIСле оборотов nеНТИШlТора
с лопастями, заrНУТЫl\lИ Вllеред. Если исчерпаllЫ возможности уве-
личения [JИсла оБОрОТОLl и раЗ"lеров веlJтилятора, 110 не достиrнуто
531
необходимое давление подаваемоrо воздуха, то следует постепенно
увеличивать уrол выхода, доводя положение конца лопасти до совпа
дения с радиальным напраВJlением. Лопасти, заrнутые вперед.
можно применять лишь в крайнем случае, при невозможности дости
жепИя требуемоrо повышения давления указанными выше способами,
так как при отсутствии на двиrателе возможности размещения диффу
зора значительная часть полноrо давления не будет использована.
Система реl'улировыiия потока охлаждающеrо воздуха может
оказывать некоторое В:JИяние на выбор типа вентилятора. Так,
реrулирование дросселированием потока на входе в вентилятор
хорошо сочетается с применением ocenoro веНТИJlятора, имеющеro
поворотные JlOпасти у напраВЛЯlOщеrо аппарата.
Таким образом, при выборе вентилятора для двиrателя с воздуш
ным охлаждением необходимо тщательно анализировать условия
ero работы. Только nOCJIe этоrо можно наметить значения исходных
napclMeтpoB. необходимых для подбора или расчета вентилятора
(давление и производительность, соответствующие определенному
числу ero оборотов).
52. ПОДБОР ВЕНТИЛЯТОРА
Ес.r1И имеется возможность применить вентилятор известноrо П1Па,
то задача сводится к пересчету размеров испытанноrо образца для
новых требуемых условий с использованием для этоЙ цели COOTHO
шений подобия. Пересчет упрощается' в связи с тем, что xapaKTe
РИСТИI<а образца обычно строится в отвлеченных (безразмерных)
величинах, а размеры ero даются в долях от диаметра рабочеro
колеса, принимаемоrо за единицу.
За образец должен приниматься вентилятор, выбранный в cooт
ветствии с рекомендациями 51 настоящей rлаВhI и, кроме Toro,
удовлетворяющий заданию.
Подбор производится в следующем порядке. По заданным давле
ниlO I1P, производительности V и числу оборотов в минуту по фор
муле (119) ПОДСЧИТL!вают значение удеЛЫlOrо числа оборо"ов n,.
Далее берут рЯД аэродинамических харюперистик подходящих
образцов вентиляторов и на них наносят кривые изменения п q для
этих вентиляторов. Сопоставляя заданное значение п q с ero значе
ниями у этих вентиляторов, находят, у KaKoro из образцов заданному
значению п q соответствует максимум ero к. п. д. Этот образец и при
нимается ДJIЯ пересчета. По ero характеристике находят значение
коэффициента ПРОИЗ130дительности (jJ и коэффициента давления 11',
соответствующих заданному значению nq'
Далее, пользуясь формулой (113), по значению 'Ф находят значе
ние СIЮрОСТИ 112 на внешней окружности рабочеrо колеса, а затем
6()IIQ
и сам диаметр по формуле d 2 == ..............- .
пn
Очевидно, что наЙденный диаметр должен обеспечить необходи
мые давление и производителЫlOсть. Однако в эrом надо убедиться,
подсчитав их величины по скорректированным зчачениям n, q> и 11'.
532
Отношения подобия ДЛЯ веИТJ.I.lJЯТОРОII
Индексы; J перпона'lа. ь"ыА параметр; 2 коне'IIIЬ'А параметр; 1 исходный Dснтнтпор; [1 по;юбllЫЙ вентилятор
Таблица 63
] 6Р] I 111 I L 1 I (И 2 )1 I
11 tJ.p] ( V 1 ) 2 1 == I L) ( VJ ) 3 I (U2)1 == I
tJ.P2 == \"2 112 V 2 т:; == \'2 (И 2 )2 V 2
== ( ",p 1 ) 'j' ll tJ.P2 1 1 1I[ ( lJ.Pc"" ) '/'I 1 == ( А'С! ) 0/' 1 tИ2)J == ( tJ.Рl ) ',.1
\'2 tJ.P2 1112 tJ.Pcm2 I L 2 tJ.P2 (и 2 )2 tJ.P2 I
: == : !{ :: == ( : )21! n 2 11 : ( : У I : : == : I
( ) "o l tJ.P! == ( !:.L' ) '." I == ( ) ':'° ll L2 11 2 == ( LJ ) "o l
V 2 L 2 6Р2 L 2 112 L 2 (И 2 )2 L 2
I : : : I : " [ : : ] 21 : == : : I{: и : : ] 3 11 (И 2 )2 11 Q == const
i : == : I :: == : ! : == : r : == : I : : -О, : 11 G пst 11 I
I /2 \.') I tJ.PI == I 112 =с 111 ! I Ь-- . ( ) 2 1 (И2). == (12 I 11 Q2 1 1 I
tf.P2 QJ I L 2 Q] (и 2 )2 Ql I \' const I i
I V J ., ( q ) "' 1 !:J.P2,.:API 1 111 ,, ( ..9-= ) 'I.I!:L== ( ) "'1 (1I2)1 == ( Q2 ) ,!.1 1 I 1 1 Q2 11
I 1'2 QJ 112 QJ ! L 2 (11 I (и2)2 QL ' P const
2 : I (d2! ] J ' . == [ (d 2 )1 j :! 1 I L == I (d2)J j 51 (И2)1 == (d 2 }1 I Q == consi 1' " (d2)H 11
I V H (С 2 ) 11, l'1P II (d 2 ) 11 11\\ == 111 I LII (d 2 )1! I (И 2 )1I (d 2 )1[ S
I v 1 [ Й )I 1 :! I I 111 ( )II I LI [ (d 2 }1 ] 2 1 I I 11 (d2) .
I == t!.P == tJ.P == == (и 2 ) == (иQ) Q == const I н I
V H (d 2 )JI 11 1 nн (d 2 ) I LII (d 2 )1J 11 J 1I. Coпst 1
l' 1
V 2
Ql
(d 2 ) I
Q ,.,.. const
d 2 const
Q """"'= crтst
d 2 .. const
Q == const
d 2 с""""' const
Q == const
d 2 canst
d 2 = const
(12 == const
d 2 const
d 2 == const
На практике часто возникает необх.одимость определить степень
отклонения различных fюказатеJlсii работы вентилятора от расчет
ных значений вс.ТJедствие изменення условиЙ, для которых он был
подобран,
В этих СJlучаях целесообразно ВОСfЮ.ТJьзоваться соотношениями
подобия, существующими между отдельными параметрами, характе-
ризующими работу вентилятора и приведенными в табл. 63. Эти
соотношения деЙствительны лишь при равенстве или неБО.!IЬШОМ
отлични значений чисел РеЙнольдса у исходноrо и у измененноrо
варианта, а также при условии не более чеl\1 20% lIoro изменения про
ИЗВСДИТСJIЫЮСТИ веНТИJlятора.
В табл. 63 по ДиаrонаЛII расположены изменяемые величины,
а в остальных I"рафах даны соотношения изменяющихся при этом
napa:\leTpOB. Условия G const, V == const и т. д. означают l1еоб
ходимость fюд.з.ержаllИЯ постоянства данноЙ ве.!lИЧИНЫ при изме-
нении OCllOBIioro парЮ1етра, к которому она ОТI10СИТСЯ. Буквой L
обозначена теоретическая мощность (без учета потерь в веIIТИЛЯ
торе И в ero приводе). fютреб.ТJяемая 13еНТИ.'1ЯТОРО;\I.
Неопходимо ОТ!\lетить, что типы вентиляторов, разработанные
дли ПрО:\IЫШJIенноii цели; ре;що удается ИСП<1:1ьзовать ДJШ двиrателя
с ВОЗДУШIIЫМ охлаЖДt:'ниеМ. так КaI< ОНИ значительно отличаются
от последних по своим раЗ lера"l. Поэтому до Toro, КaI< будут разра-
ботаны ма:юrабаритные их конструкции с высокими К. н. д" при
способ.ilенrlЫС к ТСХIЮJIOПIИ MaccOBoro производства, ПО,J,бор Пt'НТИ
лятора ДJIН рассматривае\IЫХ це.1JеЙ можно ПРОIIЗВОДИТЬ, ПО.'IЬЗУЯСЬ
меТОДЩI П\1l1ближеlllюrо расчета.
9 53. РАСЧЕТ ВЕНТИЛЯТОРА
УТОllllение задания
Р !счет пеНТИ.'lЯТОр<1 IIаЧИШ1ется с уточнения исходных пара:\н.'ТРОВ
расч(' 'а.
Повышение Д3В.!IеIlИЯ воздуха в IJСНТИ.lЯТОРС
Д.iJЯ расчета fн.'IIТlI.':ятора нсобходимо знать пе.'IИЧИНУ IIOВЫШСНИЯ
пО.'IIIOI"О ::t<IВ<,I.'IIIШ. Однако задаться ею труд!1O даже I1РП Н3.'lIIЧIШ
даllНЫХ об ЭjJО;\ИI!2 IИ"IССКОМ сопrЮ!ИП.1Н:'НИИ rюздушноrо тракта
Дllиrат(','ш, ТШ( как СI<ЩЮСТЬ воздуха в В('tПIIШiТоре, по которой
ПОДСЧilТьшастся повышение Дlша:\шческоrо давления, зарансе не из
BCCTlf<J. Зная веJIИЧIIJ!У СКОРОСТIf в кана.'1ах воздушноrо тракт;з и сопро
ТlIfЩ(;'Шlt' после;шеrо, можно задаться нсоБХОДИl\IЫМ значеНИC?lI стати-
чесI<оrо давлсння 130здуха на выходе IIЗ веНПlJIятора. В ЭТОМ случас
расчет ведется в поря;ще, указанном Нlfже в ПрИМере 1. Прн OTCYT
ствии каКИХ .1Jибо дoallHbJX о сопротивлении воздушноrо тракта дви-
rателя задаются ориентировочно повышением По.1Jноrо давJН НИЯ
воздуха, ВЫходящеrо из вентилятора. В этом СJIучае расчет ведется
в последователыlOСТИ, указ ншой в примере 2.
534
Про 11 З В О Д И Т е JI ь 11 U С Т Ь В е н т и л я т о р а
При задании производителыlстии учитывают потери возду}(а
через зазор между рабочим колесом и кожухом, а также потери
через неПJ1ОТНОСТИ воздушноrо тракта (у кожуха, дефлекторов).
Потери через кольцевоЙ зазор между рабочим KOJIecOM и кожухом
берут в соответствии с rрафиком, изображеИНЫl\,[ па фиr. 313. При
нормальном ВЫПОJlНении вентилятора ОIlИ I\IOrYT быть ОЦСllены в 5%
от потребноrо расхода воздуха. Потери через неплотностн воздушнOI"О
тракта также 1\10rYT быть предварительно оценены в 5%. Суммарные
потери воздуха составят таким образом 10 o.
Число оборотов веНТИJlятора
Сначала задаются желате.'IЫlы:о.1 расчетным ЧИCJIOJ\I оборотов.
Если после проведения расчета выяснится, что rабариты вентилятора
получаются IIСlIриемлемьп,ш, то расчет повторяют, задавшись дpy
rЮI значеНllем числа оборотов ]\'\аксимаJIЫЮ ДОlIустимое число
оборотов оrраничивается в первую очередь В JlI1ЧIНIOЙ ОI<РУЖlIOЙ
скоростн раБО'lеr'о колеса Для веllТIIЛЯТОРОВ двиrате.rн.'й с ВОЗДУШIIЫ I
о}(лаждением оБЫЧIЮ не рекомендуется при HIIM3Тl, ЧНСJIO оборотов
выше БООО 7000 в минуту. хотя с да.lьнеЙLШIМ раЗВlIтием двиrате
леЙ эта величина, 11О ВИ.J.I'Ii\IOi\IУ, будет возрастать.
Внешние условии работы веНТИJlятора
Знание теl\JПературы и даВJlеllЩI Ol<РУiКающей среды необходимо
для uпреДСJIelIИЯ II.10П!ОСТII воздуха Q (сс.1И ПРШl3водительность веll
тилятора задана в весовых еДИlIица}(). При охлаждении просаСLIва
нием I30здуха через межреберные I\al'Ia.lbI D качестве расчетноЙ при
ии:мается те1\шература во'щуха, ВЫХОДящеrо из l\lежреберных каШIJIОВ.
Расчетшш температура в Эl'QМ СJIучае не дuтКllа превышать tЮ 900.
При ох.lЮlщеllии наrнетаНИеМ воздуха через межреберные
каналы в качестве расчетноЙ температуры в общем С,'1учае при
нилJaЮТ температуру окружающеЙ среды 4U o и в специальных слу
чаях 50" и даже ВЫШе.
Послс уточнения исходных расчетных llapaMeтpoB нроизво,],ят
расчет саl\Юro веfJТилятора. Если задано или предварительно опре
делеlIО ПUВLlшеннс ПО.lноrо ,],аВ.ilения воздуха в вентиляторе, то прежде
Bcero Оllределяют коэффициент быстроходности. По rзе'nИЧllIIС послед
Hero с учетом задания и изложенных выше УС;iОВИЙ выбирается рацио
налйныЙ тип Вентилятора. ДальнеЙшая llOсле,J.оватс,'!ыIOСТЬ расчета
зависит от типа ВСНТН.'Iяторв.
Последовательность расчета oceBoro вентилятора
1. Задаются значением l<оэффициента производительности или
коэффициента дроссеЛllроВШШЯ. То и друrое, по существу, paBHO
снлыlO заданИЮ соотношения между величинами статическоrо и ди
намическоrо давления воздуха.
2. По принятому соотношению между статическим и динамиче
ским давлениями и по заданному значению одноrо из них опреде
535
Jlяют друrое. Если известно ПОJlное даl3леllие, то ero значение исполь
зуется непосредственно.
3. Задаются значением коэффициента давления 'Ф и по нему
опреДeJJЯЮТ величину окрУЖНОЙ Сl<ОрОСТИ и диаметр рабочеrо колеса.
Значение скорости u не должно преl3ышать 200 210 .м/сек. По вели
чине окружной Сl<ОрОСТИ определяют диаметр рабочеrо колеса.
4. По формуле (115) находят значение qJ.
5. По ВeJJичине ОКРУЖНОЙ скорости, 13 соответствии с п ринятым
или наЙДенным значением qJ (или коэффициента дросселирования),
определяют среднюю осеl3УЮ скорость воздуха С т В вентиляторе.
6. По заданной производнтельности вентилятора и по величине С т
устанаВJIИl3ают активную ero площадь входа.
7. По ПJlOщади входа и по OI<РУЖIЮЙ скорости определяют дpy
rой диаметр рабочеrо колеса и соответствующую ему окружную
, скорость.
8. Подсчитывают по формуле или оценивают на основании
экспериментальных данных rидравлический к. п. д. fJL вентилятора
(без учета механических потерь).
9. Находят скорость закручивания Си для всех KpyroBbIx сече
ний рабочеrо колеса по формуле (139).
10. Определяют величину отиосительной скорости W oo также для
всех KPYf'OBbIX сечений рабочеrо колеса по формуле (135).
11. Подсчитывают ВeJJl'IЧИНУ уrла притекания по формуле (141).
Затем переходят к определению размеров сечения лопастей.
i
12. Пользуясь уравнением (148), находят паrрузку лопасти Са Т'
13. Задавшись числом лопастей z и, следовательно, llIarOM t лопа
-стей на разных окружностях рабочеrо колеса, вычисляют величину
произведения Сй'.
14. По f'рафику зависимости коэффициента подъемноЙ силы Са
от уrла ат3I<И аog (фиr. 319) ИJIИ по формуле для Са (табло 59) опре
делшот для принятоrо ПрОфИJIЯ значение Са' соответствующее мини-
маЛЫlOlIIУ значению коэффициента сопротивления С Ш ' или, что
то же самое, минималы-lOМУ значению коэффициента Сl<ольжения 8.
15. По величине Са И произведению Са' определяют длину с.ече-
ния лопасти. При необходимости l3еличины Са И , MorYT изменяться
в пределах их произведения.
16. По rрафlН<У Са == f (а оо ) (фиr. 319) находят значения «I со ,
соответствующие расчетным значениям Са Д.IlЯ соответствующих
KpyroBblx сечений рабочеrо колеса.
17. Путем суммирования уrлов co И а оо определяют уrлы YCTa
новки лопастей f) в соответствующих KpyroBbIx сечениях:
0== а оо + oo.
1
18. Определяя величину отношения т на внутреннем диаметре
1
рабочеrо колеса устанавливают, что I < 1,0 1,2, т. е. перекрытие
лопастеЙ отсутствует.
19. Определяют затрату мощности на вращение вентилятора.
536
Примеры расчета oceBoro вентилятора
Лри.мер 1
РассчитаТl, веНТИJlЯТОР для подачи 1800 .lttЗ/ч.ас воздуха при повы
шепии статическоrо давления 100 !\E/Al"!.. Внешние условия: темпера-
тура окружающеrо воздуха 500, атмосферное давление 730 мм рт. ст.
JlрИ ОП С. Вентилятор нодает воздух наrнетаНИеМ.
Уточ.нение задания
Для обеспечения подачи заданноrо количества воздуха необхо
димо уч.есть потери воздуха через зазор между рабочим колесом
и кожухом, а также через Ilеплотности кожуха. Оценим эти потери
в 10%. Тоrда расчетная производителы-lстьb вентилятора
1800
V == == 2000 _uЗ/1taс == 0,555 мЗ/сек.
ДJIЯ получения вентилятора малых размеров ПрИМеМ для Hel'O
повышенное чие.ПО оборотов п =, 6000 об/мин. Удельный вес воздуха
при заданных внешних условиях
. р 730 10 ЗЗ3 1 0498 ," 3.
У ят' 7 fiO . 29,2'1 (27:3+50) , (K;!/JW,
плотность воздуха
е' , * == .! о:: 0,107 !се .ceK,2!.ll 4 .
Итак ДШI расчета вентилятора имеем следующие исходные
данные:
/1Р{II/ == 100 к iJи2;
V =:: 0,555 _и 3 iсек;
п == 6000 об/мин;
Q =...с 0,107 Kz.ceK 2 //,I'J.
Определение типа и раЗ,Jlера вентилятора
1. Так как для Двиrателя с воздушным ОХJJаждением важно
11 Ме'Т/, вентилятор с высокой реактивностью, примем коэффициент
реакции 'Х. == 0,77. Это раВllоеИJIЬНО принятию коэффициента дрос-
<:елирования l1 д == 0,23 [См. формулу (110)].
2. По формуле (108) опредс.тlИМ полное давление, КОТорое должен
развивать вентилятор:
I1P == tJ.P cт == == 130 K2jM2.
Х .
34
409
537
3. Зададимся веJ1ИЧИНОЙ \<оэффициента даВJlения на J-\Иамe'iр
ВТУЛlП\ рабочеrо ко.'\еса '1'1 =-=: 1. ЧТО соответствует {)абочему колесу,
отлитому R кокиль.
Окружная скорость на диаметре вту.'1ки рабочеrо колеса "айде1'СЯ_
по формуле (llЗ):
- V 2 !lP - l f \З() . 9 ./.
Ii 1 Q 'I . 0,\07 .\ ._ 4 ,2 .\., сек .
Диаметр ВТУШ<И раБО'lеrо колеса
БОи, б{).49.2
d} . лn:=:: 3.14.6000 --=: 0,\57 .\t.
Примем d j -== 0,160 М.
Тсrда
U == ;td lll.. === З,l4./), !>. О'60UО -=: 50 3 "'t!ceK
1 60 50 ,"
4. По формуле (118) наход.им значение коэффищ\с\-па ЩЮИЗВЩ1.\\
тельности на диаметре вту.'lКИ:
<Р. == y 6. Й Фl == \( O.2 . \ ::": 0,-48.
5. Средняя скорость воздуха на вход.е в вен'rи.Т\ятор оп еn.елитс
по формуле (116):
С т == С rnl ,=-= llll -"- 0,48.50,3 -== 24 .\il:ceK.
6, Площадь аКТИШЮfО сечения. веНТИJlЯТО\Ш:
F !.. - 0,555 .:::: О 02З ,:!.
n"! . 2 ,1 , .,. .
(. 111 '1
7. Внешний ди аметр ра бочсrо \<.Олсса:
d 2 == l/' F J' 1 d : -v 4- . з _ + о)-iёf О)2З5 М.
,
Окружная скорость на диаметре d :
._ 7t(/t'!. . 3,\4.0.2 5.()OOO 7З I,j . -
112 60 ' БО ,О М.сек.
Эта величина значитеJ1ЬНО ниже npeRe f\bl'\O АО\\)ftiИ1--t\QЙ.
Из УС,ТIOВИЯ С т --:: const на всеЙ )\ '1И1\е ЛОШ\С1И оп е).\ J\И"\ \{()З l
циент производителыlстпп на внешнем A\1a \ei\)e або\\еf() KQJ\e
Ст 24 f\ I)()
(Р2 == . == ry f) Q ::='" \J ,\J!..
Н'.!, I \J.O
Это является среднеЙ веJIичиноii.
ВТУJIочное отношени
v ;, == 1 :::: Q ,б?'2
O u,l..\Ji)
наХОДИТСfl в преае ,ах pe\\o \e"A CMЫX.
538
Коэффициент быстроходности определяем по формуле (120):
1 I 2..
а::: 28 5 V 2 ( il; ) 4 n == 2;.5 - 0,5552 ( O 7 ) 46000 == 0,76.
Этому значению коэффициента быстроходности соответствует
вентилятор oceBoro типа_
Коэффициент давления на внешнем диаметре рабочеrо колеса
2й.Р 2-130
1JJ2 == == 0107.73822 == 0,45
QU 2 ' ,
близок к максимальному значению для oceBoro вентилятора.
Определение раз.иеров профиля лопасти
В. Определим rидравлический к. 11. д. вентилятора по фор-
муле (129).
Примем Че}{ == 0,96.
Для определения rидравлическоrо к. п. д. рабочеrо колеса по фор-
муле (130) примем коэффициент обратноrо качества профиля литой
.лопасти:
Е =- 0,06;
2.'Р! 2.0.32
Ч>1II 1 + 'v == I + О/1В == 0,38.
Тоrда
'1" == I Е' ЧJt}I == 1 О,06.0,3В == О 842.
I е 1 I 0.06 .
, ЧJт ' О,3В
Величину "1o",,, не учитываем, так как вентилятор устанавливаем
по схеме НА + К. Вместо величины "1диФ у итываем величину
1)н == 0,9.
TorAa
1)h == Чвх1)"1),, == 0,96.0,842.0,9 == 0,73 а
Это значение укладывается в пределы, указанные в 41, rл. XI.
9. Вихревую составляющую (скорость закручивания) опреде-
.ТIяем по формуле (139):
tJ.p 130 1670
с == == ==
11 1]hQU O,73.0,I07u LL
ЗначеНЮI С" дЛЯ разных окружностей рабочеrо колеса даны
в табл, 64,
Значения относительиой скорости w"" для разных цилиндриче
ских сечении рабочеrо колеса , подсчитанные по формуле (135)
w oo == V с;', + (и + ; у,
J1риведены в I'рафе 5.
539
c:s
::r
::1
'"
с.
о
..
а:
<;
:s:
..
:с
r:II
О
...
О
r:II
+ е :;:
всо.. ...... Q о о (JI
Cj+ C'l000
C\I C\I C\I
s """ 11) 11) О'>
cj ...... о ...... с') 11)
о о о
ос с') C'I
.
.Q
<:
:s: <") с') с') с') с')
-& C'I C'I "" C'I
О <.Dффф
С.
t::
ooo
., 8
ос5с5с5
'"
... с5с5с5ё
00 ф 00 с')
о oo a""""
OC 11)"'"
0000
0000
..
a:J<,D с')
C\I C'I C\I 10'.
'" (j) <.D 00 (j)
0000
с5с5с5с5
"'I 11) с') <.D с')
MLr,).............
00 O'>r--<.DID
<1
с5с5с50
;поо <<:)
r-- """ """
с:с.. &>F--:h
........... ......
со.. о> ...... <.D <:'1
OOO
tI/) се !") с') C\I
.... с5ос5с
:.::
.., .. tr. C'I 11)
B ID фci"ro
;;; t-- t <х) 00
'"
:.::
'" C'I (Х)С') <.D
:s "'" М 00 L(:> c'i
<.> C'lC\lC'I
...
'"
:.::
'" 0000
E '" "'fj'< "
'-'=< i!':'1 C\.I C\I C'I
'"
:ос: "'......000
'"
<.> а 00 Ф М
::1 J1)LСф........
'"
:.! 11) ЬО!:)
ФОО М
'" ........... C\I C:\I
асса
:!
со
..
:Е
'"
с.
'"
с
:!
:с
..
:r
u
C'CI
С.
540
в рассматриваемом случае перед
рабочим KOJ1ecoM YCTaHoBJ1eH направляю-
ЩИЙ аппарат, поэтому двучлен в скоб-
ках имеет знак плlOС. J"lаксимальное зна
чение W oo значительно ниже 60 70% от
скорости звука, поэтому вполне допу
стимо.
Значения yrJla между относительной
скоростью и направлением вращения
(УI'ла притекания), подсчитанные по
фОрМУJlе (141)
tg oo == Ст ,
и+
2
приведены в rрафах 6 и 7.
Далее необходимо связать скорости
на лопаточном ЭJlементе с характери-
стикой профиля при помощи уравне-
ния (148):
С !... == !('!!....
а t Шс:с'
1
Подсчитанные значения Са т для
разных окружностей рабочеrо колеса
приведены в rрафе 8.
1
Ес..1И значение от,ношения 7 при
нять близким '{ максималыюму , а имеи-
1
нот == 1, то коэффициент Са иа окруж-
ности диаметром d j будет равен Са' 1==
== 1,08.
Этому значению может удовлетво
рить ряд профилей, например, 623. 624,
625, 436 и др. Ввиду Toro что длина
лопастей невелика, оrраничимся приме
нением среДнеrо по толщине профиля.
Выберем rеттинrеllСКИЙ профиль 623,
как имеющий малое значение 8 в широ-
ком диапазоне.
Как 13идно из фиr. 319, значение
Са == 1,08 для ЭТOI'о профиля COOTBeт L
ствует уrлу атаки около 70 и находится
в зоне хорошеrо к. п. д. профиля (ма':'
. 'лые значения е.). Указанные значения
Са и «"" внесены в rрафы 12 и 14.
Для определения длины сечения
.тюпасти необходимо . задаться ЧИСЛQМ
;юпастей. С це.1ЬЮ уменьшеllliЯ rабаритов l3еНТИJlятора 13 осеВОМ Ha
лравлении лримем z == 8.
Шаr лопастей на любом диаметре рабочеrо колеса
t == :d == З, 4 d == 0,3927d.
Подсчитанные значения t приведены в rрафе 9.
Значения ПрОИ313едения Cal определяются Из l3ыражения
Cl== C t
а ш оо I
т. е. путем умножения данных rрафы 8 на данные rрафы 9. Резуль
таты ДЫIЫ в rрафе 10. Длина сечения лопасти lIа диаметре 0,16 ,'1
1
с учетом отношения т == 1 равна 0,0625 м.
Ввиду НL-60ЛЬШОЙ длины лопастей и желательности получения
плавных переходов от ОДноrо сечения I{ друrому примем один и тот же
ПРофИJIЬ 623 для всех KpyroBblx сечений рабочеJ'О колеса.
Задавшись одинаковой длиной сечения профиля для всей ДШIJJЫ
лопасти, определим значения коэффициента C Il для KpyroBbIx сече
ниЙ. ДJ1Я 310ro данные rрафы 10 разделим на данные rрафы 11.
Результаты вносим в rрафу 12.
По rрафику (фиr. 319) находим значения уrла а"", COOTBeт
ствующие наЙденным значениям коэффициента Са' И I3носим
ИХ В rрафу 14. Как видно из фиr. 319, найденные значения уrлов
атаки расположены в области хороших J<' п. д. ПрОфИJ1Я 623.
Суммируя данные rраф 7 и 14, ПО;IУЧИМ значения yrJla установки
лопасти для различных KpyroBbIx сечениЙ рабочеrо колеса:
6 == а", + ...
Разница между максимаЛЬНЫl\1 и минимальным значением 6
невеJIика и не оправдывает уменьшения длины сечения лопасти
по напраВJlению от виутреннеrо к внешнему диаметру, поэтому
принятие одииаковой длины сечения было правильным.
По найденным величинам можно вычертить рабочее колесо.
Определение мощности, потребляемой венmuлятОрОlot
Мощность, потребляемая вентилятором, может быть определена
по формуле (125)
PV 130.0,555
N tJ == 751)/,1]v == 75.0,73.0,96 == 1,37 л. с.
(значение 1Jv == 0,96 соответствует зазору s == 0,5 A-tМ. фиr. 313).
Мощность, затрачиваеl\'IaЯ на привод вентилятора, с учетом потерь
в приводе, характеризуемых механическим к. п. д., равна
N !:!!..
!I 1]м'
541
fфйнимая т]ж == О,а для клиноременноrо iIривода, iIОЛУЧЙМ
N 8 == == 1,71 л. с.
Необходимо учитывать, что при снижении температуры окружаю
щей среды расход мощности на привод вентилятора повысится.
Так. при снижении температуры до +150 (12 == 0,125 ке-сек 2 /м 4 )
ПОЛУЧИ\f (табл. 63)
N' N ( Q2 ) 2 0,1251
11 11 Q;" == 1,37 0,1072 == 1.86 л. с.
и при том же 'I'J.j/
Ns::co == 2,33 л. с.
Увеличение мощности составляет 2,33 1,71 == 0,62 л. с.
Расчет напРй8llЯющеzо аппарата
Для направляющеrо аппарата должно быть определено число
лопастей и уrол их установки.
Число лопастей направляющеrо аппарата принимается
в 2 3 раза большю!, чем число лопастей рабочеrо колеса. Кро\!е
Toro, оно не должно быть кратным числу JlOластей рабочеrо колеса.
Ввиду сравнительно малых rабаритов вентилятора и изrотовления
напраВЛЯlOщеrо аппарата JIИТЬе1УI, при котором толщина лопастей
будет относительно большой, а также во избежание сильноrо YMeHЬ
Шения активноЙ площади вентилятора примем ЧИСJIO лопастей направ-
ляющеrо аппарата минимальным:
z' == 2z + 1 == 2-8 + 1 == 17.
Уrол установки лопасти направляющеrо аппарата D каждом
цилиндрическом сечении определится по формуле
tg аз == 2v == 2v ..9 == 1 42
1J'2 0,45 ,.
Рабочее колесо и направляющий аппарат, полученные в резуль-
тате расчета, изображены на фиr. 330.
Лри.мер 2
Рассчитать вентилятор, приняв д.тIЯ расчета исходные данные
примера 1, Повышение cYMMapHoro давления раппа 130 К2/м. 2 .
Таким образом, для расчета ммсе" следующие исходные данные:
I1P == 130 кz/,и 2 ;
V == 0,555 _'tЗ/сек;
п == 6000 об/мин;
Q == 0,107 К2сек 2 /м 4 .
542
I
liM'
2 . p
о)
""'
...;
Фиr.330. Схемы рабочих opraHoB вентилятора, построенных
по результатам расчета:
g рабочее колесо; б направляющий аппарат oceBoro ввнтилятора.
543
в "Связи t тем. что повышение ёуммарllоrо давления известни,
расчет можно начать с определения коэффициента быстроходпости.
Он равен значению, найденному в примере 1, а именно (J == 0,76.
так как значения входящих в формулу для (J пара метров одинаковы
в обоих примерах. Здесь. следовательно. имеется возможность сразу
установить рациональный тип вентилятора. Как уже было сказано
в примере 1. найденному значению (J БО_1ьwе подходит осепой BeH
тилятор_
Далее. как и в примере 1, необходимо задаться значениями коэф-
фициента давления и коэффициента производите.пьности, но отне-
сенными не к внутреннему, а к внешнему дию,Iетру рабочеrо колеса.
Задавшись 'ф2 == 0,45. как и в примере 1. получим
1 / 21'1Р I I 2.130
и 2 == (/11'2 == J О,IO/,(),45 == 73,8 .JtlceK.
т. е. такое же значение. как и в примере 1.
По значению и 2 определяем внешний диаметр рабочеrо колеса:
d 60'и2 60.73,8 О 235
2 == == 3,14-6000 ==, М.
Внутренний диаметр рабочеrо Колеса может быть найден двумя
способами:
1. Задавшись значением q>2 == 0.32, найдем
С т == q>2U2 == 24,0 .м!сек,
откуда
F v 0.555 О 022 2.
1 ==- с;;; == 24,0 ==, . t ,
d} == ./ с& 4F 1 == V O,2352 4.0,022 == 0,16 At.
V n n
2. Определяем величину d. из со отношения
:: == 1/ :: == v (0,75 1) Ч'2'
1
rде 1к" == (0,75 1) или 'Фl == 1,33 1,0. Для этоrо необходимо при-
нять 'ф == 1,0, т. е, наименьшее значение.
Получим
d 1 == d 2 V 1,0'Ф2 == 0,235 ' 0,45 == 0,158.:::: 0,16 М.
Далее необходимо перейти к определению профиля лопастей,
проводя расчет в той же последовательности, что и в примере 1,
Из этоrо примеРЕ следует, что, несмотря на разницу в условиях
задания повышеьия давления (8 примере 1 дано повышение статиче-
cKoro давления, а в примере 2 повышение полноrо давления),
получены одинаковые результаты. Конечно, это достиrнуто вслед-
СТЕие подстановки значений q> и'Ф из примера 1 в пример 2. Но ЭТо же
544
указывает на то, что MOryT быть получены близкие результаты. еслИ
в обоих случаях будут выбираться значения '1/1 и ЧJ. одинаково близ-
кие к максимальным или к минимальным значениям.
Последовательность расчета центробежноrо вентилятора
Расчет центробежноrо вентилятора ведется в несколько ИНОЙ
последовательности. чем расчет oceBorO вентилятора. Основные
этапы расчета следующие:
1. Исходя из принятой формы лопастей рабочеrо колеса (лопасти
радиально выходящие, заrнутые вперед или oTorHYTbIe назад),
задаются значением коэффициента давления '1/1.
2. По значению '1/1 определяют величину ОКРУЖНОЙ скорости,
а затсм и внешний диаметр рабочеrо KOJleca:
V 2t:.P / d2 == 60/12 , " .
и2 :=о "1jiQ ,11 сек; :rtn '..
З. Находя:, значение коэффициента производительности:
V
qJ =-= :2
:rtd 2
и2
4. По значениям коэффициента производительности и внешнеrо
диаметра рабочеrо колеса определяют внутренний диаметр рабочеrо
l{олеса и окружную скорость на этом диаметре:
3
d 1 ==d 2 .1,194 V .
5. Исходя из оптимальноrо значения уrла 1 и значения скоро-
с;:ти и1, определяют скорость С]'" входа:
С 1 == С lп! == и1 tg l.
б. По формуле (178) устанавливают ширину рабочеrо колеса
на входе:
Ь A2 d;
1 == 4d l B
7. Принимая С lт == С 2т . определяют ширину Ь 2 рабочеrо колеса
на внещнем диаметре:
Ь 2 == ь 1 :1
2
8. Задавщись значениями rидравлическоrо к. п. д. И коэффи-
циента 8, учитывающеrо влияние конечноrо числа лопастей, по зна-
чениям АР и и2 находят танrенциальную скорость:
ЛР
С 2и == 2
QU 2 1 1 h 8
i!5 Д. Р. Поспелов 4Q9
64
9. По значениям С т , и, и С 2и подсчитывают TaHreHc уrла
выхода р ,:
tg a ==
С т
и 2 Сlи
10. Определяют число лопастей:
421: sin 112
z
1,5 ( 1 : )
11_ Уточняют значение коэффициента влияния конечноrо числа
лопастей и, в случае ero несовпадения с рекомендуемым, производят
перерасчет, начиная с п. 8:
1::1 ==
1+
1
1,5 + 1,IP,z/90
z [ 1 ( : У]
12. Определяют длину и шаr лопастей на среднем диаметре
и их отношение:
L ==: d 2 d 1 .
2 sin ( 111 t 112 ) ,
13. Находят шаr лопастей по внутренней окружности рабочеrо
колеса:
/ ==' n (d 1 + d 2 )
2z
/1 == n1 1 .
14. Окончательно уточняют расчет входноrо сечения вентилятора.
15. Задавшись значениями механическоrо и объемноrо к. п. д.,
определяют мощность, потребляемую вентилятором:
N 6PV
iI 751jJ,ljv1].w Л. С.
Примеры расчета центробежноrо вентилятора
Прu.мер 3
Рассчитать вентилятор для подачи 900 },f3/l/ac воздуха при повыше
нии полноrо давления 130 KZ/M2. Внешние условия: температура
воздуха 500, атмосферное давление 730 ""!,М рт. ст.
Jlт.noчнение задания
Оценивая в 10% потери воздуха через зазор между рабочим
колесом и боковыми стенками кожуха, а также потери через неплот.
IIОСТИ, найдем расчетную производительность вентилятора:
900
V == 0,9 == 1000 J, f 3/ час == 0,28 ,1t 3 /ceK,
5 5
Для получения вентилятора малых размеров примем для Hero
повышенное число оборотов, а именно 4000 об/мин. Плотность воздуха
при заданных внешних условиях Q == 0,107 ке.сек 2 /м 4 (см. при-
мер I).
Итак, имеем следующие исходные данные для расчета вентиля
тора:
АР === 130 ке/1о[2;
V == 0,28 мЗ/сек;
n ::= 4000 об/мин;
Q == 0,107 ке .ceK 2 /,.."iJ.
Определение типа и раз.ftfера вентилятора
Коэффициент быстроходности:
I I .!
<1 == 2;,5 V 2 ( 6; ) 4 п == 2 ,5 0,282 ( 0 g7 ) 4.4000 == 0,364.
Для даllноrо значения и центробежныЙ вентилятор является
более подходящим, чем осевой. Ввиду BbICOKoro числа оборотов
и сравнительно HeBbIcoKoro повышения cYMMapHoro давления примем
лопасти рабочеrо колеса, oTorHYTbIe назад. Кроме Toro, при этом
получим более высокое значение коэффициента реакции. ДЛЯ OTO
rHYTbIx назад лопастей коэффициент давления 'Ф == 0,7-71,1.
Примем 'ф == 1,0.
По формуле для 'Ф найдем ОI<ружнуlO скорость на внешнем диа
метре рабочеrо колеса:
V 2о.Р V 2.130
и 2 == == 1,0.0,107 == 49.2 м/сек.
Внешний диаметр рабочеrо KOJleca:
d == 60и2 === 60.4 === О 235
2 лп 3,14.4000 ' .Н.
Коэффициент производительности:
V О,2В
qJ === 2' 314 == 0,13.
1td 2 0,2352.49,2
;1 112 4
Внутренний диаметр рабочеrо колеса:
Зr Зr
d 1 === d 2 1, 194 у qJ == 0,235.1,194 у 0,13 == 0,142 М..
Ок.ружная скорость на внутреннем диаметре рабочеrо колеса:
w:l1n 3,14.0,142.4000 29 8
и 1 60 ,M/ceK.
При f} == 350 скорость входа в рабочее колесо:
С 1 === С!т === и 1 tgf}1 === 29,8.0,71 === 21,1 .\Цсек,
5* 547
Ширина входа в рабочее колесо определится по формуле
A2d d
Ь 1 == 4d В
J
Приняв А == I и, в соответствии с табл. 62, В == 0,8 (для литоrо
рабочеrо KO,lleca) и диаметр вала вентилятора d" == 0,02 .М, получим
Ь 0,1421 0,021 О 0437
1 4.0,142.0,8 , м.
Примем Ь 1 == 0,044 Jof.
Если бы толщина лопастей не была учтена, то
Ь' == v 0.2В О 0297
1 :лd 1 С нп 3.14.0,142.21.1 ==, М,
т. е. в первом случае ширина
0,0437
в 0,0297 == 1,47 раза. Проверим,
тельным условиям.
Положим, что рабочее колесо отлито из леrкоrо металла и имеет
лопасти толщиной () == 4 мм. Шаr лопастей на внутреннем диаметре
рабочеrо колеса:
колеса больше, чем во втором,
насколько это отвечает действи
t nd l 3,14.0,142 О 0223
1 Z 20 , М.
Коэффициент сужения
11
't' == t =-
I a
входа
11
t
1 sin (31
в рабочее колесо:
0,0223 == 1 46
о 0223 o,oo "
, 0,57
т. е. сечение входа уменьшится в 1,46 раза.
СJlедователыlO, найденная величина ы1 вполне учитывает сужение
входноrо сечения рабочеrо колеса вследствие наличия толщины
лопастей.
При с 1т == с 2l1l == С т получим
Ь 2 == Ь 1 : == 0.044 : == 0,0267 l.
Примем Ь 2 == О,О27 1t1.
ЗадаВШИСl, 1Jll == 0,7 ( 41, r.lJ. XI) и Е 1 == 0,86 (табл. 61), получим
танrенциальную скорость на выходе из рабочеrо колеса:
АР 130
С 2и == QЩI]/18 == 0,107.49.2.0,7.0.86 == 40,7 JrlfceK.
Уrол выхода находим по формуле
t R Ст 21.1
g t'z == 49 2 40 7
"2 C2и , ,
== 2,47;
2;:::::; 680.
548
Число лопастей рабочеrо колеса определим по формуле (184)
z 4nsin d i2,!i6-ci; 2 == 19,4.
== 15 ( 1 .......!...' ) == 15 I )
, d 2 ' 0,235
Примем z == 20.
Уточним значение
Е. ==
1
15 + 1,1 2
, 90
1 + z [1 ( : Уl
.81 по формуле (172)
1
]5 + 1,1.68
, 90
1 + [ ( 0.142 ) 2 ]
20 I 0,235
== 0.845.
,
Отклонение от предварительно нринятоrо значения состаВ.JiЯет
( OO ;: 1) 100 == 1.8%.
Следовательно. перерасчета Делать не следует.
Длина лопасти рабочеrо Iшлеса:
L == _ d( '1 ) == '23C ; : ) == 0,0593 л/.
2 SШ 1 I 2 2sm
2 2
Шаr лопастей по средней окружности рабочеrо колеса:
t == п (d 1 +А) == 3.14 (0,142 +- 0,235) == О 0295
2z 2.20 . л/,
Отношение длины лопасти к шаrу на среднем диаметре:
L 0,0593 2 02
t == o,02!)5 ---= , ,
т. е. несколько выше нормы (l,2 1,6) для обычных вентиляторов,
что является следствием сравнительно HeBblcoKoro значения приня
Toro коэффициента давления.
l\\ОЩНОСТЬ, потребляемая вентилятором. с учетом механичесЮfХ
потерь, харш<теризуемых 11м == 0.85, при 'Iv == 1,0 (так ,(ак потери
воздуха через зазор учтены при уточнении задания):
PV 130.0.28
N 3 == 75 . 75 07 1 О О 8 0.82 д. с.
Т]/llJv'l.ч . , . , - , :J
На основе полученных данных можно вычертить рабочее колесо
(фиr. 331).
Лрuмер 4
Для исходных данных примера 3 с целью уменьшения rабаритов
вентилятора примем вентилятор с рабочим колесом, имеюLЦИМ ДBY
сторонний вход воздуха. В этом случае имеем слеДУЮLЦие исходные
549
данные для расчета одной из симметричных половин ДВустороннеrо
рабочеrо колеса:
!:.р :=: 130 Ke/lrt 2 ;
':::;; o. :=: 0,14 At3/ceK;
е :::;; О,1О7 Kz.ceK 2 /M 4 .
Для определения размеров и числа оборотов вентилятора можно
было бы просто ВОСПОJIьзоваться соотношеНlIем, приведенным в выра-
.....
<:::.
<:>
е
Фиr. 33 1. Схема рабочеrn колеса центробежrюrо
Dентипятора, построенная 110 результатам расчета
(размеры даны в \leTpax).
жении (180), Однако с методической точки зрения целесообразно
провести полный расчет, чтобы убедиться в пра"ильности указанных
соотношений.
Полnжим, что для данноrо случая центробежный вентилятор
является более IIОДХОДЯЩИМ. Задаваясь, как и n примере 3, величи-
ной 1jJ 2 == 1,0, ПОJlУЧИМ и 2 :::;; 49,2 м/сек_
В связи с тем, что целью данноrо расчета является получение
вентилятора меньших rабаритов, необходимо задаться меньшим
значением d;.
Найдем d; из соотношения
d; == tf '
rде d 2 диаметр одинарноrо рабочеrо колеса из примера 3.
Тоrда
d; == °i == 0,167 "1,
50
Величина ПОJlноrо давления в примерах 3 и 4 одинакова, а диа
метр рабочеrо колеса в последнем случае меньше, поэтому для полу
чения одинаковоrо полноrо давления число оборотов вентилятора
в примере 4 до",жно быть ВЫше, т. е.
n' == n d == 4000 O o ' ; -= 5650 об/мин.
d 2 '
Коэффициент быстроходности:
з
J ( 130 ) 4"
(] === 28,5 ' О, 14 0,107 5650 == 0,364,
т. е. равен величине, полученной в примере З.
КОЭффИllиент подачи:
m== 0,14 013
't' O,7B5.0,16P.49,2 , ,
т. е. также равен величине, полученной в примере 3.
Из равенства значений rJ l: ер вытекает, что вентиляторы приме
ров 3 и 4 подобны меЖду собоЙ и, следовательно, Д"lЯ опреде.тlения
размеров двойноro рабочеrо колеса достаточно воспользоваться
соотношениями (180).
Далее определим внутренний диаметр рабочеrо колеса;
з з .
d 1 == d 2 . 1,194 ,/ ер == 0,167.1,194 -у' О, 13 == 0,1 м.
Дальнейший ход расчета аналоrичсн приведенному в примере 3.
ЛИТI:РАП'РА
1. R i с а r d о Н. R" The HiglHpeed IпtеrJlаl соmЬustiоп engine, Glasgow,
Blacl\ie, Lопdоп, 195В.
2. В Р 11 Л И Н r Н. Р., Двиrатели BHYTpeHHel'o сrораНIIЯ, ОНТИ, 1935.
3. Р i s с h i n g е r А., Zпr Fr1lgc der \Viirlllebe1aslung iп Dieselmoloren, MTZ
НеН 7. s. 181, 195.5.
4. ColloGuiUJ\\ 1957 Ziirich iiber Deise1111oloren mit АЬgаslurЬоаuf1аduпg und
GaslurIJinen, J\\ТZ, НеН 9, s. 167. 1957.
5. N u s s е 1 1 \"1., Oer \ViiпnеliЬеrgапg in der \'еrЬrеllпuпgskrаflrnаsсhiпе,
\!оrsсlшпgsl1еfl 267, Bcrlin, 1923.
6, Е i с 11 е IIJ е r g G., lnvesligations оп Inlel'nal combuslion Engine ProbIems,
Engineering, 1939.
7. В р и л и н r Н. Р" Нсс.nедованне рабочеrо проuесса и теплопереда'lИ и ДВИ
rателе. Дllзе.nя, ОНТИ, 1931.
8. L u h Jl е r К., Oie GПll1dlаgеll der Luflkiihlung dc Brennkraflmascl1illen.
MTZ. НеН 3, s. 53, 19.51
9. М а r t i 11 Е., А 1 а n J., Н а у 1 е r. Modern Trends in Oiesel Engine
Cooling, Tllc Оil Engine, FelJrual'Y, р. 362, 1953.
10. W о r 1 h i n g 1 о n \V. Н., ConlernpOI'ary European Ail"Cooled Oiesel Engine
Praclice, SAf: TransaclioJls \'olurne, 61. s. 422, 1953.
11. М и х е е в М. А., Основы теllлопередачи, rосэнерrоиздат, 1956.
12. 11 а й Д. Р., ДВllrатели внутрениеrо сrорания, т. 2, ЛВllаUIIОНllые двиrатели,
Оборонrиз, 1940.
13. В u s s i е n R. Аutотоыltес1шisсhes Halldbuch, Band ", Berlin, 1953.
14. С u п n i n g h а m J. W., Нigh еrпсiепсу coolillg ПrlS for Aircraft Епgiпes,
SAE Annll3l ML'Cling, Мау, 1945.
15. В е r n d о r r е r Н., Zllr ВееillПUSSUng der КiihlvеrhiШпissе ап luftgekiihl
Icn Motorcnrzlindel'n dllrch die Gestaltung der KiilIluflbiil1reng MTZ, НеН 10, s. 291, 1954.
16. Р орр i n g а R., Versuclle ап einem lufl1{ekiihlleJl {)ltolllotor, 1\\TZ,
lIert 5, s. 139, 1953.
17. S 1 е g е 111 а n п W., Einige Eriirlerungen jjber d1l<; Kiil1lungsprobIern von
luflgekJJhlteJl l\\оlоrеп, MTZ. Неfl 9, s. 299, I95B.
18. К. 1 о s s R., Der Delllz \!i"lstorr Dieselrnolor, J\ПZ, Неfl 9, s. 299, 195В.
19. J u d g е Л., Modern Petro1 Ellgines, LOJldon, Chapll1an аJlи Hall, 1955.
20. SAE Handbook, р. 924, 1956.
21. Е с k В r 11 по, Уепtil а toreJl , Berlin. Springer, 1957.
22. К. о r f m а п J. L., L о с о 1:.. А Ralinal Melhod of Oesign to Avoid Prol
racled Oevelopmenl \\'ork, AutOnlObile EIl il1eer, .'\Ъ 1, р. 3 . 1955.
23, В а с k () s 1\ а (', \'ellli1atorell. HiJlle iSaale), Кпарр, 1955.
24. Р f I е i d е r е r С., SlrБПШIч: smiJsсl1iпсп Ве.'Нп. G6Шngеп Heidelberg
Sp.'inger, 1957.
25. Ergebllisse der А\'/\ GБШпgеп. Vol. 1 1\!, J\\iincllen, 1921 1932.
26. SUПlmаrу of Aerofoil Oala, !'\,\с.\ Report 824, \Vashington, 1945.
27. R i g е I s F. \V,. Aerodynalllisclle РroШе. Мuпсl1еп, 1958.
28. Э к к е р т В., OcellLIe и центробежные компрессоры. Машrиз, 1959.
29. N u е 11 \У. Т., G а r v е А.. Kreiselpumpen und Verdicl1ter, Stuttgarl, 1957.
30. С т Р у в е Э. Э., Д и к И. П., с т 11 Р ц е в r. С., ВеНТII.'1ЯТОРЫ и насосы,
Машrиз, 1955.
31. М а ц к е р JI е Ю., Автомобн. оные ДВJlrате.rп1 с воздушным ОХ. аждением,
Машrиз, 1959.
iS. Пример расчета системы охлаждения. . . . . . 158
Уточнение исходных услопий расчета. . . . 158
Определение основных нсходных параметров . 158
Определение napa)leTpOB оребрення . . . . о 160
Определенне теплоотдачи оребрешюй поверхности 164
r,,(ша \/. Реrулироваиие охлаждения. 168
16. Необходимость рerулирования . 16В
17. Са:,юпроизвольное ресулирование. . . . 171
Изменение скоростносо режнма двисателя. . 171
Изменение наrрузочноrо режнма двисателя . 172
Изменение внешних условий. . . . . . . . 173
18. Принудительное ресулирование. . . . о 174
Измененне чнсла оборотов вентнлятора . 175
Дросселирование воздушноrо потока. .' 177
Отвод части охлаждающеrо uоздуха. . . . . . . . . . . ." 180
Поворот лопастей напраDляющеrо аппзрата И;IИ рабочеrо колеса IВI
Циркуляция HarpeToro JJоздуха. . . о . . . . . . . . . .. IВ3
[9. Термостаты ..... .................. о 184
РаЗДeJI ПО К8НСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННQCТИ И ПОКАЗАТЕЛИ
РАБQТЫ двиrАТЕЛЕft с ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ
rлава V/. Конструктивные параметры и показатели работы двиrателеll с 803--
ДУШНWМ охлаждением.. ....'.......... ...... 187
20. Основные конструктивные параметры двиrатепей с ВОЗДУШНЫ J
охлаждением ........ IВ7
Диаметр цилиндра. . о . . 191
S
Ход поршня и отношение 75 192
Число цнлиндров. . _ 193
Рабочнй объем. . . . . 193
Степень сжатия . . . . 194
Удельный вес двисатмя . 194
rабариты двисателя . . . . . . . . . .. ....... 195
21. Основные показатепи работы ДDисаТeJlей с воздушным охлаждением 196
22. Эксплуатационные показатепн двиrатепеЙ с ВОЗДУШНЫ"I охлажде
нием .......... 199
Надежноcrь . . . . . . . 199
Долrовечноcrь . . . . . 200
Пусковые качества. . . 201
Обслуживание и ремонт. . 203
Эксплуатационный расход топлива. 203
Шумность работы. . . . . . . . . . . ., 204
23. Сравнение двнrателей с воздушным и двиrателеii с жидкостным
охлаждением ........................ 205
rлава VII. Особенности конструкции двнrателей с воздушным охлаждением 207
24. Конструктнвные схемы двисаТeJlей н схемы воздушноrо тракта. .. 207
25. Компоновка двнrателя. . , . . . . . . , о . . . . . _ . .. 219
rлава \//1/. КОНСТРУКЦИЯ некоторых основных деталей двиrателей С воздуш-
HWM охлаждением. . . . . . . . , . . . . . . . . . . '. 225
26. Оребренный цилиндр. . . . . . . . . 225
Форма сечения охлаждающих ребер. 227
Высота ребер. . . ... . . 229
Шаr ребер. . . . . ' . о 229
Длина ребер. . . . . . . 233
Форма втулки цилиндра. . 233
Способ крепления цилиндров к картеру. . . . .. . .. 234
Влияние материала и технолоrии изrотовлення на конструкцию
цилиндра , . . , . . . . . . . . . , . . . . . . . . . .. 237
554
27. fоловка цИлиндра. . . . .. ...... - . . . . . .
Конструктивные схемы СОЛОJJОК ЦИЛННДРОJJ . .. . . . . .
Особенности конструктивных схем rоловок цилнндров карбю
раторных двисателей _ . . . . . . . . _ . . . . . . . . .
Влияние типа и формы камеры сrорания на конструкцию co
ловки цилиндра. . _ . . . . . . . . . .
Конструкция оребрения соловки цилиндра. .
Конструкция патрубков и основания соловки.
Вставки rнезд клапанов.
Материалы для соловки _
28. П ршень ......
29. Коленчатыii вал. _ _ . _ . . . .
30. Картер крнвошипноrо механизма.
31. Механизм сазораспредеJJения. . . . . .
32. Впускные и вып скные трубопроводы. . . . . .
33. Передача от колснчатоrо вала к валу вентилятора.
РаЗДeJI 111. СУЩЕСТВУЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ двиrЛТEJ1ЕЙ
с ВШДУШНЫМ вХЛАЖДЕНИЕМ
rлаоа /Х. Дизели с воздушным охлаждением.
34. Зарубежные дизели _ . _
ДИЗeJIИ Татра. . _ .
ДИ3eJlи CKD. . . . .
Дизелн Роб)'р Верке.
ДИ3eJlи Дейтц. .
Дизели Порше. .
Дизели MWM. .
ДизеJJII rюпьднер .
Дизели Хатц. . .
ДИЗСJJИ Эiiхер. .
Дизелн КеJJьбле. . . _ . .
Дизели ОренштеЙН КОППeJIЬ _
Днзели Шенебек. . _
Дизелн Штиль. . . . _
ДИ3eJ1И Вархаловски. . ".
Дизели Дэuид Браун. . .
Дизели Петтер. . . . . .
ДИЭeJIИ Армстронr-Сидли.
ДИЗeJIН Энфилд. . . . . .
ДИЗeJIИ Растон. .
Диэели Вернон . .
ДИЗeJIИ Па ксмэн .
ДИЗeJIИ SLM. . .
ДИЗeJIИ SAME. . . .
Дизели ОТО МeJlара.
ДИ3eJlн Астер. . . .
ДИЗeJIИ Она н . . . . .
ДИЭeJIИ КонтинентаJJ.
35. Orечественные днзели. .
r лава Х. Карбюраторнwе двиraтели с воздушным охлаждением.
36. Зарубежные карбюраторные двиrатели .
ДIIиrателн Татра. . . .
Двиrатели ФОЛЬКСllаrен .
Двисатели Поршс .
Двисатепи Панар. .
Двисатели Ситроен .
Двисатели ЛлоЙд.
Двисате.пи BM\V. .
Двиrате.пи NSU..
242
244
252
254-
256
257
258
260
262
265
266
267
273
273
277
277
277
303
306
312
331
342
350
358
3БЗ
365
368
376
377
379
383
387
393
396
401
402
404
406
411
413
415
418
419
429
443
443
443
449
453
459
462
464
465
467
555
Двнrатели Роб)'р Верке.
Двнrатели Фиат. . . .
ДвиrатеJ1И ШтеЙр. . .
Двиrатели Висконсин. .
ДвиrатеJ1И Континентал. . . . . . . . . . . . . .
37. Двнrатель микролитражноrо автомобиля «3апорожеll» .
Раздел IV. ВЕНТИd'IЯТОРЫ
r лава Х /. Параметры, характеризующие работу вентилятора
3В. Дап.'1енне, создаваемое веНТИЛЯТОРШI. . . . . . . .
39. ПРОИЗВОДIIТeJlЬНОСТЬ вентилятора. . . . . _ . . . .
40. Число оборотов вентилятора. . . . . . . . . . . .
41. Мощность, потребляемая вентилятором, 11 есо к. п. д. .
42. Характеристика вентилятора н ее связь с характеристикоii ceТII
rлава хи. Осевон вентилятор. . . . . . .
43. План Сlюростей профиля лопастн .
44. ДеЙСТВllе сил на профиль лопасти. . . . . . . . . . . .. .
45. Взаимозависимость CKopOCTeii и аЭрОДlIна lII'IескоЙ хар!штерIIС1"lIЮ!
профиля . . . . . . . . . . . . . _ . .
46. Соотношение раЗ)lероп рабочеrо колеса. .
47. НаправляющиЙ и спрямляющиЙ аппараты.
Тлава X//J. Центробежный вентилятор. .
48. Скорости на рабочем KO. ece... ..
49. Размеры, форма и число J10nacтeii рабо'lСI-О \itJ:IС;:З
ВпеШlшii дшщетр рабочеrо колеса .
Ширина раоочеrо колеса, . . .
Форма лопастей рабочеrо IШ.1еса. .
Число лопасте.. рабочеrо колеса. .
50. Спиральный IШЖ)'Х. . .. ..,
r лава X/V. Выбор и расчет веитилятора для двиrателя с воздушным охлажде
нием
51. Исходные условия выбора веНТНJ1ятора .
52. Подбор вентилятора. .
53. Расчет вентнлятора. . . .
Уточненне задання. . . _ . . . .
Пос. еДОDательность pac1leтa oceBoro пеllТII.1ятора .
ПрИ lеры расчета oceBoro вентилятора. . . . . .
Последовательность расчета цеllтробежноrо вентилятора
Примеры расчета центробежноrо вентилятора. . .
Литература
. .-.
A IIfTrJII! РаЗУМl!l!kV""" "О с п е л о n
ДвиrАТЕЛИ BHYTPEHHErO сrОРАllИSI с ВОЗД1<'ШНЫJ\\ ОХЛАЖДЕНИЕ,"
469
474
477
479
480
482
492
492
495
496
497
500
503
503
506
511
513
513
515
515
51В
518
519
521
524
525
52В
52В
532
534
534
535
537
545
546
552
PejIa,,'rop ИЗДательства л. И. Е.'ор/{цна
ТеХl!иqеский редактор Б. Н. МодеАЬ Корректоры: В. А. ПОАОНС/{lIU И Р. Ф. Цветкова
Пеrеплет ху:оожиика J/. С. Вендрооа
Сдано в пrОIlЗВОДСТВО 14/Хll 1960 r. ПОДписано к пеqати II/IV 1961 r. Т 04ВЗ9
Тllраж 1>000 эка. Пе... п. 34.75 Бум. л. 17.38
Уч.-JIЗД. л. 36.8 Формат 6ОХ92 '/,. Эак. 409
Типо,'рафия N9 6 1УПП Ленсовнархоза. Леиинr"ад, ул. J.\онсееико, 10
ЗАМЕЧЕННЫЕ ОПЕЧАТКИ
Стра н Иllаl CTpu"a I Напечатан" I ДО.ll1lШО быть
5\ 2 и сиизу 11т 11111
(;4 \ и сверху роли доли
В\ Подпнсь под охлаждснне; 5 охлаждение; 4 пред
фиr 30. 2 я СНИЗУ камера и ВОДЯНое
охлаждение; 5
S3 l-l-я снизу N ц N и
160 6-и снизу t rDm t rDm ==
\65 7 я сверх) 0.0235 0,020
240 5-я снизу Vervund gussverlahrcn. . Verbundgussverfahrcn.
312 \О-я снизу 2, З, 4 2,4
337 Подпись под Порше АР-22 Порше 4PL44
фиr. 175
346 подпнсь Под M\Vlv\AKD-12 в сборе. MWMAKD 12.
фиr. 184
525 В-я снизv фиr. 327, по фиr. 327, а также по
I
А. Р. ПОСllелов. Заказ 409