Компонувальні схеми двигунів

 

Різноманіття областей застосування ДВЗ і вимог до їхніх конструкцій обумовлюють

складність їхньої класифікації за конструктивними ознаками. Конструкції двигунів залежать від

взаємного розташування механізмів і агрегатів. Розміри і маса двигуна також залежать від його

загального компонування. У якості однієї з основ для класифікації, як вказувалося раніше,

приймають взаємне розташування в просторі геометричних осей його основних деталей –

колінчастого вала і циліндрів (рис. 1.10).

В автотракторних двигунах застосовуються, як правило, однорядні (чотири- та

шестициліндрові) і дворядні V-подібні схеми. Іноді застосовують двигуни з горизонтально

протилежними циліндрами, що мають мінімальну висоту.

Інші, більш складні, у тому числі багатовальні схеми, в автотракторних двигунах частіше

не застосовуються внаслідок їхньої високої вартості.

 

 

 

Рисунок 1.10. Варіанти компонування поршневих ДВЗ

 

1.9.1. Однорядні ДВЗ

 

Окрім числа циліндрів, вони розрізняються положенням площини циліндрів відносно

вертикалі (рис. 1.11): з вертикальним розташуванням (найбільш розповсюджена схема), з

нахилом циліндрів α = 10ч50є (як правило, для зменшення габаритної висоти під капотом), з

горизонтальним розташуванням (наприклад, у автобусах при задньому розміщенні двигуна).

 

Рисунок 1.11. Варіанти компонування рядних ДВЗ:

а) з вертикальним розташуванням циліндрів, б) з нахилом циліндрів, в) з горизонтальним

розташуванням

 

 

Найбільше розповсюдження одержали чотири- та шестициліндрові рядні ДВЗ, рідше

зустрічаються п’яти-, і зовсім рідко – восьмициліндрові. При підборі порядку роботи двигуна

виходять з двох принципів:

- колінчастий вал повинен бути симетричним;

- якомога менша кількість послідовних спалахів у сусідніх циліндрах.

ОдноциліндровіДВЗ (рис 1.12). Найчастіше встановлюються на мотоциклах, скутерах (у

двотактному виконанні). На автомобільному транспорті можна згадати ранні моделі, наприклад,

Cadillac Model K (1906 р.), Model L та Model M (1907 р.).

Двоциліндрові (рис. 1.13) татрициліндрові (рис. 1.8) рядніДВЗ. Як правило,

встановлюються на мотоциклах (як двотактні, так і чотиритактні), рідко – на автомобілях особо

малого класу (двоциліндрові – ВАЗ-1111 „Ока”, трициліндрові – Smart, Keicar, Suzuki Swift,

Suzuki Cervo, Geo Metro, Subaru Justy, Honda Insight, Alfa Romeo 33 1.8 TD, вже згадувані

двотактні Saab 93 – 96. Експериментальний Saab Monster мав два трициліндрові ДВЗ, з’єднані

між собою).

 

 

 

 

Рисунок 1.12. Одноциліндровий ДВЗ (Honda)

 

 

Рисунок 1.13. Двоциліндровий рядний ДВЗ (ВАЗ-1111)

 

 

ЧотирициліндровірядніДВЗ (рис. 1.14,а). Порядок роботи такого двигуна – 1-2-4-3 або

1-3-4-2, кут чергування спалахів - 180є (720є/4). Це найбільш розповсюджена схема ДВЗ.

П’ятициліндровірядніДВЗ (рис. 1.14,б). Порядок роботи – 1-2-4-5-3, кут чергування

спалахів - 144є. Достатньо рідка схема, у великій кількості таки двигуни виробляють лише

Volkswagen, Volvo та FIAT.

ШестициліндровірядніДВЗ (рис. 1.14,в). Порядок роботи може бути 1-5-3-6-2-4, 1-2-4-

6-5-3, 1-4-2-6-3-5, 1-3-5-6-4-2 або 1-4-5-6-3-2, кут чергування спалахів – 120є. Достатньо

розповсюджені поряд з V-подібними.

 

 

Рисунок 1.14. Чотирициліндровий (а), п’ятициліндровий (б) та шестициліндровий (в) рядні ДВЗ

 

 

ВосьмициліндровірядніДВЗ. Порядок роботи може бути 1-6-2-5-8-3-7-4, 1-3-6-8-4-2-7-5,

1-4-7-3-8-5-2-6 або 1-3-2-5-8-6-7-4 (є й інші варіанти), кут чергування спалахів – 90є. У

автотракторній техніці зустрічаються рідко через їх велику довжину і зв’язану з цим проблему

розміщення такого ДВЗ на борту. Можна назвати хіба що автомобілі концерну General Motors

(Oldsmobile, Buick, GM) у 1930-тіч1950-ті рр., Bugatti, Chrysler, Mercedes-Benz 300 SLR, гоночні

моделі Alfa Romeo.

Дев’ятициліндровірядніДВЗ. У дизельному варіанті випускаються для морського

транспорту фірмами Rolls-Royce Marine Engines (раніше Bergen Diesel), Pielstick та Wдrtsilд

(раніше Wichmann). Потужність їх знаходиться у межах 1620ч51480 кВт.

ДванадцятициліндровірядніДВЗ. Використовуються у військовій техніці та у

морському транспорті. На рис. 1.15 зображено найбільший у світі рядний 12-циліндровий ДВЗ

Wдrtsilд-Sulzer RTA96-C.

 

 

 

 

Рисунок 1.15. Дванадцятициліндровий рядний ДВЗ Wдrtsilд-Sulzer RTA96-C.

 

 

ЧотирнадцятициліндровірядніДВЗ. Єдиний відомий побудований двигун –

двотактний дизель сімейства Wдrtsilд-Sulzer RTA96-C для кораблів, має робочий об’єм 25480 л,

діаметр циліндра 0,965 м, хід поршня 2,5 м, довжину 27,1 м, висоту 13,5 м, масу 2300 т.

Потужність 80080 кВт при 102 об/хв.