Типы исполнения ведомых дисков:

Исполнение выбирается в зависимости от типа автомобиля и предъявляемых требований. Функ­циональные отличия показаны в так называемых «диаграммах крутильных колебаний» (таблица 3, внизу под изображениями трех типов дисков). Они показывают угол скручивания гасителя кру­тильных колебаний в зависимости от возникаю­щего крутящего момента. Прерывистая линия показывает теоретическую характеристику скру­чивания с учетом трения.

2-ступенчатый гаситель крутильных колебаний

В левой части таблицы изображен 2-ступенчатый гаситель крутильных колебаний. В четырех тан­генциально расположенных отверстиях установ­лены винтовые нажимные пружины (12,13) двух различных видов, соответствующие двум ступе­ням демпфирования. Пружины, расположенные друг против друга, одинаковые. Фланец ступицы (17), который находится между ведомым (15) и сопряженным диском (16),  может перемещаться в направлении, противоположном направлению давления пружин, ведомый (15) и сопряженный (16) диски жестко соединены между собой по­средством упорных пальцев (6).

Прилагаемый крутящий момент, через ведомый  (15) и сопряженный (16) диски воздействуя на винтовые пружины демпфера, передается на фланец ступицы (17) и, тем самым, на первичный вал коробки передач. Поскольку пружины сами по себе не могут поглощать колебания, для демпфирования необходимо дополнительное фрикционное устройство. Оно состоит из расположенных по обе стороны ступицы фрикционных колец (8), опорного коль­ца (9) и дисковой пружины (7), которые в течение всего срока службы обеспечивают неизменное трение. Дисковая пружина через опорное кольцо (9) давит на правое фрикционное кольцо и далее через жестко связанные друг с другом сопряжен­ный (16) и ведомый (15) диски на расположенное между ведомым диском (15) и фланцем ступицы (17) левое фрикционное кольцо.

Крутящий момент, вырабатываемый двигателем, сначала сжимает обе пружины с меньшим пружинением, т.е. 1-я ступень демпфирования (12), до угла скручивания в 4 градуса. В приведенном примере в этом положении на них действует кру­тящий момент 20 Н • м.

Далее начинают работать дополнительные пру­жины (13) 2-й ступени демпфирования. На диа­грамме это соответствует более крутой линей­ной характеристике угла скручивания. В крайнем положении (упорный палец) угол скручивания соответствует 8 градусам и момент 140 Н • м. Гасители крутильных колебаний сконструированы таким образом, что момент крайнего положения значительно превышает момент двигателя. Ког­да двигатель работает в режиме принудительно­го холостого хода, 1-я ступень демпфирования (12) обеспечивает угол скручивания 7 градусов, соответствующий крутящему моменту 40 Н*м. От этого момента до крайнего положения, соот­ветствующего углу скручивания 8 градусов и кру­тящему моменту 65 М - м, работает 2-я ступень демпфирования (13).

2-ступенчатый гаситель крутильных колебаний, отдельный демпфер холостого хода.

Вышеописанные взаимосвязи действуют и для исполнения 2-ступенчатого гасителя крутильных колебаний с отдельным демпфером холостого хода (рис. в середине таблицы). Здесь добавлен отдельный демпфер холостого хода (10, 11). Раньше он использовался для автомобилей с ди­зельным двигателем. Благодаря постоянному облегчению конструкции, этот вариант исполне­ния все чаще используется и для двигателей внутреннего сгорания.

Как видно на иллюстрации, диаграмма гасителя крутильных колебаний существенно отличается от первого примера. Характеристика скручива­ния в области нулевой точки очень пологая. Бла­годаря этому, прежде всего в дизельных двига­телях, ликвидируется эффект «стука» зубчатых колес КПП. 1-я ступень демпфирования (12) на­чинает работать только при угле скручивания в 10 градусов и очень маленьком моменте.

Демпфер холостого хода (10,11), обеспечиваю­щий пологую характеристику в области нулевой точки, в данной конструкции расположен отдель­но внутри ведомого диска и приклепанного к не­му сопряженного диска демпфера холостого хо­да (20). Фланец демпфера холостого хода (18) соединен со ступицей. Таким образом демпфер холостого хода должен быть смещен до упора, прежде чем начнет работать выше описанный механизм основных ступеней гасителя крутиль­ных колебания (12,13).

Данная конструкция ведомого диска имеет фрик­ционное кольцо (8), расположенное между флан­цем ступицы (17) и сопряженным диском (16). Сила трения вырабатывается посредством двух пружинящих элементов, расположенных между ступицей и сопряженным диском, а также между фланцем ступицы (17) и ведомым диском (15).

2-ступенчатый гаситель крутильных колебаний, интегрированный демпфер холостого хода, вариативное фрикционное устройство.

В конструкции, изображенной в правой части таб­лицы, пружины демпфера холостого хода (10,11), расположены не отдельно в ведомом диске, а в специальных отверстиях.

Если в предыдущих конструкциях сила трения является постоянной, то здесь благодаря двум отдельным фрикционным кольцам (8) и двум со­ответствующим дисковым пружинам (7) сила трения является переменной для 1 -й и 2-й сту­пени демпфирования. Они начинают работать по достижении определенного угла скручивания (5 и 8,5 градусов в тяговом режиме, 1,7 градусов в режиме принудительного хода).

Характеристика скручивания и фрикционный амортизатор не могут быть рассчитаны для оп­ределенного типа автомобиля заранее. Для оп­ределения характеристики скручивания и фрик­ционного демпфирования необходимы много­численные опыты, связанные с расчетами коле­баний автомобиля. ВОПРОС»2

Рабочие процессы четырехтактного дизеля

Типичная индикаторная диаграмма четырехтактного дизеля приведена на рис. 1.2. С целью обеспечения достаточной температуры для надежного самовоспламенения степень сжатия в дизелях назначается много большей, чем в карбюраторных двигателях: =14...23.

За первые 180° поворота кривошипа ( = 0... 180°) реализуется такт впуска.

Процесс наполнения цилиндров свежим зарядом (в дизеле это воздух) и значения параметров РТ в конце такта (точка а) определяются следующими факторами:

• гидравлические потери во впускной системе дизеля заметно меньше, чем в карбюраторном двигателе (нет диффузора карбюратора и дроссельной заслонки), и они не изменяются при изменении нагрузки на двигатель;

Рис. 1.2. Схема и индикаторная диаграмма дизеля: 1 – редуктор; 2 – ТНВД; 3 - форсунка

• в во впускной системе нет отвода теплоты от свежего заряда при испарении топлива ввиду отсутствия последнего в свежем заряде дизеля, вследствие чего отпадает необходимость в специальном подогреве впускного трубопровода.

По этой причине давление в точке а в дизеле больше, чем в двигателе карбюраторном: р_а=(0,85...0,92)р₀.

Температура Т_а в дизеле несколько ниже, чем в карбюраторных ДВС (Т_а= 310...350 К), в основном из-за того, что при больших степенях сжатия к свежему заряду подмешивается относительно меньшее количество ОГ, имеющих более низкую температуру. Особенностью такта сжатия в дизеле ( = 180...360°) являются более высокие, чем в карбюраторном двигателе, термодинамические параметры рабочего тела в точке с: р_с=3,5...6,0 МПа, Т_с=700...900 К, что объясняется в основном большей величиной степени сжатия.

В конце такта сжатия в камеру сгорания начинают впрыскивать топливо. Угол, на который повернется коленчатый вал от момента начала впрыскивания топлива до прихода поршня в ВМТ, называется углом опережения впрыскивания.

Вследствие начинающегося еще до ВМТ процесса сгорания давление в цилиндре превышает расчетное значение р_с: =(1,05…1,15)р_с.

Если в карбюраторном двигателе после подачи искры процесс сгорания происходит в условиях заранее подготовленной достаточно однородной рабочей смеси, то в дизеле ее подготовка происходит за короткий интервал времени, предшествующий сгоранию топлива от начала подачи, при этом значительная его часть впрыскивается в цилиндр непосредственно в процессе сгорания. Все это приводит к тому, что вблизи ВМТ в дизеле сгорает существенно меньшая, чем в карбюраторном ДВС, часть всего подаваемого топлива и значительное его количество горит после ВМТ при заметном увеличении объема надпоршневого пространства. Поэтому при идеализации действительного цикла дизеля процесс сгорания имитируется подводом части теплоты к РТ при V= const, а другой части - при р= const.

В значительной мере следствием этого является то, что степень повышения давления = 1,4.. .2,2 меньше, чем аналогичная величина в карбюраторном двигателе. Максимальное давление цикла в дизеле и соответствующая температура в точке z: р_z=6,0...10,0 МПа; Т_z =1800...2300 К. Более низкие значения Т_z, по сравнению с бензиновым двигателем являются в основном следствием большего значения коэффициента избытка воздуха.

Расчетные параметры РТ в конце такта расширения (точка b) p_b=0,2...0,4 МПа и T_b= 1000...1200 К ниже, чем в карбюраторном двигателе из-за более высокой степени сжатия и соответственно большей степени расширения продуктов сгорания.

Такт выпуска ( =540...720°) каких-либо принципиальных особенностей не имеет. Давление в точке r (конец такта выпуска), как и в случае карбюраторного двигателя, определяется вели­чиной гидравлических потерь в выпускной системе р_r =(1,05...1,2)p₀, а температура РТ ниже, чем в карбюраторном двигателе, T_r=700...900 К, что объясняется более низкой температурой в конце такта расширения T_b.

Рабочие процессы двухтактного ДВС

Действительный цикл двухтактного двигателя реализуется за два перемещения поршня между ВМТ и НМТ, что соответствует одному обороту коленчатого вала.

Процессы сжатия, сгорания и расширения в двух- и четырехтактных двигателях принципиальных отличий не имеют, и особенности рабочих процессов этих двух типов двигателей заключаются в различных способах организации газообмена.

На рис. 1.3 приведена схема двухтактного двигателя.

Рис. 1.3. Схема и индикаторная диаграмма двухтактного двигателя

Основу его конструкции составляют кривошипно-шатунный механизм 1, продувочный нагнетатель 2, выпускное 3 и продувочное 4 окна. Здесь же приведена его индикаторная диаграмма.

Первый такт ( =0...180⁰) состоит из следующих процессов: c'z—часть процесса сгорания: z1 - процесс расширения. Точка 1 индикаторной диаграммы соответствует началу oткрытия поршнем выпускного окна 3, после чего начинается свободное истечение ОГ. При дальнейшем движении поршня в сторону НМТ он открьпэает продувочное окно 4 (точка 2 диаграммы), после чего вплоть до достижения НМТ (точка а диаграммы) через продувочное и выпускное окна осуществляется продувка цилиндра свежим зарядом, а давление в цилиндре устанавливается на уровне давления р_х, создаваемого нагнетателем ( >p₀).

Продувка продолжается и в начале второго такта работы двигателя ( = 180...360°) при движении поршня вверх до полного перекрытия поршнем продувочного окна (точка -3). После этого вплоть до полного закрытия выпускного окна осуществляется вытеснение части заряда, находящегося в надпоршневом пространстве (точка 4). Далее следует процесс сжатия 4f, в конце которого (точка f) в карбюраторном двигателе подается электрическая искра, в дизеле начинается впрыскивание топлива и происходит процесс сгорания.

Отличительной особенностью двухтактного двигателя является то, что не весь рабочий объем цилиндра V_h, используется для расширения; часть его V_п, называемая потерянным объемом, используется для организации процессов газообмена. Отношение = V_п/V_h называется долей потерянного объема, и в зависимости от схемы продувки = 0,1...0,28. В связи с этим в двухтактных двигателях различают степени сжатия: действительную = (V_c + V_h)V_c, и геометрическую =(V_c + )V_c. Здесь =V_h - V_п - объем цилиндра, используемый для расширения рабочего тела. Очевидно, что > .