Конфигурация двигателя

Конфигурация двигателя описывает основные принципы работы , с помощью которого двигатели внутреннего сгорания относятся к категории.

Поршневые двигатели часто классифицируют по расположению цилиндров, клапанам и распределительным валам. Двигатели Ванкеля часто классифицируются по количеству присутствующих роторов. Газотурбинные двигатели часто делятся на турбореактивные, турбовентиляторные, турбовинтовые и турбовальные.

Поршневые двигатели [ править ]

Схема цилиндра [ править ]

Одноцилиндровые двигатели [ править ]

Прямые / встроенные двигатели [ править ]

1928-1942 Мотоциклетный двигатель Indian Four прямо-4

Прямые двигатели, также известные как рядные двигатели, имеют все цилиндры, выровненные в один ряд вдоль коленчатого вала без смещения. Когда прямой двигатель установлен под углом, его иногда называют «наклонным двигателем». Типы прямых двигателей включают:

V-двигатели [ править ]

Двигатель V6

V-образные двигатели, также известные как Vee-двигатели, имеют цилиндры, выровненные в двух отдельных плоскостях или «рядах», так что при взгляде вдоль оси коленчатого вала они выглядят как «V». Типы двигателей V включают:

Плоские двигатели [ править ]

Плоские двигатели, также известные как "горизонтально-оппозитные" или "оппозитные" двигатели, имеют цилиндры, расположенные в два ряда по обе стороны от одного коленчатого вала. Типы плоских двигателей включают:

• плоский-два , обычно называемый "плоский-близнец"
• квартира четыре
• квартира шесть
• восьмерка
• квартира-двенадцать

Двигатели с оппозитными поршнями [ править ]

Двигатель с оппозитными поршнями похож на двигатель Flat / Boxer в том, что пары поршней коаксиальны, а не используют общий коленчатый вал, а используют одну камеру сгорания на пару поршней. Конфигурация коленчатого вала варьируется в зависимости от конструкции оппозитного двигателя. Одна компоновка имеет плоский / оппозитный двигатель в центре и добавляет дополнительный оппозитный поршень на каждом конце, поэтому на каждом цилиндре есть два поршня с каждой стороны.

Двигатели W [ править ]

У двигателей W цилиндры имеют конфигурацию, в которой ряды цилиндров напоминают букву W, так же как цилиндры V-образного двигателя напоминают букву V. Типы двигателей W включают:

• W3
• W8
• W12
• W16
• W18

X Engine [ править ]

Двигатель X - это, по сути, два двигателя V, соединенных общим коленчатым валом. Они обычно использовались в самолетах во время Второй мировой войны . Большинство из них были существующие двигатели V-12, преобразованные в конфигурацию X-24.

Двигатели U [ править ]

Двигатели U состоят из двух отдельных прямых двигателей (в комплекте с отдельными коленчатыми валами), соединенных шестернями или цепями. Большинство U-образных двигателей имеют четыре цилиндра (т. Е. Два рядных двигателя в сочетании), такие как четырехцилиндровые двигатели и тандемные сдвоенные двигатели.

Двигатели H [ править ]

Подобно двигателям U, двигатели H состоят из двух отдельных плоских двигателей, соединенных шестернями или цепями. Двигатели H производятся с числом цилиндров от 4 до 24.

Радиальные двигатели [ править ]

Радиальный двигатель имеет единственный коленчатый вал с цилиндрами, расположенными в форме плоской звезды вокруг одной и той же точки на коленчатом валу. Эта конфигурация обычно использовалась в самолетах с 5 цилиндрами с воздушным охлаждением.

Двигатели Delta [ править ]

Двигатель Delta Engine имеет три (или несколько) цилиндров с противоположными поршнями, выровненными в трех отдельных плоскостях или «банках», так что при взгляде вдоль оси главного вала они кажутся находящимися в Δ. Ярким примером такого типа планировки является Napier Deltic .

Другие макеты [ править ]

Менее распространенные конфигурации включают двигатель с наклонной шайбой с двигателем K-Cycle, в котором пары поршней находятся в противоположной конфигурации, разделяя цилиндр и камеру сгорания.

Клапаны [ править ]

Большинство четырехтактных двигателей имеют тарельчатые клапаны , хотя некоторые авиационные двигатели имеют золотниковые клапаны . Клапаны могут быть расположены в блоке цилиндров ( боковые клапаны ) или в головке цилиндров ( верхние клапаны ). Современные двигатели неизменно относятся к последней конструкции. На цилиндр может быть два, три, четыре или пять клапанов, при этом количество впускных клапанов превышает количество выпускных клапанов в случае нечетного числа. Интерференционные двигатели - это такие двигатели, в которых клапан может столкнуться с поршнем, если фазы газораспределения были неправильными.

Распредвалы [ править ]

Тарельчатые клапаны открываются с помощью распределительного вала, который вращается с половинной скоростью вращения коленчатого вала. Это может быть цепь, шестерня или зубчатый ремень, приводимый от коленчатого вала, и он может располагаться в картере (где он может обслуживать один или несколько рядов цилиндров) или в головке блока цилиндров.

Если распределительный вал расположен в картере, для управления верхними клапанами потребуется ряд клапанов, состоящий из толкателей и коромысел . Механически более простыми являются боковые клапаны , в которых штоки клапанов опираются непосредственно на распределительный вал. Однако это приводит к плохому потоку газа внутри головки блока цилиндров, а также к проблемам с нагревом и не подходит для использования в автомобиле, см. Двигатель с плоской головкой .

В большинстве современных автомобильных двигателей распределительный вал размещается на головке блока цилиндров в виде верхнего распределительного вала (OHC). В головке блока цилиндров может быть один или два распредвала; конструкция с одним распредвалом называется одинарным верхним распредвалом (SOHC). Конструкция с двумя распределительными валами на головку блока цилиндров называется двойным верхним распределительным валом (DOHC). Обратите внимание, что распределительные валы подсчитываются на головку блока цилиндров, поэтому V-образный двигатель с одним распределительным валом в каждой из двух головок цилиндров по-прежнему является конструкцией SOHC, а V-образный двигатель с двумя распределительными валами на головку блока цилиндров - DOHC, или неформально «четырехкулачковый». " двигатель. ^{[1] [2]}

С верхними распределительными валами клапанный механизм будет короче и легче, поскольку толкатели не требуются. Некоторые конструкции верхнего распредвала все еще имеют коромысла ; это облегчает регулировку механических зазоров.

Конструкция с четырьмя клапанами на цилиндр обычно имеет два клапана для впуска и два для выпуска, что требует двух распределительных валов на ряд цилиндров. Если в головке блока цилиндров два распределительных вала, кулачки могут иногда опираться непосредственно на толкатели кулачков на штоках клапанов (толкатели). Толкатели кулачков способствуют снижению шума, гашению вибрации, амортизации и переносу осевой нагрузки. ^{[3] [4]} Это последнее устройство является наиболее безынерционным, обеспечивает наиболее беспрепятственный поток газа в двигателе и является обычным устройством для высокоэффективных автомобильных двигателей. Это также позволяет расположить свечу зажигания в центре головки блока цилиндров, что способствует лучшим характеристикам сгорания. При превышении определенного количества клапанов эффективная площадь покрытия уменьшается., поэтому четыре - самое распространенное число. Нечетное количество клапанов обязательно означает, что на стороне впуска или выпуска должно быть на один клапан больше. На практике это неизменно впускные клапаны - даже в конструкциях с четными головками впускные клапаны часто больше по размеру, чем выпускные.

Очень большие двигатели (например, судовые двигатели ) могут иметь либо дополнительные распредвалы, либо дополнительные кулачки на распредвале, чтобы двигатель мог работать в любом направлении. Кроме того, другие манипуляции с клапанами могут использоваться, например, для торможения двигателем, например, в тормозе Jake .

Недостатком верхних кулачков является то, что для привода кулачков требуется гораздо более длинная цепь (или ремень), чем с распределительным валом, расположенным в блоке цилиндров, обычно также требуется натяжитель. Обрыв ремня может повредить двигатель, если поршни коснутся открытых клапанов в верхней мертвой точке .

Ванкеля (роторные) двигатели [ править ]

Двигатели Ванкеля (иногда называемые роторными двигателями) можно классифицировать по количеству присутствующих роторов. Большинство серийных двигателей Ванкеля имеют два ротора, однако производятся также двигатели с одним, тремя и четырьмя роторами. ^{[5] [6]} Двигатели Ванкеля также можно классифицировать в зависимости от того, являются ли они безнаддувными или с турбонаддувом .

Большинство двигателей Ванкеля работают на бензине, однако были исследованы прототипы двигателей, работающих на дизельном топливе и водороде.

Газотурбинные двигатели [ править ]

Газотурбинные двигатели, в основном используемые для самолетов, обычно делятся на следующие категории:

• Турбореактивный двигатель, газы проходят через сопло
• Турбореактивный двигатель , газы проходят через вытяжной вентилятор
• Турбовинтовой , газы проходят через несущий винт, обычно с переменным шагом.
• Турбовальный вал , газовая турбина, оптимизированная для создания механического крутящего момента вместо тяги.

Ссылки [ править ]