Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания

Реферат

 

Изобретение может быть использовано в автотракторной технике, специальных машинах, агрегатах питания, а также в стационарных механизмах, где необходимо получение крутящего момента. Звездообразный двигатель выполнен с двумя рядами звезд, лежащих в двух горизонтальных параллельных друг другу плоскостях, цилиндры в которых сдвинуты между собой по фазе на половину угла развала цилиндров в звезде. Поршни каждой из звезд посредством комплекта шатунов шарнирно связаны с соответствующей шатунной шейкой коленчатого вала, состоящего из двух колен, соединенных между собой шатунными шейками под углом 180^o относительно друг друга посредством центральной щеки. Коленчатый вал коренными шейками на опорах качения установлен вертикально в верхней и нижней половинках картера, которые между собой соединены обоймой. Последняя выполняет совместно с половинками картера роль основания для остальных механизмов и узлов двигателя. Верхний конец коленчатого вала является приводным для механизмов и систем двигателя, а с нижнего снимается крутящий момент, который через зубчатую пару, цепную передачу или цепной вариатор передается последовательно на механизм сцепления, коробку передач и главную передачу, которые смонтированы в соответствующих полостях корпуса. Корпус прикрепляется к картеру маховиков, образуя с двигателем единый блок. Каждый из цилиндров одной звезды работает в противофазе с диаметрально противоположным цилиндром второй звезды. Для десятицилиндрового двигателя на такте рабочего хода одновременно находятся шесть цилиндров. Двигатель с одинаковым успехом может монтироваться как в переднем, так и в заднем объеме кузова или вообще вне кузова (шасси) автомобиля, а на оси полуприцепа. Технический результат заключается в повышении мощности и экономичности двигателя, а также в упрощении технологического цикла изготовления и сборки двигателя. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в автомобильных шасси общего и специального назначения, а также в специальных агрегатах и установках с целью получения механической энергии.

Известны двигатели внутреннего сгорания (ДВС), предназначенные для преобразования потенциальной энергии топлива в кинетическую энергию движущихся масс, которые устанавливаются на транспортные средства общего и специального назначения, а также на различные агрегаты с целью получения механической энергии (крутящего момента). Указанные ДВС имеют общую конструктивно-компоновочную схему, включающую в себя кривошипно-шатунный (КШМ) и газораспределительный механизмы, а также системы: смазки, питания, охлаждения и зажигания или впрыска топлива, соответственно для карбюраторных или дизельных ДВС, которые соединены между собой посредством конструктивных или функциональных связей.

В зависимости от требуемой мощности, ДВС могут быть двухтактные или четырехтактные, одно- или многоцилиндровые, а в зависимости от расположения цилиндров они могут быть рядными, "V"-образными или оппозитными. Основной конструктивной особенностью этих двигателей является горизонтальное расположение коленчатого вала, который посредством коренных шеек, через вкладыши или подшипники качения и элементы крепления, определенным образом устанавливается в картере, закрывающимся поддоном.

К шатунным шейкам коленчатого вала, через шатунные вкладыши, шарнирно крепятся шатуны, которые через поршневые пальцы шарнирно связаны с поршнями, расположенными внутри цилиндров. При этом цилиндры могут быть выполнены в виде блока, как одно целое с картером коленчатого вала или съемными.

Сверху цилиндры закрываются головками, обеспечивающими герметичность цилиндров, подвод горючей смеси и отвод продуктов горения, в зависимости от фазы работы того или иного цилиндра. С этой целью в корпусе головки монтируется газораспределительный механизм (ГРМ), основными деталями которого являются один или два распределительных вала, один или два впускных и один или два выпускных клапана, а также элементы для передачи усилия от распределительного вала к клапанам. При этом приводом ГРМ является зубчатая, цепная или ременная передача, передающая крутящий момент от коленчатого вала на распределительный. Запуск ДВС осуществляется посредством стартера, обеспечивающего кратковременную передачу крутящего момента от электродвигателя, через соединительную муфту, на маховик коленчатого вала.

Система питания обеспечивает приготовление рабочей смеси топлива с воздухом, ГРМ - ее подачу в соответствующие цилиндры, а система зажигания - ее воспламенение.

Продукты горения через выпускные клапаны ГРМ, систему отвода отработавших газов выводятся в атмосферу. При этом система смазки обеспечивает смазку трущихся деталей механизмов, а система охлаждения поддерживает температурный режим работы двигателя в требуемых пределах. Указанный ДВС, в совокупности со всеми системами, представляющий собой силовую установку, устанавливается в отсеке силовой установки и посредством демпфирующих устройств крепится к лонжеронам кузова или на раме автомобиля.

К рабочей плоскости маховика крепятся элементы сцепления фрикционного типа, обеспечивающего передачу крутящего момента от коленчатого вала двигателя на коробку передач и их кратковременное рассоединение, в случае применения механической трансмиссии или гаситель крутильных колебаний и вибраций, соединяющий ДВС гидротрансформатором, при применении гидромеханической трансмиссии. См. Платонов В.Ф. Полноприводные автомобили. М., "Машиностроение", 1989, 306 с.

Известны также конструкции звездообразных авиационных двигателей с расположением цилиндров в одной или двух плоскостях (одно- или двухрядные), содержащие обычный или разборный коленчатый вал, состоящий из двух или трех частей, например, переднего колена, заднего колена и центральной щеки, соединяющей оба колена, расположенные под углом 180^o, посредством шпонок и болтового соединения.

Коренными шейками коленчатый вал опирается на два подшипника, установленных в гнездах разъемного картера. Коленчатый вал своей передней частью приводит в действие ГРМ, а задней - вспомогательные агрегаты. При этом на передней части коленчатого вала устанавливается винт или она связана с редуктором.

На шатунные шейки через подшипники скольжения устанавливаются комплекты шатунов, один комплект на один ряд цилиндров, состоящих из одного главного шатуна и нескольких прицепных шатунов, количество которых определяется количеством цилиндров в ряду. Как главный, так и прицепные шатуны могут представить собой балку двутаврового переменного сечения, прямоугольный профиль переменного сечения или трубку.

На одном конце главного шатуна выполнена шатунная головка, по периметру которой имеются проушины для шарнирного крепления, посредством пальцев, прицепных шатунов. На другом конце как главного, так и прицепных шатунов, выполнены поршневые головки, посредством которых через втулки и поршневые пальцы шатуны шарнирно связаны с поршнями, расположенными в цилиндрах.

Каждый из цилиндров закрывается головкой, в которой смонтированы один-два впускных и один-два выпускных клапана, с приводом от распределительной кулачковой шайбы, установленной на переднем колене коленчатого вала концентрично коренной шейке, и посредством зубчатой передачи, связанной с шестерней коленчатого вала. К фланцам выпускных отверстий головок прикреплены приемные патрубки системы отвода отработавших газов. К фланцам входных отверстий головок прикреплены впускные патрубки системы питания, посредством которых от карбюратора в цилиндры через впускные клапаны ГРМ с определенным подпором подается топливная смесь.

В двигателях тяжелого топлива (дизельных) посредством этих патрубков в цилиндры через впускные клапаны ГРМ подается с определенным подпором воздух от компрессора, а топливо - посредством форсунок, ввинченных в отверстия головок цилиндров, от топливного насоса высокого давления (ТНВД) через систему трубопроводов. Для обеспечения полноты наполнения рабочих полстей ТНВД топливом зачастую используются топливоподкачивающие насосы (ТПН). В карбюраторных двигателях для подачи топлива в карбюратор используются бензонасосы (БН). При этом приводом насосов являются эксцентриковые кулачки, выполненные на коленчатом или распределительном валу, или же они снабжены отдельным кулачковым валом с приводом от коленчатого вала.

Воспламенение рабочей смеси в ДВС, работающих на бензине (легком топливе), осуществляется системой зажигания за счет электрических разрядов в камерах сгорания, происходящих между электродами свечей, в соответствующие моменты времени, определенными фазами работы цилиндров. Формирование порядка зажигания по цилиндрам и его момента осуществляется элементами системы зажигания.

В двигателях, работающих на тяжелом топливе, воспламенение осуществляется от сжатого в цилиндрах воздуха, температура которого в конце такта сжатия вызывает самовоспламенение топлива, впрыскиваемого в цилиндры через форсунки. При этом момент впрыска, как и момент зажигания, является регулируемым параметром и обеспечивается взаимным расположением элементов привода ТНВД и коленчатого вала.

Смазка трущихся поверхностей КШМ, ГРМ и других элементов осуществляется системой смазки за счет масла, подаваемого под давлением масляным насосом, как правило, шестеренчатого типа с приводом от коленчатого или распределительного валов. При этом не исключается применение маслоподкачивающей помпы, улучшающей циркуляцию масла в системе смазки.

Для обеспечения требуемого температурного баланса ДВС на них применяется система охлаждения, которая может быть как жидкостной, так и воздушной.

Основными элементами жидкостной системы охлаждения являются водяной насос с приводом от коленчатого вала, радиатор с вентилятором, термостат, а также система трубопроводов. Основу воздушной системы охлаждения составляют: вентилятор и воздуховоды.

Основные параметры систем работающего двигателя контролируются посредством измерительных и индикаторных приборов. Для повышения качества функционирования двигателя его механизмы и системы могут быть дополненными различными вспомогательными элементами. см.: патент США N 2175463 от 10 октября 1939 г. , А.А. Веселовский и др. Авиационные двигатели. Под ред. В.В. Александрова и П.И. Орлова Учебник для школ авиационных техников ВВС РККА. М., Л., ОНТИ НКТП СССР, Гл. ред. авиац. литературы 1938, 424 с.

Конструктивно-компоновочная схема известных ДВС, обусловленная горизонтальным расположением коленчатого вала, определяет конструктивно-компоновочную схему трансмиссии и шасси автомобиля в целом, заключающуюся в последовательном расположении элементов трансмиссии по всей длине автомобиля. При этом, в случае продольного расположения двигателя и привода на передние колеса, возникает необходимость применения раздаточной коробки при использовании полноприводной схемы или внебазовую компоновку двигателя при использовании переднеприводной схемы. Как в первом, так и во втором случае это определяет вид и форму автомобиля, а также снижает его дорожно-скоростные показатели за счет потерь в трансмиссии и значительного переднего свеса, влияющего на устойчивость автомобиля.

При поперечном расположении двигателя он компонуется практически внутри базы шасси, однако реализация полноприводной схемы автомобиля при этом несколько затруднена. Поэтому при поперечном расположении двигателя в основном реализуется переднеприводная схема. И, если при продольном расположении двигателя могут применяться как рядные, так и V-образные, реже оппозитные двигатели, то при поперечном его расположении в основном используются рядные четырехцилиндровые двигатели, что накладывает определенные ограничения по мощности. Звездообразные двигатели из-за своей конструктивной особенности вообще на автомобилях не используются.

Основным конструктивным недостатком всех многоцилиндровых двигателей, за исключением звездообразных и то не в полной мере, является сложность технологического цикла изготовления и сборки блока цилиндров, головки блока, деталей КШМ и ГРМ и т.д. При этом наиболее слабым местом КШМ являются коренные и шатунные вкладыши, а ГРМ - выпускные клапаны, распределительный вал, привод распредвала. Так, при монтаже коленчатого вала в картере двигателя требуется определенная квалификация, при этом подгонка ремонтных вкладышей требует шлифовки коренных и шатунных шеек коленчатого вала с применением специальной остатки. К смазке коренных и шатунных вкладышей в процессе эксплуатации предъявляются особые требования. Малейшие отказы системы смазки приводят к выходу из строя коренных и шатунных вкладышей и КШМ в целом.

Выпускные клапаны ГРМ в процессе эксплуатации подвергаются эрозии, что приводит к нарушению герметичности цилиндров и потере мощности. Износ распределительного вала и его привода (зубчатого, цепного или ременного) требует периодической регулировки и ухода, а срок годности привода значительно меньше срока годности остальных элементов КШМ и ГРМ.

Особую сложность и трудоемкость вызывает ремонт двигателя. Даже при проведении среднего ремонта, двигатель подвергается практически полной разборке.

И последнее. Учитывая возросшие требования к скоростным показателям автомобиля, в настоящее время на них в основном используются высокооборотистые ДВС, особенностью которых является значительная разница между оборотами коленчатого вала соответствующим максимальному значению мощности и крутящего момента. При этом эти параметры, как правило, вдвинуты ближе к максимальному значению частоты вращения коленчатого вала, что вызывает определенные затруднения при движении в сложных дорожных условиях.

Основным недостатком известных ДВС, с экологической точки зрения, является отсутствие возможности выключения двигателя и его запуск в автоматическом режиме без использования стартера, при движении в городском цикле в условиях заторов и пробок, а также при ожидании разрешающего сигнала светофора.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и повышение как мощности ДВС, таки его экономичности.

Поставленная задача решается тем, что двигатель внутреннего сгорания содержит кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы, системы смазки, охлаждения, питания и зажигания, картер, цилиндры с головками на наружной стороне, поршни, коленчатый вал, выполненный в виде двух колен, соединенных между собой центральной щекой, и комплекты шатунов с одним главным и прицепными шатунами, установленные на шатунных шейках коленчатого вала, причем прицепные шатуны посредством подшипников и пальцев, а также проушины, выполненных по периметру шатунной головки главного шатуна, связаны между собой, образуя комплект, поршневые головки которых через соответствующие окна в стенках картера коленчатого вала заведены в полость цилиндров и посредством поршневых пальцев и подшипников связаны с поршнями, расположенными во внутренних полостях гильз цилиндров и контактирующими с их внутренней поверхностью посредством компрессионных и маслосъемных колец, установленных в канавках поршней, коленчатый вал выполнен разборным и смонтирован вертикально на опорах качения, установленных в гнездах верхней и нижней половинок картера коленчатого вала, соединенных между собой обоймой, с выполнением по окружности на границах стыков обоймы с половинками картера двух рядов окон с фланцами, сдвинутых относительно друг друга в рядах, на угол, равный половине угла развала цилиндров, которые внутренними сторонами прикрепляются к фланцам окон, на шатунные шейки коленчатого вала посредством игольчатых подшипников установлены комплекты шатунов, состоящие из одного главного шатуна и прицепных шатунов, причем главный и прицепные шатуны, посредством аналогичных подшипников и пальцев, а также проушин, выполненных по периметру шатунной головки главного шатуна, соединены между собой, образуя комплект, поршневые головки которых через соответствующие окна в стенках картера коленчатого вала заведены в полость цилиндров и посредством поршневых пальцев и аналогичных подшипников связаны с поршнями, при этом на верхнем выходном конце коленчатого вала смонтированы элементы газораспределительного механизма, системы питания, охлаждения и привод генератора и компрессора, собранные в блок - корпусе, прикрепленном к верхней половинке картера коленчатого вала, а на нижнем - основной и дополнительный маховики и ведущий элемент передачи крутящего момента от коленчатого вала к элементам трансмиссии, расположенным в полости картера маховиков, прикрепляемого к нижней половинке картера коленчатого вала и закрывающегося поддоном и, к которому посредством болтового соединения прикрепляется корпус элементов трансмиссии, внутри которого, в соответствующих полостях, смонтированы ведомый элемент передачи крутящего момента от двигателя, сцепление, коробка перемены передач и главная передача с дифференциалом, элементы вращения которых на подшипниках качения, за исключением главной передачи и дифференциала, расположены вертикально, параллельно коленчатому валу двигателя, а главной передачи и дифференциала - горизонтально, при этом нижняя часть корпуса элементов трансмиссии частично закрывается поддоном картера маховиков, а главная передача и дифференциал - картером, прикрепляющимся к нижней части корпуса элементов трансмиссии, во внутреннюю полость которого, через окна, выполненные в диаметрально противоположных стенках этого картера, заведены полуоси, вторые концы которых связаны с ведущими колесами шасси, причем весь двигатель с наружной стороны, за исключением поддона картера и корпуса элементов трансмиссии, закрыт кожухом, выполненным в виде цилиндрической обечайки, расположенной вокруг цилиндров верхней и нижней звезд, соосно с вертикальной осью двигателя, которая по верхней границе стыкуется с колпаком, закрывающим верхнюю часть двигателя, а именно блок-корпус с элементами газораспределительного механизма, системы питания и охлаждения, а по нижней - с двумя симметричными половинками днищ кожуха, закрывающими картер маховиков.

Цилиндры двигателя в виде двух звезд расположены в двух горизонтальных параллельных между собой плоскостях с обеспечением сдвига цилиндров верхней и нижней звезд относительно друг друга на половину угла развала цилиндров в звезде, симметрично друг другу в диаметрально противоположных направлениях для одноименных цилиндров каждой из звезд, а шатунные шейки коленчатого вала установлены относительно друг друга под углом 180^o, при этом в головках цилиндров выполнены каналы системы питания воздухом, перекрывающиеся впускными клапанами на такте сжатия и открывающимися для продувки цилиндров воздухом в конце рабочего хода, а стенках гильза цилиндров и их оснований - выпускные окна, открывающиеся в конце рабочего хода поршней и перекрывающиеся ими же в начале такта сжатия.

Более подробно следует отметить следующее. Коленчатый вал представляет собой нижнее и верхнее колена, каждое из которых содержит коренную шейку, выполненную на выходном конце колена, противовес и шатунную шейку или только противовес, и посредством центральной щеки оба колена соединены между собой под углом 180^o посредством шлицевого соединения и стяжных болтов, образуя при этом двухопорный коленчатый вал с одной или двумя шатунными шейками, который опирается на подшипники качения, расположенные в гнездах нижней и верхней половинок картера коленчатого вала, при этом в верхнем гнезде также смонтировано устройство выбора зазора в подшипниках.

На верхнем выходном конце коленчатого вала установлены детали приводов ГРМ, системы питания, зажигания и охлаждения, а также компрессора и генератора, собранные в блок-корпусе, прикрепленном к верхней половинке картера коленчатого вала. Нижний конец коленчатого вала выходит в картер маховиков и на нем устанавливаются и жестко закрепляются основной маховик и ведущий элемент (шкив, шестерня, звездочка), предназначенные для передачи крутящего момента с коленчатого вала на ведущий элемент сцепления, а через подшипники качения установлен дополнительный маховик с механизмом привода фрикционного типа, обеспечивающего связь между основным и дополнительным механизмами, в зависимости от режимов работы двигателя. Носок нижнего конца коленчатого вала опирается на подшипник качения, установленный в гнезде кронштейна, закрепляемого в картере маховика. На шатунные шейки коленчатого вала, через игольчатые подшипники качения, установлены главные шатуны, к кривошипным головкам которых через аналогичные подшипники, посредством проушин, выполненных по периметру головок, и пальцев, устанавливаемых в эти проушины, шарнирно прикреплены прицепные шатуны, образуя с главным шатуном комплект для соответствующей звезды, количество которых в комплекте определяется количеством цилиндров в ряду.

Поршневые головки шатунов каждого комплекта через соответствующие окна, образованные верхней и нижней половинками и средней частью картера коленчатого вала, установленной между половинками, выходят наружу и через поршневые пальцы соединяются с поршнями. Поршни, укомплектованные двумя компрессионными и одним маслосъемным кольцами, установленными в канавках головки поршня, и одним компрессионным и одним маслосъемным, установленными в канавках юбки, располагаются во внутренних полостях гильз цилиндров и контактируют с их внутренней поверхностью посредством компрессионных и маслосъемных колец, при этом цилиндры прикрепляются к фланцам окон картера коленчатого вала, образуя при этом верхнюю и нижнюю звезды с определенным, обычно непарным, количеством цилиндров в каждой, расположенных в двух горизонтальных, параллельных между собой плоскостях, с обеспечением сдвига цилиндров верхней и нижней звезд относительно друг друга на половину угла развала цилиндров в звезде, симметрично друг другу в диаметрально противоположных направлениях для одноименных цилиндров каждой из звезд. На корпусе каждого цилиндра, примерно в средней его части, снизу, расположены отверстия выпускных окон, открывающиеся в конце рабочего хода поршней и перекрывающиеся ими же в начале такта сжатия, к которым прикрепляются приемные патрубки системы отвода отработавших газов и которые своими вторыми концами подведены к ресиверу турбины компрессора. На наружной поверхности цилиндров выполнены ребра комбинированной системы охлаждения, а также приливы с отверстиями для подводящего и отводящего патрубков жидкостной системы охлаждения, вторые концы которых соединены с подводящим и отводящим коллекторами системы охлаждения. Циркуляция охлаждающей жидкости осуществляется посредством водяного насоса мембранного типа двухстороннего действия, обеспечивающего перекачку охлаждающей жидкости или между подводящим и отводящим коллекторами или через радиатор отопителя салона, в зависимости от температуры охлаждающей жидкости и положения деталей термостата.

На каждом из цилиндров установлена головка, в которой выполнен канал системы питания воздухом и смонтирован впускной клапан, перекрывающий канал системы питания воздухом на такте сжатия и открывающим канал в конце рабочего хода поршня для продувки цилиндра воздухом, с подводом его от турбокомпрессора, а также выполнены резьбовые отверстия, в которые ввинчены форсунка системы питания топливом и одна или две свечи системы зажигания.

Между герметизирующими поверхностями цилиндров и головок, в зависимости от топлива, которое предполагается использовать в двигателе (дизельное или бензин), устанавливается или прокладка или проставка с двумя прокладками, чем достигается изменение степени сжатия.

Приводом впускных клапанов является кулачковая шайба, установленная в блок-корпусе и жестко связанная с верхним выходным концом коленчатого вала. Рабочие кулачки шайбы через ролики контактируют с толкателями, смонтированными в блок-корпусе. В посадочные места толкателей устанавливаются штанги, вторые концы которых опираются на регулировочные узлы коромысел. Коромысла клапанов установлены на осях и своими вторыми плечами взаимодействуют с торцами стержней клапанов.

Форсунки, ввинченные в головки, посредством трубопроводов соединены с нагнетательными магистралями ТНВД, собранного в блок-корпусе, с приводом от аналогичной кулачковой шайбы, установленной в блок-корпусе и имеющей возможность поворота относительно кулачковой шайбы ГРМ на угол развала цилиндров. Для качественного наполнения рабочих полостей ТНВД топливом в системе питания используется топливоподкачивающий насос с приводом от этой же кулачковой шайбы, которая также является приводом для водяного насоса. В средней части верхнего выходного конца коленчатого вала посредством шлицевого соединения установлена коническая шестерня, которая является приводной для двухцилиндрового оппозитного компрессора и основного генератора. Эта шестерня поджимается ступицей вентилятора воздушной системы охлаждения, который посредством этих же шлицев установлен на выходном конце коленчатого вала и фиксируется гайкой. Корпус вентилятора возвышается над блок-корпусом, а его лопасти расположены внутри колпака, закрывающего верхнюю часть двигателя. На периферийной, конической части колпака выполнены жалюзи, а соосно с коленчатым валом - центральное отверстие, в котором установлена крышка распределителя зажигания, выходные клеммные контакты которой посредством высоковольтных проводов соединены со свечами и катушкой зажигания, при этом датчик момента зажигания и подвижный контакт (ротор, бегунок) распределителя связаны с верхним концом коленчатого вала. Весь двигатель с наружной стороны, за исключением поддона картера и корпуса элементов трансмиссии, закрыт кожухом, выполненным в виде цилиндрической обечайки, расположенной вокруг цилиндров верхней и нижней звезд, соосно с вертикальной осью двигателя, которая по верхней границе стыкуется с колпаком, закрывающим верхнюю часть двигателя, а именно, блок-корпус с элементами ГРМ, системы питания и охлаждения, а по нижней, - с двумя симметричными половинками днища кожуха, закрывающими картер маховиков.

Смазка трущихся деталей КШМ, ГРМ, поршневого и турбинного компрессоров, а также элементов трансмиссии осуществляется посредством масла системы, циркуляция которого обеспечивается масляным насосом, расположенным в поддоне картера маховиков и имеющим комбинированный привод от мотор-генератора постоянного тока дозапуска ДВС и от вала сцепления, через обгонную муфту, в процессе работы двигателя. При этом после запуска ДВС мотор-генератор является вторичным источником электрической энергии.

Нижний конец коленчатого вала посредством ведущего элемента, в качестве которого может применяться шкив цепного вариатора, звездочка цепной передачи или шестерня зубчатой передачи, связан с валом сцепления, на котором посредством шлицевого соединения установлены или регулируемый шкив цепного вариатора или звездочка цепной передачи или зубчатое колесо, в зависимости от разновидности ведущего элемента. При этом в случае применения цепного вариатора в картере маховиков монтируется натяжитель цепи вариатора.

На валу сцепления жестко устанавливается ведущая полумуфта, выполненная из армированной резины, в виде замкнутого цилиндрического объема, на наружной цилиндрической поверхности которого закреплены фрикционные накладки. По оси ведущей полумуфты вмонтирована резьбовая втулка с радиальным отверстием в средней ее части, посредством которой ведущая полумуфта через уплотнительные элементы навинчивается на вал сцепления, а посредством радиального отверстия ее внутренняя полость через канал, выполненный по оси вала сцепления, и уплотнительное устройство, связана с воздушной нагнетательной магистралью АСУ. При подаче сжатого воздуха во внутреннюю полость ведущей полумуфты ее фрикционные накладки взаимодействуют с внутренней цилиндрической поверхностью ведомой полумуфты, которая свободно через подшипники качения установлена на этом же валу таким образом, что ведущая полумуфта располагается во внутренней полости ведомой. На наружной поверхности ведомой полумуфты выполнено зубчатое колесо, посредством которого ведомая полумуфта связана с первичным валом коробки перемены передач (КПП). На вторичном валу КПП свободно установлены шестерни основных передач и заднего хода, которые связываются с вторичным валом посредством муфт с синхронизаторами при включении той или иной передачи.

На конце вторичного вала КПП выполнена коническая шестерня, входящая в зацепление с зубчатым колесом редуктора главной передачи, который в свою очередь через полуоси с шарнирами равных угловых скоростей (ШРУС) связан с колесами, при этом элементы вращения сцепления и КПП на подшипниках качения расположены вертикально, параллельно коленчатому валу двигателя, а главной передачи и дифференциала - горизонтально. Картер сцепления и КПП выполнены в одном корпусе, который посредством болтового соединения прикреплен к картеру маховиков, а главная передача и дифференциал - картером прикрепляется к нижней части корпуса элементов трансмиссии, во внутреннюю полость которого через окна, выполненные в диаметрально-противоположных стенках этого картера, заведены полуоси, вторые концы которых связаны с ведущими колесами шасси, смазка трущихся их деталей осуществляется системой смазки двигателя.

Конструктивно-компоновочная схема предлагаемого двигателя, а также функциональные связи между элементами КШМ и ГРМ, обусловливают двухтактный режим его работы с продувкой цилиндров двигателя сжатым воздухом, поступающим от турбокомпрессора и впрыском топлива на такте сжатия при использовании легких сортов топлива или в конце такта сжатия при использовании тяжелого топлива. При этом дополнительный маховик, установленный на нижнем выходном конце коленчатого вала, на холостых и средних оборотах посредством фрикционного механизма связан с основным маховиком двигателя. При работе двигателя в диапазоне выше средних оборотов дополнительный маховик находится в свободном положении относительно коленчатого вала и развязан с основным маховиком. Для управления работой дополнительного маховика при различных режимах работы ДВС, а также при его запуске, управления вариатором и автоматическим сцеплением, КПП, системой охлаждения и запуска предлагаемый ДВС снабжен автоматической системой управления (АСУ), основными элементами которой являются датчики частоты вращения, термодатчики, схемы сравнения, распределительные устройства, исполнительные элементы (сервоприводы), ресивер, компрессор и пульт управления АСУ, элементы управления которого расположены частично на панели управления, а частично на рулевой колонке.

На фиг. 1 представлена кинематическая схема ДВС с элементами трансмиссии (вид сбоку), на фиг. 2 кинематическая схема КШМ (вид сверху) и на фиг. 3-6 изображен общий вид двигателя в разрезе.

Коленчатый вал заявляемого двигателя представляет собой верхнее 1 и нижнее 2 колена, которые центральной щекой 3 посредством шлицевого соединения, установочных шайб 4 и стяжных болтов 5 соединены между собой под углом 180^o. На коренные шейки верхнего 1 и нижнего 2 колен с определенным натягом установлены обоймы радиально-упорного 6 и радиального 7 роликовых подшипников соответственно, которые расположены в гнездах верхней 8 и нижней 9 половинок картера коленчатого вала. При этом для восприятия осевых нагрузок параллельно радиальному роликовому подшипнику 7 на нижнем колене 2 установлен упорный шариковый подшипник 10, расположенный в гнезде нижней половинки картера 9. Для выбора осевых перемещений коленчатого вала и компенсации зазоров при выработке подшипников, в гнезде верхней половинки 8 устанавливается пружинная шайба 11, которая поджимается к наружной обойме подшипника 6 стопорной шайбой 12, закрепляющейся в проточке верхней половинки картера 8 винтами. Верхняя 8 и нижняя 9 половинки картера через обойму 13 посредством болтового соединения связаны между собой, образуя при этом картер коленчатого вала. На стыке обоймы 13 с верхней 8 и нижней 9 половинками картера в двух плоскостях выполнены окна цилиндрической формы с фланцами в виде приливов, сдвинутые относительно друг друга на половину угла развала цилиндров. На шатунные шейки верхнего 1 и нижнего 2 колена коленчатого вала через игольчатые подшипники установлены комплекты шатунов соответственно для верхней и нижней звезды. В составе каждого из комплектов имеется главный шатун 14 (фиг. 1) в виде двутавровой балки переменного сечения, на одном конце которой выполнена шатунная головка. По периметру шатунной головки имеются проушины, в которых установлены и жестко закреплены пальцы 15 (фиг. 2), с которыми через игольчатые подшипники связаны прицепные шатуны 16, имеющие аналогичную главному шатуну 14 конструкцию. На противоположных концах главных 14 и прицепных 16 шатунов выполнены поршневые головки. Как главные 14, так и прицепные 16 шатуны каждого из комплектов через соответствующие окна выведены наружу из картера коленчатого вала, и в их поршневые головки через игольчатые подшипники установлены поршневые пальцы 17, каждый из которых с натягом запрессовывается в отверстия бобышек поршней 18, чем обеспечивается шарнирная связь поршней с шатунами.

Поршни 18 представляют собой отливку из жаропрочного, легкосплавного материала, со сферическим углублением на наружной поверхности его днища и ребрами жесткости на внутренней. На наружной цилиндрической поверхности юбки поршня 18, по обе стороны от бобышек, выполнены канавки под поршневые кольца 19, при этом три основных из них, ближе к днищу, под два компрессионных и одно маслосъемное и одна или две дополнительных канавки под одно компрессионное или одно компрессионное и одно маслосъемное на противоположной части юбки. Расстояние между крайними внутренними канавками определено ходом поршня. Канавка основного маслосъемного кольца дренажными отверстиями связана с отверстием в бобышках для смазки сочленения шатуна с поршневым пальцем. Поршни расположены в цилиндрах, имеющих одинаковую конструкцию и представляющих собой стальную гильзу 20, на наружной поверхности которой выполнены буртики: один - в средней части гильзы, а другой - ближе к наружному ее срезу. На наружной поверхности гильзы, со стороны ее внутренней части, установлено основание цилиндра 21, упирающееся в средний буртик гильзы, расположенный в проточке, выполненной во фланце окна картера, а ее оставшаяся часть (гильзы) заведена в полость картера коленчатого вала через окно, образованное половинками картера 8 и 9 и обоймой 13. Основания цилиндров 21 представляют собой цилиндрическую силуминовую отливку в виде двух половинок, стянутых между собой посредством болтового соединения, охватывающих среднюю часть цилиндра в виде бандажа, на наружной поверхности которых выполнены ребра воздушной системы охлаждения. Своими внутренними торцевыми срезами основания цилиндров через прокладки поджимаются к фланцам окон картера маховика.

На нижней половинке основания, ближе к ее наружному торцевому срезу, выполнен прилив с каналом для отвода продуктов горения, ось которого и его диаметр совпадают с выпускным окном, выполненным в стенке гильзы 20. На цилиндрической части прилива выполнена резьба под гайку крепления приемного патрубка 22, второй конец которого подведен к ресиверу турбокомпрессора 23. На наружной поверхности гильзы 20, с внешней ее стороны, надета рубашка охлаждения 24, которая внутренним торцевым срезом опирается на наружной торцевой срез основания цилиндра 21, а ее наружный торцевой срез совпадает с наружным торцевым срезом гильзы 20. При этом во внутренней полости рубашки охлаждения 24 заподлицо с наружным срезом сделан буртик, посредством которого рубашка охлаждения 24 опирается на соответствующий буртик гильзы 20. Между наружной стенкой гильзы 20 и внутренней ст