|
| |
|
Главная Промышленность ГЛАВА Х1У СИСТЕМЫ ВПУСКА И ВЫПУСКА Системы впуска и выпуска служат для подвода свежего заряда (воздуха и горючей смеси) к рабочим цилиндрам двигателя и для отвода отработавших газов из цилиндров. В двигателях с внешним смесеобразованием впускная система служит также органом смесеобразования, так как процесс испарения жидкого топлива и смешения паров топлива с воздухом или смешения горючего газа с воздухом не успевает завершиться в карбюраторе или газосмесителе. Общим требованием, которое предъявляется к системам впуска и выпуска, является по возможности малое сопротивление этих систем для уменьшения насосных потерь и увеличения наполнения цилиндра. Для уменьшения сопротивлений при высокой скорости газового потока очертания каналов делают плавными, без резких изменений направления потока и размеров сечения. В двигателях с внешним смесеобразованием для равномерного распределения по цилиндрам горючей смеси и пленки жидкого топлива, движущейся по стенкам трубопровода, впускные трубопроводы выполняют симметричными относительно карбюратора или смесителя. В карбюраторных двигателях для улзчшения смесеобразования смесь во впускной системе подогревается отработавшими газами. Поэтому в карбюраторных двигателях впускная и выпускная системы часто объединены в одну деталь, имеющую каналы для прохода свежего заряда и отработавших газов. Соответственно и отверстия в головке или блоке цилиндров для впуска и выпуска выполняют с одной стороны. В двигателях с воспламенением от сжатия и в газовых двигателях, в которых подогрев свежего заряда при работе двигателя не нужен и даже вреден, так как приводит к уменьшению наполнения, впускную и выпускную системы всегда выполняют раздельными. Подогрев всасываемого воздуха в автомобильных и тракторных двигателях с воспламенением от сжатия желателен только для облегчения пуска при гшзкой температуре окружающего воздуха. Для этого в подобных двигателях с системой пуска при помощи пускового двигателя внутреннего сгорания (см. гл. XVI) впускной ресивер . имеет рубашку, через которую пропускаются отработавшие газы пускового двигателя. Пример конструкции впускной и выпускной системы двигателя автомобиля «Москвич» показан на фиг. 309. Свежий заряд из карбюратора поступает во впускной ресивер 5 через верхний фланец, разделяется на два потока и по каналам I через отверстия подводится к впускным каналам в блоке, в которых попарно расположены впускные клапаны двух соседних цилиндров двигателя. Отработавшие газы отводятся из четырех выпускных каналов блока в отверстия 3 выпускного коллектора 9 и затем через нижний фланец - в выпускную трубу. Впускной ресивер и выпускной коллектор скреплены один с другим четырьмя шпильками 8 с гайками 6. В выпускнол 25 Орлин 2383 коллекторе выполнено отверстие, расположенное таким образом, что отработавшие газы непосредственно омывают стенку впускного ресивера, на которую направлен поток свежего заряда, поступающего из карбюратора. Для уплотнения стыка между ресивером и коллектором поставлена прокладка 7. Впускной ресивер и выпускной коллектор крепят к блоку фланцами и шпильками. Приливы 2 служат для крепления щитка, защищающего карбюратор от перегрева вследствие излучения выпускного коллектора. В рассмотренной конструкции с целью упрощения не предусмотрено никаких приспособлений для регулирования степени подогрева смеси, вследствие чего на малых нагрузках качество смеси из-за недостаточного подогрева ухудшается и, наоборот, при больших нагрузках смесь может  Фиг. 309. BnjCKHofi и выпускной трубопроводы автомобильного двигателя. быть перегрета. Во избежание этого в более совершенных конструкциях впускных систем карбюраторных двигателей предусматривают специальные заслонки, при помощи которых можно отклонять поток отработавших газов от впускного ресивера и регулировать таким образом температуру подогрева смеси. Управление этими устройствами выполняют как ручным, так и автоматическим при помощи термостатов. Впускные и выпускные системы автомобильных и тракторных двигателей с воспламенением от сжатия, как уже указывалось, всегда выполняют раздельными. Конструктивные формы их в общем подобны описанным. В отличие от обычного подвода свежего заряда к середине впускного трубопровода для получения равномерного распределения горючей смеси по цилиндрам карбюраторных двигателей в двигателях с воспламенением от сжатия воздух подводится часто с одного из концов впускного ресивера. Такой ресивер выполняют в виде простой трубы с патрубками, по которым воздух подводится к отдельным цилиндрам. Входное отверстие впускного ресивера двигателей с воспламенением от сжатия защищают сеткой или на нем устанавливают воздушный фильтр. Сечения впускного ресивера и выпускного коллектора часто рассчитывают задаваясь значениями средней скорости газов. Однако такой расчет весьма условен как вследствие периодичности процессов впуска и выпуска, так и из-за трудности учета температур газовых потоков. В автомобильных карбюраторных четырехтактных двигателях с числом цилиндров четыре-шесть, при максимальном числе оборотов вала ~3500 в минуту диаметр впускного ресивера (или диаметр круга, равного по площади сечению некруглого трубопровода) составляет от 0,45 до 0,50 диаметра цилиндра двигателя; диаметр выпускного коллектора - 0,55 до 0,60 диаметра цилиндра. Впускные ресиверы и выпускные коллекторы тракторных двигателей с воспламенением от сжатия и с числами оборотов вала 1000-1500 в минуту имеют диаметры в пределах 0,4-0,5 диаметра цилиндра. Из-за сложности конструктивных форм впускные ресиверы и выпускные коллекторы автомобильных и тракторных двигателе?! в большинстве случаев выполняют отливкой из серого чугуна марок СЧ 24-44 или СЧ 28-48 составов 14 и 15 или специального жаростойкого состава 40. Толщина стенок литья, определяемая технологией, составляет 4-5 мм. В современных судовых и стационарных двигателях впускные ресиверы обычно выполняют сварными; толщина стенок ресиверов двигателей без наддува определяется в большинстве случаев технологическими и монтажными соображениями, а в случае двигателей с наддувом - также и давлением наддува. Диаметры ресиверов четырехтактных двигателей без наддува с числом цилиндров четыре-шесть при числе оборотов 200-400 в минуту выполняют размером 0,5-0,6 диаметра цилиндра; для более быстроходных двигателей при числе оборотов вала 600-1500 в минуту, имеющих шесть-восемь цилиндров, - 0,6-0,7 диаметра цилиндра без наддува и в пределах 0,7-1,0 диаметра цилиндра при наддуве. Ресиверы продувочного воздуха двухтактных двигателей или образуются в полостях блока, или их выполняют в виде отдельных литых или сварных конструкций. Диаметры продувочных ресиверов (или кругов равновеликих по площади сечению ресивера) колеблются в пределах 1,2-1,5 диаметра цилиндра, а в некоторых случаях и более, например при использовании в качестве ресивера пространства между блоками V-образного двигателя. Выпускные системы судовых и стационарных двигателей с воспламенением от сжатия без наддува также обычно выполняют в виде одного цилиндрического,овального или прямоугольного коллектора с патрубками, которые крепят фланцами к крышкам или к блоку двигателя. Отличительной особенностью выпускных коллекторов двигателей этих типов является обязательное покрытие их слоем изоляции или устройство водя1юй рубашки Лля обеспечения безопасности эксплуатации. В двигателях с турбонаддувом во избежание взаимодействия выхлопов отдельных цилиндров выполняют несколько выпускных коллекторов, число которых и порядок подключения к ним отдельных цилиндров зависит от числа цилиндров двигателя и порядка вспышек. Для шестицилиндрового четырехтактного двигателя с порядком работы цилиндров 1-3-5-6-4-2 выполняют два выпускных кол лектор а, в один из которых направляется выхлоп первого, четвертого и пятого цилиндров, а в другой - второго, третьего и шестого. Для восьмицилиндрового двигателя с порядком работы цилиндров 1-4-2-6-8-5-7-3 необходимы четыре выпускных коллектора, к которым подключаются по два цилиндра: первый и восьмой, второй и седьмой, третий и шестой, четвертый и пятый. Для уменьшения габаритов выпускной системы в последнем случае ее осуществляют в виде двух коллекторов из которых каждый разделен продольной перегородкой на две полости. В эти полости и происходит выпуск из соответствующих цилиндров. Газы подводятся по отдельным коллекторам непосредственно к патрубкам газовой турбины. Для предупреждения потерь тепла при одновременном обеспечении безопасности эксплуатации выпускные коллекторы двигателя с турбонаддувом покрывают слоем изоляции или делают двойные рубашки. При этом в наружной рубашке циркулирует вода, а внутренняя рубашка, окружающая газовую полость, представляет воздушную изоляционную прослойку, умень-шакщую охлаждение газов. Вследствие высокого нагрева выпускных коллекторов при работе двигателя делают устройства для компенсации темпера- 0 1 2 [ 3 ] 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 |
