Чем крейцкопфный двигатель отличается от тронкового

РЕМОНТ АВТОМОБИЛЕЙ

Двигатели внутреннего сгорания

Принцип действия двигателей
Двигателем внутреннего сгорания называется поршневой тепловой двигатель, в котором топливо сжигается непосредственно в рабочем цилиндре. Основные части двигателя те же, что и у паровой машины: цилиндр, поршень, кривошипно-шатунный механизм. Однако устройство д. в. с. существенно отличается от устройства паровой машины. В последней рабочим телом является пар, вследствие чего она нуждается в котельной установке. В д. в. с. рабочим телом служат газообразные продукты, полученные от сгорания топлива непосредственно внутри цилиндра. Температура газов достигает при этом 1500—2000° С и выше, что вызывает значительные тепловые напряжения стенок цилиндра. Это, в свою очередь, требует более высокой технической культуры при производстве двигателей и их обслуживании.
Принцип действия двигателя таков. В цилиндр вводится горючая смесь из воздуха и парообразного или газообразного топлива (или раздельно воздух и позже мелко распыленное жидкое топливо); затем эта смесь сжимается поршнем и в конце сжатия воспламеняется. Образовавшиеся газообразные продукты сгорания, имея высокую температуру, вызывают повышение давления в цилиндре. Под давлением расширяющихся газов поршень перемещается, передавая движение на вал. После расширения продукты сгорания удаляются из цилиндра, который заполняется свежим зарядом. Затем все повторяется вновь. Последовательность указанных процессов и составляет в совокупности рабочий цикл д. в. с. Сжигание топлива непосредственно внутри рабочего цилиндра позволяет использовать значительный перепад между максимальной (в момент горения) и минимальной (в конце расширения) температурами газов, что приводит к высокой экономичности этого рода двигателей.

Классификация двигателей внутреннего сгорания
Двигатели внутреннего сгорания можно классифицировать по следующим основным признакам.
По роду топлива
Род топлива обусловливает тип и конструктивные особенности двигателя. Различают двигатели: а) газообразного топлива, б) жидкого топлива, в) газожидкостные.
Газовые двигатели работают на смеси с воздухом горючих газов (естественного, колошникового, генераторного). Двигатели жидкого топлива в зависимости от удельного веса применяемого топлива можно разделить на двигатели легкого топлива (бензин, лигроин, керосин и др.) и двигатели тяжелого топлива (моторное и дизельное топливо, соляровое масло и др.)* В газожидкостных двигателях применяют горючие газы, а в качестве запала — жидкое топливо.
По принципу осуществления газообмена (тактности)
Различают двигатели четырехтактные и двухтактные.
а) Четырехтактными называются такие двигатели, у которых рабочий цикл совершается за четыре хода поршня (два оборота коленчатого вала). Двигатели этого типа работают следующим образом.
Первый такт — всасывание совершается при открытом всасывающем клапане /, когда поршень 2 движется в направлении от верхней мертвой точки (в. м. т.) к нижней мертвой точке (н. м. т.). Вследствие образующегося при этом разрежения происходит всасывание воздуха или горючей смеси, состоящей из воздуха и топлива.
Для лучшего заполнения цилиндра всасывающий кланам открывается с некоторым опережением, т. е. не доходя до в. м. т. (точка А на диаграмме), и закрывается с запаздыванием — после н. м. т. Нижней мертвой точке соответствует точка а на диаграмме.
Второй такт — сжатие происходит при закрытых клапанах цилиндра, когда поршень движется в направлении от н. м. т. к в. м. т. При этом поршень сжимает воздух или горючую смесь до определенного давления, зависящего от типа двигателя (начало сжатия в точке В, конец — в точке С, линия сжатия ВС).
Если сжимается чистый воздух, то, незадолго до прихода поршня в в. м. т., в цилиндр впрыскивается распыленное жидкое топливо. При положении поршня в в. м. т. вся смесь будет сжата в пространстве, называемом пространством сжатия или камерой сгорания.
Воспламенение смеси происходит при подходе поршня кв. м. т. Воспламенение ее производится или искусственно (от искры, раскаленной детали), или вследствие воспламенения впрыскиваемого топлива от высокой температуры сжатого в цилиндре воздуха. Процесс воспламенения и горения сопровождается ростом температуры и давления газов.
Третий такт — рабочий ход. При этом такте происходит горение топлива (на диаграмме линия С2) и расширение продуктов сгорания (линия zb). Оба клапана закрыты. Под влиянием давления газов поршень движется от в. м. т. к и. м. т., при этом осуществляется преобразование теплоты в механическую работу.
Этот такт называется рабочим. Перед началом четвертого такта открывается выпускной клапан 3 и отработавшие газы начинают удаляться (точка Ь’ на круговой диаграмме).
Четвертый такт — выталкивание продуктов сгорания происходит при ходе поршня н. м. т. к в. м. т., при этом выхлопной или, иначе, выпускной клапан 13 мГсек.
По назначению
Различают двигатели стационарные и транспортные. В зависимости от назначения к двигателям могут быть предъявлены особые требования (например, реверсивность, быстроходность и т. д.);
Все имеющиеся в настоящее время двигатели в основном могут быть разделены на следующие группы:
а) Карбюраторные двигатели — низкого сжатия, легкого жидкого топлива, с внешним смесеобразованием, с электрическим зажиганием, быстрого сгорания, чаще четырехтактные.
б) Калоризаторные двигатели (нефтянки) — низкого сжатия, тяжёлого жидкого топлива, с внутренним смесеобразованием, с калоризаториым зажиганием, быстрого сгорания, обычно двухтактные.
в) Компрессорные дизели — высокого сжатия, тяжелого жидкого топлива, с внутренним смесеобразованием, с воспламенением от сжатия, постепенного сгорания, четырехтактные.
г) Газовые двигатели — низкого сжатия, с внешним смесеобразованием, с электрическим зажиганием, быстрого сгорания, четырехтактные.
д) Газожидкостные двигатели (газодизели) — высокого сжатия, с воспламенением от сжатия, смешанного сгорания, четырехтактные или двухтактные. Ремонт форд транзит transit в москве работы по двигателю ремонт двигателя форд транзит.
е) Бескомпрессорные дизели — высокого сжатия, тяжелого жидкого топлива, с внутренним смесеобразованием, с воспламенением от сжатия, смешанного сгорания, четырехтактные и двухтактные.
Современные стационарные установки с двигателями внутреннего сгорания оборудуются преимущественно бескомпрессорными дизелями различных мощностей. В СССР производство дизелей стандартизовано. Согласно ГОСТ 4393-48 предусматривается специальная маркировка дизелей, каждому типу дизеля присваивается условное обозначение, состоящее из сочетания букв и цифр.
Буквы обозначают: Ч — четырехтактный, Д — двухтактный, ДД — двухтактный двойного действия, Р — реверсивный, С — судовой с реверсивной муфтой, П — с редукторной передачей, К — крейцкопфный (двигатель с ползуном), Н — с наддувом.
Отсутствие в условном обозначении буквы К означает, что двигатель тронковый, отсутствие буквы Р показывает, что двигатель нереверсивный. Цифра впереди букв обозначает число цилиндров. Дробное обозначение: числитель — диаметр цилиндра в см, знаменатель — ход поршня в см.
Примеры условных обозначений: дизель 64 шестицилиндровый, четырехтактный, тронковый, нереверсивный, с диаметром цилиндра 23 см и ходом поршня 30см; дизель 4Д четырехцилиндровый, двухтактный, тронковый, нереверсивный с диаметром цилиндра 19 см и ходом поршня 30 см.

Судовые двигатели внутреннего сгорания (СДВС)

Дизельный двигатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания, работающий по принципу самовоспламенения распылённого топлива

ИА Neftegaz.RU. Первые судовые двигатели внутреннего сгорания (ДВС) появились в начале 20-го века. Датское судно Зеландия, построенное в 1912 г, имело дизельную установку с 2-мя дизелями мощностью по 147,2 кВт.

В настоящее время основную часть устанавливаемых на судах главных энергетических установок составляют ДВС.

Паротурбинные установки имеют только суда с мощностью двигателей от 14700 до 22 100 кВт.

Дизельная энергетическая установка состоит из 1-го или нескольких основных двигателей, а также из обслуживающих их механизмов.

В зависимости от способа осуществления рабочего цикла ДВС разделяют на 4-тактные и 2-тактные.

Дополнительное увеличение мощности достигается с помощью наддува.

По частоте вращения ДВС разделяются на:

• малооборотные дизели с частотой вращения 100-150 об/мин, которые непосредственно приводят в движение судовой движитель;
• среднеоборотные — 300-600 об/мин, которые приводят в движение судовой движитель через редуктор.

До конца 1960 х гг. на судах устанавливали реверсивные главные двигатели, позволяющие судну осуществлять задний ход. Только при малых мощностях для реверса ДВС использовали специальные устройства (реверсредукторы), дающие возможность маневрирования.

В 60-х гг одновременно с появлением винтов регулируемого шага начали в качестве главного двигателя применять нереверсивные ДВС вначале на малых судах, траулерах и буксирах, а затем и на больших торговых судах. За счет этого конструкция двигателей упростилась.

Машинное отделение (дизель со вспомогательными механизмами).

Судовая энергетическая установка с ДВС изображена на рисунке.

Кроме главного двигателя предусмотрены еще 2 вспомогательных, которые приводят во вращение генераторы.

Для обслуживания главного и вспомогательных двигателей используются вспомогательные механизмы и системы, а также система трубопроводов и клапанов.

Топливная система предназначена для подачи топлива из цистерн к двигателю.

При этом для уменьшения вязкости топливо подогревается и освобождается в сепараторах и фильтрах от жидких и твердых примесей.

Система смазки служит для прокачивания смазочного масла через двигатель с целью уменьшения трения между трущимися поверхностями, а также для отвода части полученного от двигателя тепла и очистки масла.

Система охлаждения предусмотрена для отвода от двигателя тепла, которое проникает в основном через стенки цилиндра и возникает во время сжигания топлива, а также для охлаждения циркулирующего смазочного масла.

Эта система состоит из насосов для пресной и морской воды и охладителей воды и масла.

Пусковая установка, включающая в себя компрессоры, резервуары сжатого воздуха, а также трубопроводы и клапаны, служит для пуска главного и вспомогательных двигателей.

Наряду с указанными выше вспомогательными системами главного и вспомогательных двигателей в машинном отделении находятся и другие судовые механизмы общего назначения.

Принцип действия 4-тактного ДВС показан на рисунке ниже.

В 4-тактном двигателе рабочий цикл осуществляется за 2 поворота коленчатого вала, т. е. за 4 хода поршня.

Механическая работа совершается только за время 1-го такта, 3 остальных служат для подготовки.

При 1-м такте поршень движется в направлении коленчатого вала.

Под воздействием возникающего при этом разрежения воздух через открытый всасывающий клапан устремляется в цилиндр.

В дизеле без наддува давление всасываемого воздуха равно атмосферному, в дизеле с наддувом к цилиндру подводится уже предварительно сжатый воздух. Во время 2-го такта при закрытых всасывающих клапанах предварительно поступивший воздух перед поршнем подвергается сжатию, за счет чего повышаются температура и давление.

Топливоподкачивающий насос, привод которого согласован с движением соответствующего поршня, повышает давление топлива.

При достижении давления 19,62-39,24 МПа топливо через форсунку впрыскивается в цилиндр, в котором у дизелей без наддува давление сжатого воздуха составляет 2,94-3,43 МПа и температура 550-600°С, а у дизелей с наддувом соответственно 3,92-4,91 МПа и 600-700°С.

Принцип действия 4-тактного дизеля.

Топливо впрыскивается незадолго до того момента, когда поршень достигнет верхнего положения.

Впрыснутое и тщательно распыленное топливо в сжатом воздухе нагревается, испаряется и вместе с воздухом образует горячую самовоспламеняющуюся смесь. 3-й такт является рабочим.

Во время процесса сгорания топлива образуются горячие газы, которые вызывают увеличение давления над поршнем в дизелях без наддува от 4,41 до 5,4 МПа, а в дизелях с наддувом — от 5,89 до 7,85 МПа.

Под давлением силы, возникающей за счет давления газов, поршень движется вниз, газы расширяются и производят при этом механическую работу.

Во время 4-го такта открывается выпускной клапан и отработавшие газы выходят наружу.

4-тактные судовые ДВС изготовляются как многоцилиндровые двигатели. Они устроены так, что рабочие такты равномерно распределяются по отдельным цилиндрам.

Принцип действия 2-тактного дизеля.

В рабочий цикл 2-тактного дизеля входят 2 такта, или 1 оборот коленчатого вала.

1-й такт, называемый сжатием, начинается, когда поршень находится в нижнем положении.

Впускные окна в боковых стенках цилиндра открыты. Через эти окна проходит предварительно сжатый продувочный воздух, давление которого должно быть выше давления находящихся в цилиндре расширившихся газов. Одновременно продувочный воздух через открытый выпускной клапан вытесняет отработавшие газы из цилиндра и наполняет цилиндр новой дозой. Когда впускные окна закрываются поршнем, к цилиндру воздух не подводится. Так как одновременно закрывается и выпускной клапан, воздух в цилиндре сжимается. Этот процесс не показан на рисунке.

Впрыскивание топлива и воспламенение происходит точно так же, как и в 4-тактном ДВС.

Во время 2-го такта — рабочего (или расширения) — расширяющиеся газы совершают механическую работу.

В конце этого такта впускные окна открываются поршнем и процесс продувки цилиндра начинается снова.

Отработавшие газы могут выйти из цилиндра через внешний клапан, либо через управляемые поршнем выпускные окна.

Под наддувом дизельного двигателя понимают подачу к цилиндрам большего количества воздуха, чем требуется для заполнения всего цилиндра при такте всасывания.

Цель наддува заключается в том, чтобы способствовать сжиганию наибольшего количества топлива за 1 рабочий цикл.

Это означает повышение мощности двигателя без увеличения его размеров (диаметра, хода и числа цилиндров), а также частоты вращения.

Наддув можно осуществлять за счет предварительного сжатия воздуха перед цилиндром.

Во всех выпускаемых 4-тактных судовых ДВС предварительное сжатие воздуха происходит с помощью центробежного компрессора, который приводится в действие газовой турбиной, работающей на отработавших газах дизеля.

Принцип действия газотурбинного нагнетателя.
1 — турбина, работающая на отработавших газах; 2 — отработавшие газы; 3 — свежий воздух; 4 — компрессор; 5 — коленчатый вал; 6 — цилиндр; 7 — поршень.

Принцип действия компрессора показан на рисунке выше. Поступивший из компрессора воздух проходит через фильтры. После открытия впускного клапана сжатый воздух подается через воздушный коллектор к соответствующим цилиндрам.

В двухтактных дизелях предварительное сжатие воздуха происходит в центробежных компрессорах, в пространстве под поршнем, а также в поршневых компрессорах, приводимых в действие двигателем. Давление наддувочного воздуха достигает 0,14-0,25 МПа. На рисунке ниже показан в разрезе главный малооборотный дизель с наддувом.

Принцип действия малооборотного двухтактного дизеля: а — предварительно сжатый воздух вытесняет отработавшие газы из цилиндра; b — одновременно происходит сжатие и всасывание; с — рабочий такт и предварительное сжатие; d — предварительно сжатый воздух вытесняет отработавшие газы из цилиндра двигателя без выходного клапана.

2-тактные дизели изготовляют в виде многоцилиндровых рядных двигателей с 10-12 цилиндрами.

Диаметр цилиндров больших 2-тактных дизелей достигает 1000 мм, ход — 1500-2000 мм.

Мощность цилиндра при общей мощности двигателя более 29 440 кВт составляет от 2900 до 3700 кВт.

В связи с этим ДВС можно использовать в качестве главных двигателей и на крупных судах.

2-тактные дизели имеют очень большие размеры и массу.

Их удельная масса достигает 40-55 кг/кВт. При мощности, например 14 720 кВт, масса составляет 600-800 т.

4-тактный дизель (рядный двигатель).
1 — наддувочный агрегат; 2 — охладитель наддувочного воздуха; 3 — трубопровод отработавших газов; 4 — трубопровод наддувочного воздуха; 5 — трубопровод охлаждающей воды; 6 — масляный трубопровод; 7 — топливный трубопровод; в — распределительный вал; 9 — приводное колесо; 10 — промежуточные шестерни; 11 — приводное колесо коленчатого вала; 12 — коленчатый вал; 13 — шатун; 14 — поршень; 15 — цилиндровая гильза; 16 — камера охлаждающей воды; 17 — крышка цилиндра; 18 — выпускной клапан; 19 — впускной клапан; 20 — топливный клапан; 21 — штанга; 22 — топливный насос; 23 — маслораэбрызгивающее кольцо; 24 — масляная ванна картера; 25 — станина двигателя; 26 — блок цилиндров.

Четырехтактные дизели применяют на судах либо в составе дизель-генераторных установок, либо в качестве главного двигателя в многовальных энергетических установках (по одному дизелю на один движитель) и, соответственно, в многодвигательных установках для одного движителя. Применение среднеоборотных дизелей в качестве главного двигателя дает следующие преимущества:

— увеличение надежности (при выходе из строя одного двигателя остальные продолжают работать);

— уменьшение габаритов и собственной массы деталей (например, клапанов, поршней, кривошипных механизмов, подшипников и т. д.);

— уменьшение удельной массы, которая в зависимости от мощности составляет от 14 до 35 кг/кВт (для мощностей около 2200 кВт).

Среднеоборотные дизели используются также в дизель-электрических энергетических установках в качестве главного двигателя.

4-тактный дизель V-образной конструкции.
1 — поршень; 2 — цилиндровая гильза; 3 — коленчатый вал.

КРЕЙЦКОПФНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к двигателям внутреннего сгорания крейцкопфного типа и направлена на снижение удельной металлоемкости, габаритов двигателя и повышения экономичности по топливу. Указанный технический результат достигается тем, что рабочий цилиндр с камерой сгорания и два коленчатых вала расположены в нижней части остова, при этом шатунные шейки коленчатых валов шарнирно связаны с нижними головками шатунов, верхние концы которых посредством шарниров соединены с коромыслом, связанным с крейцкопфом, который представляет собой пустотелый барабан, закрепленный на полом штоке, и поршень, закрепленный в нижней части штока, в головке которого имеются аккумулятор воздуха и сопло, направленное по оси цилиндра.

Крейцкопфный двигатель внутреннего сгорания, содержащий остов, включающий фундаментную раму, картер, цилиндры с цилиндровыми втулками и кривошипно-шатунный механизм, состоящий из поршня, штока, крейцкопфа, шатуна и коленчатого вала, а также механизма газораспределения и систем — топливной, воздухоснабжения, газоотвода, охлаждения, смазки и управления, отличающийся тем, что рабочий цилиндр с камерой сгорания и два коленчатых вала расположены в нижней части остова, при этом шатунные шейки коленчатых валов связаны шарнирно с нижними головками шатунов, верхние концы которых посредством шарниров соединены с коромыслом, связанным с крейцкопфом, который представляет собой пустотелый барабан, закрепленный на полом штоке, и поршень, закрепленный в нижней части штока; в головке поршня имеются аккумулятор воздуха и сопло, направленные по оси цилиндра.

Полезная модель относится к двигателям внутреннего сгорания, а именно, к двигателям крейцкопфного типа.

Известен крейцкопфный двигатель внутреннего сгорания (Фомин Ю.Я. и др. Судовые двигатели внутреннего сгорания, Ленинград, «Судостроение» 1989 г. стр.31-72. Прототип). Он состоит из двух монтажных узлов: остова и кривошипно-шатунного механизма. При этом остов содержит фундаментную раму, картер, цилиндры с установленными в них цилиндровыми втулками и крышек цилиндров, причем детали остова соединены длинными анкерными связями. Кривошипно-шатунный механизм включает поршень, шток, крейцкопф, шатун и коленчатый вал. Кроме того в состав двигателя входят механизм газораспределения и следующие системы: топливная, воздухоснабжения, газоотвода, охлаждения, смазки и управления.

Недостатки прототипа: несовершенство отдельных конструктивных элементов остова двигателя и кривошипно-шатунного механизма, высокая удельная металлоемкость — от 30 до 48 кг/кВт.

Поставлена задача — улучшить условия работы двигателя и его эксплуатационные показатели.

Эта задача решена следующим образом.

Крейцкопфный двигатель внутреннего сгорания содержит остов, включающий фундаментную раму, картер, цилиндры с цилиндровыми втулками, кривошипно-шатунный механизм состоящий из поршня, штока, крейцкопфа, шатуна и коленчатого вала, а также механизм газораспределения. Кроме, того двигатель содержит системы — топливную, воздухоснабжения, газоотвода, охлаждения, смазки и управления. Рабочий цилиндр с камерой сгорания и два коленчатых вала расположены в нижней части остова, при этом шатунные шейки коленчатых валов шарнирно связаны с нижними головками шатунов, верхние концы которых посредством шарниров соединены с коромыслом связанным с крейцкопфом. Крейцкопф представляет собой пустотелый барабан, закрепленный на полом штоке и поршень, закрепленный в нижней части штока. В головке поршня имеются аккумулятор воздуха и сопло, направленные по оси цилиндра. Далее сущность изобретения поясняется чертежом, на котором в поперечном разрезе схематично изображена конструкция двигателя.

Двигатель внутреннего сгорания содержит остов 1, на котором снизу закреплены два коленчатых вала 2 с возможностью вращения навстречу друг другу. По центру остова сверху имеется камера сгорания 3, а снизу выпускной клапан 4. Рабочий цилиндр 5 и рубашка охлаждения 6 крепятся к остову 1 болтами 7. Поршень 8 жестко соединен с полым штоком 9, на котором вверху закреплен крейцкопф 10, представляющий из себя цилиндрический короткий барабан. Шток 9 проходит сквозь крейцкопф 10 и заканчивается вверху двумя проушинами, через которые пальцем 11 соединен с коромыслом 12. На концах коромысла 12 имеются пальцы, с которыми подвижно соединены верхние головки двух шатунов 13, а нижние головки шатунов 13 подвижно соединены с шатунными шейками двух коленчатых валов 2. Крейцкопф 10 размещен в двух полуцилиндрических направляющих 14, вдоль направляющих 14 имеются две сквозные прорези 15, в которых перемещается коромысло 12. Направляющие 14 имеют водяные рубашки 16, через которые прогоняется вода для охлаждения крейцкопфа 10. Внутренняя полость рабочего цилиндра 5 и полость направляющих крейцкопфа 14 разделены диафрагмой 17, по центру которой установлен сальник штока 18. В головке поршня 8 имеется аккумулятор воздуха 19 в виде шаровой полости соединенной с камерой сгорания 3 соплом 20, ось которого направлена по центру камеры сгорания 3. Поршень 8 имеет сверху крышку 21, которая герметично закрывает внутренний объем поршня и внутреннюю полость штока 9.

Двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.

Когда поршень 8 находится в верхней мертвой точке, в цилиндре 5 открыты продувочные окна, и в камере сгорания 3 открыт выпускной клапан 4, в цилиндре происходит прямоточная продувка. В начале хода поршня 8 вниз сначала перекрываются продувочные окна и в это же время закрывается выпускной клапан 4. При дальнейшем ходе поршня 8 вниз в рабочем цилиндре 5 воздух сжимается, температура сжатого воздуха повышается до температуры обеспечивающей воспламенение топлива, которое распыляется форсункой в камере сгорания 3 от насоса высокого давления в конце хода сжатия. При этом часть воздуха запасается в аккумуляторе воздуха 19 через сопло 20. Сгоревшее топливо повышает температуру и давление в камере сгорания 3. Поршень 8 переходит нижнюю мертвую точку и получает импульс для движения вверх — начинается рабочий ход. По мере удаления поршня 8 от камеры сгорания 3 давление в рабочем цилиндре 5 падает и наступает момент, когда давление в аккумуляторе воздуха 19 станет выше, чем давление в рабочем цилиндре 5. При этом начнется истечение через сопло 20 аккумулированного воздуха по центру рабочего цилиндра 5, струя воздуха дойдет до клапана 4 и создает кольцевой вихрь по стенкам цилиндра 5, обеспечивая этим вихрем хорошее перемешивание несгоревшего топлива с воздухом, процесс этот будет идти на протяжении всего рабочего хода. Усилие от поршня 8 передается на шток 9 затем через палец 11 коромыслу 12 на два шатуна 13, которые при рабочем ходе работают на растяжение, от шатунов 13 усилие передается на шатунные шейки двум коленчатым валам 2 и далее по коленчатым валам 2 на нагрузку двигателя. При рабочем ходе поршень 8 не испытывает нормальной силы, так как сочленен со штоком 9, а не с шатуном, как это делается, например, в тронковом двигателе. Крейцкопф 10 так же не испытывает нормальной силы, так как передает усилие через палец 11 и коромысло 12 на два шатуна 13. Нормальная сила от обоих шатунов направлена навстречу друг другу и замкнувшись на коромысле 12 не воздействуют на крейцкопф 10 и на его направляющие 14.

При подходе поршня 8 к верхней мертвой точке открываются продувочные окна в цилиндре 5 и в это же время в камере сгорания 3 открывается выпускной клапан 4 и в рабочем цилиндре 5 происходит прямоточная продувка: из рабочего цилиндра 5 удаляются отработанные газы и поступает свежий заряд воздуха для следующего цикла сжатия и рабочего хода. Форсированный двигатель с увеличенным диаметром поршня нуждается в охлаждении поршня 8, так как охлаждаемые стенки рабочего цилиндра 5 не могут обеспечить в достаточной мере охлаждение головки поршня.

По данному изобретению охлаждение поршня 8 осуществляется испарительным способом изнутри поршня 8. Для этого двигатель скомпонован так, что камера сгорания 3 расположена ниже поршня 8, а поршень 8 и шток 9 соединены не только через центральную часть поршня 8, но и юбка поршня 8, имеющая крышку 21, герметично закрывает внутреннюю полость поршня 8 и внутреннюю полость полого штока 9. В верхней части штока 9 установлен крейцкопф 10, выполненный в виде цилиндрического барабана, нижняя часть крейцкопфа 10 имеет конус, при этом внутренняя часть крейцкопфа 10 герметично соединена со штоком 9, в котором имеются отверстия для объединения полости крейцкопфа 10 и полости поршня 8 в одну герметичную систему. Внутри пустотелого штока 9 установлена трубка для разделения потока пара по центру штока 9, идущего вверх и потока конденсата между трубкой и стенкой штока 9, стекающего из крейцкопфа 10 вниз. Система охлаждения поршня 8 работает по принципу испарения незначительного количества воды в закрытом объеме поршня 8, то есть в головке поршня 8, которая является самой нижней частью системы охлаждения поршня 8. Образовавшийся пар поднимается по трубке 9 в крейцкопф 10 и отдает свою теплоту направляющим 14 и проточной воде в рубашке 16. Пар конденсируется, а конденсат стекает по штоку 9 в полость поршня 8, где конденсат снова отнимает у поршня 8 часть тепла в виде теплоты испарения и в виде пара передает теплоту крейцкопфу 10. Система охлаждения поршня работает автоматически без насоса, но требуется проточная вода для охлаждения направляющих 14 крейцкопфа 10. Технический результат полезной модели — уменьшена высота двигателя, так как шатуны не являются продолжением штока, отсутствуют массивные детали остова двигателя и анкерные связи за ненадобностью, а двухвальная система кривошипно-шатунного механизма избавляет двигатель от нормальной силы и поэтому крейцкопф и направляющие крейцкопфа могут быть предельно облегчены, а двигатель избавлен от поперечной вибрации. Наличие аккумулятора воздуха в поршне обеспечивает полноту сгорания топлива, что позволит уменьшить избыток воздуха в камере сгорания. Таким образом, улучшаются условия работы двигателя и его эксплуатационные показатели.

Чем крейцкопфный двигатель отличается от тронкового

Ползун (деталь). Совершенно та же Википедия. Только лучше.

1. Назначение
2. ⓘ Крейцкопф
3. Принцип работы
4. Производство крейцкопфа
5. Достоинства и недостатки кривошипно-ползунного (крейцкопфного) механизма
6. Приложения
7. Продажа крейцкопфа
8. Наши преимущества:
9. Принцип работы
10. См. также
11. литература
12. Дизельные судовые двигатели Yanmar
13. Выбор поршневых компрессоров
14. Примечания

Назначение

Крейцкопф используется для соединения поршня и шатуна в крейцкопфном кривошипно-шатунном механизме, в котором поршень жёстко связан с ползуном с помощью штокa и разгружен от поперечной силы, так как её действие в таком случае переносится на крейцкопф. Такая схема соединения позволяет создать вторую рабочую полость в цилиндре под поршнем. При этом шток проходит через свое сальниковое уплотнение в поршне (stuffing box) в нижней крышке цилиндра, обеспечивающее необходимую герметичность.

На момент создания первых ДВС к середине XIX века крейцкопфный кривошипно-шатунный механизм долго использовался, поэтому и Р. Дизель и Э. Ленуар использовали его в своих конструкциях. Только позднее появились тронковые (бескривошипные) варианты КШМ.

ⓘ Крейцкопф

Крейцкопф, ползун – деталь кривошипно-ползунного механизма, совершающая возвратно-поступательное движение по неподвижным направляющим.

Принцип работы

Кинематика поршневого привода с траверсой и без нее

Оси штока поршня и пальца шатуна пересекаются в одной плоскости. Крестовина имеет отдельный подшипник скольжения и жестко соединена с поршнем через шток поршня . Шатун качается на крестовине и соединяется с коленчатым валом .

Крестовина поглощает силы, действующие в вертикальном и поперечном направлении на коленчатый вал ( шатун ). Он защищает поршень от боковых сил. В результате поршень можно сделать очень плоским (дисковый поршень), а рабочие поверхности горячего цилиндра и поршня менее подвержены нагрузкам. В плунжерных поршневых машинах юбка поршня выполняет роль крестовины и передает поперечные силы на цилиндр. Машины с качающимися цилиндрами обходятся без траверсы. Шток поршня входит непосредственно в кривошип, и цилиндр совершает поворотное движение.

Последовательность движений кривошипно-шатунного механизма с крестовиной такая же, как у кривошипно-шатунного механизма без крестовины с шатуном той же длины.

Производство крейцкопфа

Крейцкопф поршневого компрессора всегда имеет внешний привод и цилиндры двойного действия. Эти компрессоры выпускают только непрямоточными. Крейцкопф компрессора имеет две самостоятельные системы смазки: смазку цилиндра и сальника и смазку механизма движения.

Шток крейцкопфа применяется в одноименных компрессорах для соединения с поршнем. В современных конструкциях компрессоров применяются в основном штоки, представляющие собой цилиндрическую деталь с участками различного диаметра.

Достоинства и недостатки кривошипно-ползунного (крейцкопфного) механизма

Отсутствие поперечной силы между поршнем и гильзой положительно сказывается на потерях мощности, интенсивности износа и ресурсе гильзы цилиндра. Хотя эта сила и перенесена на крейцкопф, условия его работы по температурному режиму, смазке и удобству доступа существенно легче, чем внутри цилиндра.

С другой стороны, в этой схеме увеличивается длина и масса связанных корпусных деталей.

Большая инерция механизма в сравнении с тронковым делает невозможным скоростное форсирование ДВС.

Поэтому крейцкопфный кривошипно-шатунном механизм широко применяются в тихоходных стационарных и судовых паровых машинах и ДВС [1], а на автомобильных и авиационных быстроходных ДВС применяют тронковый КШМ[2].

Приложения

Крейцкопф в основном используется в двухтактных больших дизельных двигателях и поршневых паровых двигателях . Это связано с несколькими свойствами:

• Ход может быть увеличен по мере необходимости для данного отверстия. Для двухтактных двигателей обычно в 3 … 4,2 раза больше хода. Напротив, ход плунжера ограничен прогибом шатуна.
• Из-за больших движущихся масс и общей высоты процесс подходит только для скоростей медленных роторов (до 300 мин -1 ). Однако большие дизельные двигатели выигрывают от того, что
  • процесс сгорания обеспечивает очень хороший тепловой КПД (максимальный общий КПД до 55%, около 158 г / кВтч)
  • для судов коленчатый вал без передачи (и, следовательно, потеря эффективности) непосредственно на гребной винт судна может действовать
• Прямое направление штока поршня позволяет легко отсоединить кривошипный механизм от цилиндра. Это дает несколько преимуществ:
  • Уплотнение коленчатого вала и траверсы от горячих выхлопных газов и остатков, вызванных потерями при продувке поршня. Смазочные материалы для поршневых колец и коленчатого вала можно разделить. Можно использовать недорогое топливо с высокой зольностью . Для поршневых колец требуется масло более высокого качества (особенно в отношении температуры, зольности и других присадок), чем для коленчатого вала.
• Прямой шток поршня позволяет создавать машины двустороннего действия, в которых поршень в одном цилиндре поочередно находится под давлением с обеих сторон. Это исключает холостые ходы, увеличивается удельная мощность и кривая крутящего момента становится более ровной. Двухцилиндровые паровые машины со смещением кривошипа на 90 ° могут запускаться из любого положения, а также могут иметь реверсивную конструкцию (направление вращения). Двойное действие – это правило паровых машин. Двигатели внутреннего сгорания двустороннего действия не могли преобладать из-за более высокой тепловой нагрузки (проблемы с охлаждением). Однако довольно часто разделяют камеру сжатия внизу и камеру сгорания вверху.
• На поршень не действуют боковые силы. Поршень может быть выполнен плоским и простым (короткая юбка поршня, без шарнира, без поршневого пальца), и поршень не будет наклоняться при прохождении через верхнюю мертвую точку (ВМТ).

В случае небольших двигателей, крест головка используется в противоположном поршневом двигателе от Голля Motor AG в новом запатентованном пути.

Продажа крейцкопфа

Производство, монтаж, продажа оборудования по России и СНГ. Хотите купить крейцкопф поршневого компрессора? Посмотрите наш каталог с указанием артикулов и сделайте предварительный заказ! Опытные специалисты нашей компании профессионально подберут для Вас необходимое оборудование отвечающее самым высоком требованиям.

По вашему запросу мы поставим вышеперечисленные запчасти в сжатые сроки, а также расходные материалы, которые всегда имеются в наличии.

Перечень производимых крейцкопфов:

Схема крейцкопфа