Будь здоров » Симптоматика » Поршневой двигатель внутреннего сгорания...

Поршневой двигатель внутреннего сгорания...

Поршневой двигатель внутреннего сгорания сегодня является самым распространённым тепловым двигателем. Он используется для привода средств наземного, воздушного и водного транспорта, боевой, сельскохозяйственной и строительной техники, электрогенераторов, компрессоров, водяных насосов, помп, моторизованного инструмента (бензорезок (бензо-болгарок), газонокосилок, бензопил) и прочих машин, как мобильных, так и стационарных, и производится в мире ежегодно в количестве нескольких десятков миллионов изделий.


Мощность поршневых двигателей внутреннего сгорания колеблется в пределах от нескольких ватт (двигатели авиа-, мото - и судомоделей) до 75 000 кВт (судовые двигатели).


В качестве топлива в поршневых двигателях внутреннего сгорания используются:


Полный цикл работы двигателя складывается из последовательности тактов  — однонаправленных поступательных ходов поршня. Различают двухтактные и четырёхтактные двигатели.


Число цилиндров в разных поршневых двигателях колеблется от 1-го до 24-х. Объём цилиндра — это произведение площади поперечного сечения цилиндра на ход поршня. Суммарный объём всех цилиндров обычно называют объёмом двигателя . По способу смесеобразования делятся:


Двигатели с внешним смесеобразованием. Воспламенение воздушно-топливной смеси может выполняться электроискровым разрядом, вырабатываемым системой зажигания (например, автомобильный Бензиновый двигатель внутреннего сгорания ). Двигатели с внешним смесеобразованием могут работать на газообразном топливе (природный газ. био и другие условно-бесплатные газы);


Двигатели с внутренним смесеобразованием (воспламенение от сжатия рабочего тела). Эти двигатели, в свою очередь, подразделяются на:


Дизельные. работающие на дизельном топливе или природном газе (с добавлением 5 % дизельного топлива для обеспечения воспламенения топливной смеси). В этих двигателях сжатию подвергается только воздух, а при достижении поршнем точки максимального сжатия в камеру сгорания впрыскиваеся топливо, которое воспламеняется при контакте с воздухом, нагретым при сжатии до температуры в несколько сотен градусов Цельсия.


Компрессионные двигатели. В них, в отличие от дизельных, топливо подается вместе с воздухом (как в бензиновых двигателях). Такие двигатели требуют особого состава топлива (обычно в его основе — диэтиловый эфир) и точной регулировки степени сжатия, так как от нее зависит момент воспламенения смеси. Компрессионные двигатели используются главным образом в авиа - и автомоделях;


Калильные двигатели. Схожи по принципу действия с компрессионными, но имеют калильную свечу, накал которой поддерживается за счёт сгорания топлива на предыдущем такте. Такие двигатели также требуют особого состава топлива (обычно в его основе — метанол. касторовое масло и нитрометан ). Используются главным образом в авиа - и автомоделях;


Воспламенение от горячих частей двигателя (калоризаторные), обычно — днища поршня. Приводные двигатели прокатных станов (топливо-мартеновский газ).


Двигатели с внутренним смесеобразованием имеют (как в теории, так и на практике) более высокий КПД и вращающий момент за счёт более высокой степени сжатия.


В рамках технической термодинамики работа поршневых двигателей внутреннего сгорания в зависимости от особенностей их циклограмм описывается термодинамическими циклами Отто. Дизеля. Тринклера. Аткинсона или Миллера .


Эффективный КПД поршневого ДВС не превышает 60%. Остальная тепловая энергия распределяется, в основном, между теплом выхлопных газов и нагревом конструкции двигателя. Поскольку последняя доля весьма существенна, поршневые ДВС нуждаются в системе интенсивного охлаждения. Различают системы охлаждения:


воздушные, отдающие избыточное тепло окружающему воздуху через ребристую внешнюю поверхность цилиндров; используются в двигателях сравнительно небольшой мощности (десятки л. с. ), или в более мощных авиационных двигателях, работающих в быстром потоке воздуха;


жидкостные, в которых охлаждающая жидкость (вода, масло или антифриз ) прокачивается через рубашку охлаждения (каналы, созданные в стенках блока цилиндров), и затем поступает в радиатор охлаждения, в котором теплоноситель охлаждается потоком воздуха, созданным вентилятором. Иногда в жидкостных системах в качестве теплоносителя используется металлический натрий. расплавляемый теплом двигателя при его прогреве.


Основные параметры двигателя


С работой поршневого двигателя внутреннего сгорания связаны следующие параметры.


Верхняя мёртвая точка (в. м. т.) — крайнее верхнее положение поршня.


Нижняя мёртвая точка (н. м. т.) — крайнее нижнее положение поршня.


Радиус кривошипа — расстояние от оси коренной шейки коленчатого вала до оси его шатунной шейки


Ход поршня — расстояние между крайними положениями поршня, равное удвоенному радиусу кривошипа коленчатого вала. Каждому ходу поршня соответствует поворот коленчатого вала на угол 180° (пол-оборота).


Такт — часть рабочего цикла, происходящего при движении поршня из одного крайнего положения в другое.


Объём камеры сгорания — объём пространства над поршнем, когда он находится в верхней мертвой точке.


Рабочий объём цилиндра — объём, освобождаемый поршнем при перемещении его от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке.


Полный объем цилиндра — объём пространства над поршнем при нахождении его в нижней мёртвой точке. Полный объём цилиндра равен сумме рабочего объёма цилиндра и объёма камеры сгорания.


Литраж двигателя для многоцилиндровых двигателей — это произведение рабочего объёма на число цилиндров.


Степень сжатия — отношение полного объёма цилиндра к объёму камеры сгорания.


Ссылки


Бен Найт «Увеличиваем пробег»//Статья о технологиях, которые уменьшают расход топлива автомобильным ДВС



Похожие новости: