Шестицилиндровые двигатели

Шестицилиндровые двигатели применяются как для легковых, так и для грузовых автомобилей. В бензиновых автомобильных ДВС рабочий объем обычно составляет 2,6—4,0 л. У дизельных двигателей, особенно предназначенных для грузовых автомобилей, их рабочий объем значительно больше. Такие двигатели выполняют как однорядными (типа R6), так и двухрядными (типа V6).

Анализ уравновешенности ДВС типа R6

У 4-тактных ДВС типа R6 для обеспечения равномерной работы интервал между вспышками должен составлять величину 720°/6 = 120°. Как было показано выше, обеспечение этого условия возможно при разных схемах КШМ. Напомним, что число возможных схем N определяется по формуле N = (i - 1)!/2, т. е. в этом случае теоретически существует 60 схем КШМ (различающихся углами расклинки кривошипов соседних колен), обеспечивающих возможность равномерного чередования вспышек при соответствующем порядке работы.

Наилучшую уравновешенность ДВС от действия сил инерции и их моментов обеспечивает схема КШМ, показанная на рис. 3.26. Именно такая, «зеркальная» (относительно середины коленчатого вала точки А) схема КШМ и применяется в двигателях типа R6. Заметим, что существует практически аналогичный по уравновешенности вариант, если взаимно поменять углы 2-го и 3-го колена и симметрично — 4-го и 5-го. Для изображенной на рис. 3.26 схемы КШМ возможно несколько вариантов чередования рабочих ходов, обеспечивающих равномерную работу: например, 1—5—3—6—2—4 или 1—2—4—6—5—3.

Рассмотрим уравновешенность этой схемы. Силы инерции от ВПДМ параллельны между собой. Их результирующие можно находить как алгебраические суммы:

Схема действия сил инерции в КШМ ДВС типа R6

Рис. 3.26. Схема действия сил инерции в КШМ ДВС типа R6

С учетом изложенной в параграфе 3.3 информации правила определения результирующей центробежных сил ^ Рс в рядном ДВС по данным результирующей сил ^ Рк , находим, что если = 0, то и ?РС =0.

Поскольку результирующие каждой группы инерционных сил равны нулю, моменты от сил можно находить относительно любой точки. Удобно (наглядно) находить результирующие моменты для каждой группы сил относительно середины коленчатого вала — точки Л (см. рис. 3.26):

Поскольку ^M;i = 0, то и момент от центробежных сил равен нулю: ?Мс =0.

Таким образом, двигатель типа R6 с рассмотренной схемой КШМ полностью самоуравновешен от действия всех сил инерции и моментов от них. Несмотря на это коленчатые валы таких ДВС обычно имеют 12 нащечных противовесов: по одному противовесу на каждой щеке. Дисбаланс каждого противовеса определяется из условия Мпртпр = 0,5M/R. Установка противовесов необходима для обеспечения «внутренней» уравновешенности двигателей. Напомним, что аналогичные противовесы выполняют и в двигателях типа R4 (см. раздел 2.2). В этой связи представляет интерес исследовательская работа, выполненная в УКЭР ЗИЛа [12], в которой было показано, что исключение нащечных противовесов в опытных образцах двигателей ЗИЛ- 157Д типа R6 (S = 114,3 мм, D = 100 мм) не повлияло на износы и долговечность деталей КШМ (включая подшипники коленчатого вала). За счет исключения противовесов вес коленчатых валов уменьшился с 40,0 кг (у серийных) до 21,4 кг (у опытных). Таким образом, целесообразность установки нащечных противовесов в каждом конкретном случае требует дополнительных исследований.

Заметим, что ДВС типа R6 не являются полностью уравновешенными. Здесь, как и у всех поршневых ДВС, остается неуравновешенным переменный реактивный крутящий момент (см. главу 1). Однако максимальный импульс возмущения от действия результирующего крутящего момента Lmax (см. подпараграф 3.2.2) в ДВС типа R6 существенно меньше, чем у подобных по размерам цилиндра и литровой мощности ДВС с меньшим числом цилиндров [6].

В итоге этот тип двигателя обладает наилучшей уравновешенностью из всех рассмотренных выше.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >