Сравнение проектов узла двухзолотникового и дискового газораспределителя для дизельного двигателя

1. Сравнение с кинематической стороны.

Оба узла с кинематической стороны идентичны: все аналогичные элементы имеют одинаковые линейные скорости. Разница в передаточном числе от коленчатого вала (четыре - для дискового и два - для золотникового распределения) компенсируется ровно вдвое большими размерами элементов диска. В обоих случаях движение равномерно вращательное. Поэтому оба механизма должны быть причислены к золотниковым; первый - к торцовому золотнику, второй - к цилиндрическому золотнику. В силу одинаковой кинематики, закон движения распределительных кромок, а следовательно, и закон изменения «времени-сечения», в обоих механизмах одинаковы: они изображаются в диаграмме F=f(a) прямыми ломаными линиями. Поэтому для сравнения величины «времени-сечения» достаточно при одинаковых фазах распределения сравнивать величины проходных сечений золотников.

2. Сравнение с точки зрения динамики.

В обоих механизмах динамика, присущая характеру работы самого механизма, как в клапанном механизме отсутствует. Оба механизма, с точки зрения действующих в них сил, также идентичны. На детали механизмов в обоих случаях действуют лишь газовые силы, величина которых пропорциональна давлению в цилиндре и диаметру гнезда под уплотнительные седла, т.е. эти силы могут развиться только в силу разницы сечений гнёзд золотников.

Усилие, действующее на диск, давление газов, передаваемое через оба окна, являются переменными: изменяются от 0 до 3000 кг, при среднем значении примерно 300 кг.

Усилие, действующие на каждый золотник, также зависит от давления газов, но через одно окно, оно изменяется по величине от 0 до 1800 кг, при среднем значении примерно 170 кг.

3. Сравнение конструкции узлов с точки зрения совершенства гидравлической части.

Это сравнение говорит в пользу двух золотникового распределения.

В части обеспечения условий нормального протекания процесса. При дисковом распределении с наибольшим использованием всех конструктивных возможностей и переходом на два канала в днище цилиндра, попеременно работающие и как всасывающие, и как выхлопные, не удаётся уменьшить объём газовых каналов ниже 70 см3 против 180 см3 у ДВ - 611. Этот объём составляет 70:228 = 30,7 % от общего объёма камеры сгорания, при степени сжатия = 15.

Наличие этих объёмов приведёт к потере не менее 1/4 части воздушного заряда цилиндра для сгорания, что приводит к необходимости поднять на 3,5 мм весь контур камеры сгорания, для обеспечения степени сжатия. Оба эти фактора могут привести только к ухудшению процесса сгорания, повышению расхода топлива и ставят под сомнение получение необходимой мощности двигателя. При золотниковом распределении объём газовых каналов равен всего 32 см3, т.е. 32:228 = 14 % для компенсации которого, а также получения степени сжатия 15, достаточно убрать под торцовки на поршне под клапаны (12 см3) и поднять контур камеры на один миллиметр.

Фактическая потеря воздушного заряда будет небольшая: 5 - 8 %, так вследствие небольшой глубины газовых каналов и высокой турбулентности в процессе сгорания воздух этих камер будет использован в значительной мере.

4. Сравнение в части обеспечения всасывания и выхлопа.

Золотник дискового типа неизбежно имеет две дросселирующие кромки. Выходные каналы в литье головки также не удаётся выполнить больше 10-12 см2.

При золотниковом распределении сечение в сёдлах можно обеспечить в 12,5 см2. Формы каналов более простые, дросселирующая кромка одна.

Таким образом, механизм золотникового газораспределения совершеннее дискового по качеству протекания рабочего процесса, обеспечению нормального всасывания и выхлопа.

5. Сравнение механизмов газораспределения в конструктивном отношении.

Конструкция золотникового механизма совершеннее дискового по нескольким признакам:

6. Сравнение механизмов распределения в технологическом отношении.

Золотниковое распределение даёт возможность осуществлять не сложный по конструкции узел с более простыми по форме, по литейной и механической технологии, деталями. Литая конструкция дисков сложнее золотников и дороже в сумме деталей узла золотникового распределения.