Рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания: Ошибка 404. Запрашиваемая страница не найдена

Содержание

Рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания

Рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания

Рабочий цикл — это строгая последовательность рабочих процессов (тактов), периодически повторяющихся в каждом цилиндре. Каждый такт соответствует одному проходу поршня.

Двигатели внутреннего сгорания бывают четырехтактными и двухтактными. Принципиальная разница между ними заключается в следующем: в четырехтактном двигателе один рабочий цикл происходит за четыре хода поршня, а в двухтактном — за два хода. Двухтактные двигатели используются в основном на мотоциклах, моторных лодках, скутерах и т. п. Поэтому здесь будем вести речь о четырехтактном двигателе внутреннего сгорания — именно такими моторами оснащаются легковые автомобили.

Рабочий цикл четырехтактного двигателя внутреннего сгорания включает в себя следующие такты.

1. Первый такт — впуск горючей смеси в цилиндр двигателя. Нужно сказать, что в цилиндре происходит сгорание топлива не в чистом виде, а смеси его паров с воздухом (горючая смесь). В советских автомобилях за приготовление такой смеси отвечал специальный прибор — карбюратор. Однако в современных автомобилях карбюраторы давно не применяются — данный процесс контролируется электроникой (прибором, который называется инжектор).

Примечание

Для бензинового двигателя внутреннего сгорания оптимальной является горючая смесь, состоящая из 1 части бензина и 15 частей воздуха (то есть 1:15).

Горючая смесь попадает в цилиндр при открывшемся впускном клапане (напомню, что в нужный момент на него давит кулачок распределительного вала). В момент открытия впускного клапана поршень всегда расположен в ВМТ и начинает перемещаться вниз к НМТ. При этом над поршнем возникает разрежение, под воздействием которого в цилиндр поступает горючая смесь. Иными словами, при движении вниз к НМТ поршень засасывает горючую смесь в цилиндр через открывшийся впускной клапан. Как только поршень достигнет НМТ, клапан под воздействием мощной пружины возвращается на прежнее место и плотно закрывает впускное отверстие.

Когда горючая смесь попадает в цилиндр, она перемешивается с остатками имеющихся в нем выхлопных газов. Такая смесь называется рабочей, и именно она будет сгорать в камере сгорания.

На протяжении первого такта работы мотора кривошип коленчатого вала (рис. 1.4) проворачивается на пол-оборота.

Рис. 1.4. Коленчатый вал двигателя

2. Исходное положение для начала второго такта таково: поршень находится в НМТ, впускной клапан плотно закрыт, цилиндр заполнен рабочей смесью. Во время второго такта поршень перемещается от НМТ к ВМТ, сжимая в процессе этого находящуюся в цилиндре рабочую смесь.

Опытным водителям хорошо знакомо такое понятие, как степень сжатия. Данный показатель информирует о том, во сколько раз сокращается объем рабочей смеси при достижении поршнем ВМТ. Отмечу, что степень сжатия — одна из наиболее значимых технических характеристик любого автомобиля.

В процессе сжатия рабочей смеси ее температура существенно повышается. При достижении поршнем ВМТ она равняется примерно +300… 400 °C. Что касается давления внутри цилиндра, то оно при этом составляет порядка 9-10 кг/см.

Второй такт заканчивается при достижении поршнем ВМТ. В этот момент рабочая смесь максимально сжата. За второй такт кривошип коленчатого вала проворачивается еще на пол-оборота. Следовательно, за два такта коленчатый вал делает один полный оборот.

3. Как отмечалось ранее, принцип работы двигателя внутреннего сгорания заключается в преобразовании тепловой энергии в механическую. Это происходит на третьем этапе работы двигателя, который называется рабочим ходом. Когда поршень находится в ВМТ, а рабочая смесь максимально сжата, между электродами свечи зажигания возникает электрическая искра, что вызывает воспламенение рабочей смеси (это происходит в камере сгорания). В результате на поршень, находящийся в ВМТ, оказывается мощное давление. Клапаны в этот момент плотно закрыты, продуктам горения деваться некуда, и именно они давят на поршень, который под воздействием этого давления вынужден двигаться вниз к НМТ. При этом он передает энергию своего движения через шатун на кривошип коленчатого вала, тем самым вынуждая его вращаться. Именно это вращение является движущей силой автомобиля.

Примечание

Давление на поршень во время третьего такта рабочего цикла двигателя достигает 40 кг/см.

Во время третьего такта коленчатый вал двигателя проворачивается еще на пол-оборота.

4. Последний, четвертый такт рабочего цикла — выпуск отработанных газов. Он начинается, когда после третьего такта поршень находится в НМТ и начинает двигаться вверх. В этот момент под воздействием соответствующего кулачка распределительного вала открывается выпускной клапан и движущийся вверх поршень выдавливает выхлопные газы из цилиндра. Сразу после этого клапан плотно закрывает выпускное отверстие. Затем выхлопные газы через глушитель и выхлопную трубу выводятся наружу.

Четвертый такт завершается, когда поршень достиг ВМТ и плотно закрылся выпускной клапан.

В течение четвертого такта коленчатый вал проворачивается еще на пол-оборота. Следовательно, за четыре такта работы (на протяжении одного рабочего цикла) коленчатый вал делает два полных оборота.

После четвертого такта опять начинается первый такт и т. д.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

ТАКТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ — это… Что такое ТАКТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ?

ТАКТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
ТАКТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

— отдельные процессы, протекающие в цилиндре за один ход поршня и составляющие полный рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания. Например, в четырехтактном двигателе рабочие процессы (всасывание, сжатие, рабочий ход и выхлоп), составляющие рабочий цикл, совершаются за 4 хода поршня, а в двухтактных двигателях за 2 хода. См. также

Двигатели внутреннего сгорания.

Самойлов К. И. Морской словарь. — М.-Л.: Государственное Военно-морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941

.

  • ТАКЕЛЬГАРН
  • ТАКСИМЕТР

Смотреть что такое «ТАКТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ» в других словарях:

  • Поршневой двигатель внутреннего сгорания — 4 тактный цикл двигателя внутреннего сгорания Такты: 1. Всасывание горючей смеси. 2. Сжатие. 3. Рабочий ход. 4. Выхлоп. Двухтактный цикл. Такты: 1. При движении поршня вверх  сжатие топливной смеси в …   Википедия

  • Бензиновый двигатель внутреннего сгорания — Бензиновый двигатель W16 Bugatti Veyron Бензиновые двигатели  это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической и …   Википедия

  • Двигатель внутреннего сгорания — Схема: Двухтактный двигатель внутреннего сгорания с глушителем …   Википедия

  • Объём двигателя — 4 тактный цикл двигателя внутреннего сгорания Такты: 1.Всасывание горючей смеси. 2.Сжатие. 3.Рабочий ход. 4.Выхлоп. Двухтактный цикл. Такты: 1. При движении поршня вверх  сжатие топливной смеси в текущем цикле и всасывание смеси для следующего… …   Википедия

  • Поршневой авиационный двигатель — 4 тактный цикл двигателя внутреннего сгорания Такты: 1.Всасывание горючей смеси. 2.Сжатие. 3.Рабочий ход. 4.Выхлоп. Двухтактный цикл. Такты: 1. При движении поршня вверх  сжатие топливной смеси в текущем цикле и всасывание смеси для следующего… …   Википедия

  • Четырёхтактный двигатель — Работа четырёхтактного двигателя в разрезе. Цифрами обозначены такты Четырёхтактный двигатель  поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором рабочий процесс в каждом из цилиндров совершается за два оборота коленчатого вала, то есть за… …   Википедия

  • Пятитактный роторный двигатель —   роторный двигатель с простым и равномерным вращательным движением главного рабочего элемента и с использованием такого же простого вращательного движения уплотнительных элементов. История Впервые такая схема расширительной машины в виде… …   Википедия

  • Четырехтактный двигатель — Бензиновые двигатели это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической искрой. Управление мощностью в данном типе двигателей производится, как правило,… …   Википедия

  • Четырёхтактный мотор — Бензиновые двигатели это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической искрой. Управление мощностью в данном типе двигателей производится, как правило,… …   Википедия

  • Дизельный двигатель — Дизельный двигатель  поршневой двигатель внутреннего сгорания, работающий по принципу самовоспламенения распылённого топлива от воздействия разогретого при сжатии воздуха.[1] Спектр топлива для дизелей весьма широк, сюда включаются все… …   Википедия

РАБОЧИЙ ЦИКЛ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Д-54А

 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

 

 

ГЛАВА 2

РАБОЧИЙ ЦИКЛ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Д-54А


§ 1. Основные понятия и определения

На тракторе ДТ-54А применяется двигатель внутреннего сгорания. У этого двигателя топливо сгорает внутри его цилиндра. Тепловая энергия, выделяющаяся при сгорании топлива, преобразуется в механическую работу кривошипно-шатунным механизмом. Этот механизм служит также для преобразования поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Кривошипно-шатунный механизм состоит из цилиндра 1 (рис. 3), поршня 2 с кольцами, поршневого пальца 3, шатуна 4, коленчатого вала 9 и маховика.

Коленчатый вал установлен своими цилиндрическими концами — коренными шейками 6—в подшипниках 8 и может в них свободно вращаться. Подшипники размещены в картере 7 двигателя. При вращении коленчатого вала шатунная шейка 5 вращается по кругу, как указано стрелкой.

 

 

 

Рис. 3. Схема кривошипно-шатунного механизма.

 

Шатун 4 присоединяется своей верхней головкой при помощи поршневого пальца 3 к поршню 2. Нижней головкой шатун соединен с шатунной шейкой коленчатого вала. Соединение шатуна с поршневым пальцем и Шатунной шейкой коленчатого вала шарнирное, т. е. такое, при котором поршневой палец и шейка вала могут свободно проворачиваться в головках шатуна.

Положение кривошипно-шатунного механизма, при котором расстояние от поршня в цилиндре до оси коленчатого вала наибольшее, называется верхней мертвой точкой (в. м. т.).

Положение кривошипно-шатунного механизма, при котором это расстояние будет наименьшим, называется нижней мертвой точкой (н. м. т.).

Расстояние по оси цилиндра между мертвыми точками называется ходом поршня. При каждом ходе поршня коленчатый вал поворачивается на половину оборота, т. е. на 180°. За один оборот коленчатого вала поршень в цилиндре сделает два хода.

Из рисунка 3 видно, что ход поршня равен двум радиусам кривошипа (колена) коленчатого вала.

Пространство цилиндра над поршнем при положении его в н. м. т. называется полным объемом цилиндра.

Объем цилиндра, освобождаемый поршнем при его перемещении от в. м. т. до н. м. т., называется рабочим объемом цилиндра.

Пространство цилиндра над поршнем при положении поршня в в. м.т. называется камерой сжатия или камерой сгорания.

Очевидно, что полный объем цилиндра представляет собой сумму рабочего объема цилиндра и объема камеры сжатия.

Величина, полученная от деления полного объема цилиндра на объем камеры сжатия, называется степенью сжатия.

 

 

* Горючей смесью называется смесь топлива с воздухом в определенных количествах.

Степень сжатия показывает, во сколько раз уменьшается объем воздуха или горючей смеси*, поступивших в цилиндр при перемещении поршня от н. м. т. до в. м. т. Величина степени сжатия является очень важным фактором в работе двигателя. Чем больше степень сжатия, тем выше мощность и экономичность двигателя.


 

 

 

§ 2. Рабочий цикл двигателя Д-54А

Периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, совершающихся в цилиндре двигателя и обусловливающих его работу, называется рабочим циклом двигателя.

Часть рабочего цикла, происходящая за время движения поршня от одной мертвой точки до другой, называется тактом.

Двигатели внутреннего сгорания могут быть четырехтактными или двухтактными.

Двигатели, в которых рабочий цикл совершается за четыре хода поршня или за два оборота коленчатого вала, называются четырехтактными.

Двигатели, в которых рабочий цикл совершается за два хода поршня или за один оборот коленчатого вала, называются двухтактными.

Для осуществления рабочего цикла в двигателе имеются, кроме кривошипно-шатунного механизма, механизм газораспределения и системы: питания, регулирования, смазки, охлаждения, зажигания и пуска.

 

Рис. 4. Рабочий цикл одноцилиндрового четырехтактного дизеля,

Цилиндр двигателя заполняется воздухом или горючей смесью и освобождается от отработавших газов через отверстия в головке 3 (рис. 4) цилиндра, которые плотно закрываются тарельчатыми клапанами 1 и 2. Головка цилиндра служит крышкой, закрывающей цилиндр сверху. Через одно из отверстий, называемое впускным, воздух или горючая смесь поступает в цилиндр. Через другое, выпускное, выходят отработавшие газы.

Клапан 1, закрывающий впускное отверстие, называется впускным, а клапан 2, закрывающий выпускное отверстие, — выпускным. Открытие и закрытие клапанов строго согласовано с движением поршня в цилиндре.

Рассмотрим рабочий цикл одноцилиндрового четырехтактного дизеля.

При работе дизеля, когда поршень находится в верхней мертвой точке, оба клапана, впускной и выпускной, закрыты. При поворачивании коленчатого вала поршень, соединенный с валом шатуном, будет перемещаться от в. м. т. к н. м. т. Так как поршень входит плотно в цилиндр, то при движении поршня вниз в цилиндре создается разрежение.

Откроем в начале движения поршня впускной клапан 1. При этом цилиндр будет заполняться воздухом. Процесс заполнения цилиндра воздухом при движении поршня от верхней мертвой точки к нижней называется тактом впуска (рис. 4,а). Это первый такт дизеля.

После того как поршень пройдет нижнюю мертвую точку и начнет подниматься вверх, закроем впускной клапан. Поступление воздуха в цилиндр прекратится. Так как оба клапана закрыты, то воздух начнет сжиматься и объем его будет уменьшаться (рис. 4, б). Сжатие воздуха будет происходить в течение всего периода движения поршня к верхней мертвой точке. Это второй такт дизеля — сжатие. Когда поршень находится в верхней мертвой точке, воздух занимает объем камеры сжатия.

В дизеле трактора ДТ-54А степень сжатия равна 16.

 

 

Вследствие большой степени сжатия давление воздуха в конце такта сжатия достигает 32—38 кГ/см2, а температура его поднимается до 475-550°.

При положении поршня, близком к верхней мертвой точке, в цилиндр через форсунку 4 начинается впрыск определенного количества жидкого топлива. Устройство форсунки обеспечивает мелкое распыливание топлива в сжатом воздухе. Впрыск топлива заканчивается вскоре после перехода поршнем верхней мертвой точки.

Топливо, впрыскиваемое в цилиндр, загорается не сразу, а только после того, как мелкие частицы топлива нагреются до определенной температуры в результате соприкосновения с горячим воздухом. Этим объясняется необходимость впрыска топлива до прихода поршня в верхнюю мертвую точку.

Горение топлива начинается одновременно во многих точках камеры сжатия. Затем оно распространяется по всей камере сжатия и продолжается в течение всего периода впрыска топлива в цилиндр, а также после прекращения впрыска его форсункой.
 

 

 

Рис. 5. Устройство карбюраторного двигателя:
 

 


Образовавшиеся при сгорании топлива газы имеют очень высокую температуру (около 2000°), а их давление достигает 55—60 кГ/см2. К этому времени поршень уже успевает перейти через верхнюю мертвую точку. Газы, стремясь расшириться, т. е. увеличить свой

объем, и не имея выхода (оба клапана закрыты), давят с очень большой силой на днише поршня, перемещая его вниз. Давление газов передается поршнем через шатун коленчатому валу, заставляя его вращаться и производить механическую работу. Процесс расширения газов, в результате которого поршень движется от верхней мертвой точки к нижней, называется тактом расширения (рис. 4,в). Это третий такт дизеля.

В результате расширения газов их давление и температура пад&ют. К концу такта расширения давление газов уменьшается до 2— 3 кГ/см2 и весь объем цилиндра заполняется отработавшими газами.

В конце такта расширения открывается выпускной клапан 2. В этот момент давление газов внутри цилиндра больше, чем наружное давление воздуха, поэтому часть отработавших газов выходит из цилиндра в атмосферу. Оставшаяся часть газов вытесняется в атмосферу поршнем при его движении из нижней мертвой точки в верхнюю. Процесс удаления из цилиндра отработавших газов называется тактом выпуска (рис. 4,г). Это четвертый такт дизеля.

После перехода поршнем верхней мертвой точки выпускной клапан закрывается. Таким образом, за четыре хода поршня или два оборота коленчатого вала происходит весь рабочий цикл четырехтактного дизеля.

Рабочий цикл одноцилиндрового четырехтактного карбюраторного двигателя отличается от рабочего цикла четырехтактного дизеля следующим.

В карбюраторном двигателе при такте впуска цилиндр двигателя заполняется горючей смесью, а не воздухом, как в дизеле.

Горючая смесь приготовляется вне цилиндра двигателя, в специальном приборе — карбюраторе 7 (рис. 5). Горючая смесь, заполняя цилиндр, перемешивается с отработавшими газами, оставшимися от предыдущего цикла, и образует рабочую смесь*.

* У дизелей рабочая смесь получается после смешения воздуха, топлива и отработавших остаточных газов.

В карбюраторных двигателях степень сжатия невелика и равна 4—8,5. Поэтому в этих двигателях давление рабочей смеси в конце сжатия достигает 5—12 кГ/см2, а ее темпера-тура — 200—350°. В конце такта сжатия рабочая смесь воспламеняется от электрической искры, проскакивающей в свече 9. Электрический ток подается к свече от специального прибора — магнето.

 

ТАБЛИЦА 1


В результате сгорания топлива, находящегося в рабочей смеси, давление газов возра-стает до 25—30 кГ/см2, а температура — до 2500°. Стремясь расшириться, газы давят на поршень и перемещают его вниз, т. е. в двигателе происходит такт расширения.

Такты расширения и выпуска у карбюраторного двигателя происходят так же, как и у дизелей.

Работу одноцилиндрового четырехтактного дизеля и карбюраторного двигателя можно представить в виде таблицы 1.

У двигателей обоих типов в течение рабочего цикла поршень перемещается под давлением газов в такте расширения и через шатун вращает коленчатый вал и закрепленный на его конце маховик.

Имея большой вес, маховик при такте расширения накапливает энергию и, разогнавшись, продолжает вращаться после окончания такта расширения. Вместе с маховиком вращается коленчатый вал и перемещает поршень во время тактов выпуска, впуска и сжатия, которые являются подготовительными.


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

 

 

 

Рабочий цикл — двигатель — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Рабочий цикл — двигатель

Cтраница 1

Рабочий цикл двигателя характеризуется следующими показателями: показателем удельной работы — средним индикаторным давлением; показателем экономичности — индикаторным коэффициентом полезного действия; показателями механической и динамической нагрузки на детали кривошипно-шатунного механизма — максимальным давлением рабочего тела и быстротой нарастания давления в процессе сгорания; показателями термической нагрузки — максимальной i температурой газов и температурой газов в конце расширения; показателями состояния рабочего тела в момент начала процесса выпуска ( при одной и той же фазе опережения выпуска) — давлением и температурой газов. Кроме этого, в течение рабочего цикла непрерывно меняются давление и температура рабочего тела, чем определяется процесс теплоотдачи в стенки полости цилиндра.  [1]

Рабочий цикл двигателя с самовоспламенением, работающего на газе по газожидкостному процессу, характеризуется тем, что в цилиндре двигателя во время такта сжатия находится газовоздушная смесь, а жидкое топливо вводится в цилиндр в конце такта сжатия и, самовоспламеняясь, поджигает смесь.  [2]

Рабочий цикл двигателя, работающего на газообразном топливе, принципиально не отличается от рабочего цикла двигателя, работающего на бензине, однако токсичность отработавших газов несколько ниже. В качестве двигателя для газобаллонных автомобилей используются обычные двигатели, работающие на бензине. На таком двигателе устанавливается система питания, предназначенная, для работы как на газообразном топливе, так и бензине. Газобаллонные автомобили могут работать на сжатом или сжиженном газе.  [3]

Рабочий цикл двигателя осуществляется за один оборот коленчатого вала и состоит из двух тактов.  [4]

Рабочим циклом двигателя называется совокупность последовательных процессов, преобразующих тепловую энергию в механическую и периодически повторяющихся в каждом цилиндре. Та часть рабочего цикла, которая происходит за один ход поршня, называется тактом. Рассмотрим четырехтактный цикл дизельного двигателя.  [5]

Рабочим циклом двигателя называется ряд периодически повторяющихся процессов в цилиндре двигателя, при которых тепловая энергия преобразуется в механическую.  [7]

Рабочим циклом двигателя внутреннего сгорания называют совокупность процессов, которые в определенной последовательности периодически повторяются в цилиндре, в результате чего двигатель непрерывно работает. К этим процессам относятся следующие: впуск — наполнение цилиндра свежим зарядом горючей смеси или воздуха; сжатие газов; расширение газов или рабочий ход; выпуск отработавших газов.  [8]

Рабочим циклом двигателя внутреннего сгорания называется совокупность последовательно протекающих в каждом его цилиндре процессов впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска.  [9]

Рассматривая рабочий цикл двигателя, мы для простоты изложения предполагали, что клапаны открываются и закрываются в тот момент, когда поршень находится в в. Тем самым увеличивают такты выхлопа и всасы-в ания и повышают мощность и экономичность двигателя.  [11]

Рассматривая рабочий цикл двигателя, мы для простоты изложения предполагали, что клапаны открываются и закрываются в тот момент, когда поршень находится в верхней или нижней мертвых точках.  [12]

Весь рабочий цикл двигателя может быть представлен в виде последовательно протекающих процессов: впуск, сжатие, сгорание, расширение и выпуск. Рассмотрим все эти процессы в приведенной последовательности.  [13]

Если рабочий цикл двигателя совершается за четыре хода поршня ( два оборота вала), то двигатель называют четырехтактным, если — за два хода поршня ( один оборот вала), двигатель называют двухтактным.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Рабочие циклы двигателей — Энциклопедия по машиностроению XXL

Движущие силы обеспечивают движение механизма, их работа за промежуток времени, равный времени рабочего цикла двигателя положительна. Направления этих сил должны совпадать или составлять острые углы с направлениями скоростей точек их приложения. Вместе с тем на отдельных этапах рабочего цикла это условие может быть нарушено и движущие силы могут совершать отрицательную работу. Например, в двигателе внутреннего сгорания движущей силой является сила давления газов, действующая на поршень. При сжатии рабочей смеси работа этой силы становится отрицательной.  [c.56]
Экономичность действительного рабочего цикла двигателя оценивается индикаторным кпд r i и удельным индикаторным расходом топлива 6j.  [c.162]

Рабочий цикл двигателя оценивают еще по так называемому относительному к.п.д. т]о который представляет собой отношение индикаторного к. п. д. к термическому, т. е.  [c.436]

По способу осуществления рабочего цикла двигатели могут быть двухтактные и четырехтактные.  [c.152]

В свете сказанного приобретает большое значение разработка такого метода, который позволял бы рассчитывать величину индикаторного к. п. д. с достаточной точностью на основании лишь данных по параметрам рабочего цикла двигателя, доступным определению простыми экспериментальными и расчетными средствами.  [c.258]

Результатом суммарного влияния всех факторов явится изменение параметров рабочего цикла двигателя в процессе разгона по сравнению с соответствующими установившимися режимами.  [c.262]

Используя построенные графики и уравнение (13), определяются искомые параметры рабочего цикла двигателя в зависимости от времени.  [c.268]

Идеализируя рабочий цикл двигателей быстрого сгорания как четырехтактных, так и двухтактных, получаем термодинамический цикл, называемый циклом Отто (рис. 11-5). В этом цикле адиабата 1-2 соответствует процессу сжатия рабочей смеси, изохора 2-3 — процессу  [c.186]

Идеализируя рабочий цикл двигателей постепенного сгорания как четырехтактных, так и двухтактных, получаем термодинамический цикл, называемый циклом Дизеля т (рис. 11-8). В этом цикле адиабата  [c.188]

Периодически повторяющийся в определенной последовательности процесс, происходящий в цилиндре и вызывающий превращение тепловой энергии в механическую работу, называется рабочим циклом двигателя.  [c.10]

Что такое рабочий цикл двигателя Из каких тактов он состоит  [c.15]

Рабочим циклом двигателя называется совокупность процессов, происходящих в цилиндре в определенной последовательности — впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.  [c.13]

При установке на коленчатом валу нескольких цилиндров (см. рис. 2.3) в один и тот же момент времени все они находятся на разных стадиях (тактах) рабочего цикла. Так, например, если в первом цилиндре четырехцилиндрового двигателя (рис. 2.3, а) происходит рабочий ход, то в четвертом цилиндре при таком же положении поршня -впуск рабочей смеси (для карбюраторных двигателей) или всасывание воздуха (для дизелей), второй цилиндр работает на сжатие рабочей смеси, а третий — на выпуск отработавших газов. Таким образом, рабочий ход осуществляется последовательно цилиндрами 1, 3, 2 и 4. При этом за счет энергии рабочего хода одного цилиндра преодолеваются как внешние сопротивления, так и сопротивления перемещениям поршней других цилиндров, находящихся в других стадиях рабочего цикла двигателя.  [c.28]


С точки зрения термодинамики рабочий цикл двигателя Стирлинга определяется как замкнутый регенеративный цикл (гл. 2).  [c.14]

В двигателях Стирлинга применяются регенеративные теплообменники (регенераторы), размещенные в каналах, по которым газ перемещается между горячей и холодной зонами двигательной установки. Функцией регенератора является попеременное накопление и возвращение части тепловой энергии, полученной в рабочем цикле двигателя. Передача энергии пульсирующему газовому потоку должна происходить таким образом, чтобы свести к минимуму подвод тепла к установке и в  [c.20]

Рис. 1.14. Полный рабочий цикл двигателя, работающего по схеме фирмы Филипс .
К рабочим характеристикам двигателя обычно относят максимальную выходную мощность или средний крутящий момент при заданной скорости вращения вала. Если требуются более подробные сведения, то обычно рассматривают зависимость момента или мощности от скорости вращения. Еще большую информацию о динамике машины можно получить, определив возмущения крутящего момента при изменении угла поворота кривошипа за один рабочий цикл двигателя. Диаграммы крутящий момент —угол поворота кривошипа представляют особый интерес для инженера, исследующего динамику двигателя. По этим данным определяют скорости вращения вала, при которых могут возникать недопустимые вибрации двигателя, и решают, нужен ли маховик, и если нужен, то какого размера.  [c.279]

Метод теоретического анализа рабочего цикла двигателя, в котором процессы сжатия и расширения принимаются адиабатными, а процессы теплообмена — изотермическими.  [c.455]

Процессы, составляющие рабочий цикл двигателя, осуществляются преимущественно за период перемещения поршня из одной мертвой точки в другую. Каждое из указанных перемещений поршня (ход поршня) называется тактом. Двигатели, у которых рабочий цикл совершается за четыре хода поршня или за два оборота коленчатого вала, называются четырехтактными. Если же рабочий цикл осуществляется за два хода поршня или один оборот коленчатого вала, то такие двигатели называются двухтактными. Схема четырехтактного двигателя показана на фиг. 11-3.  [c.271]

Нами рассмотрен характер протекания отдельных процессов, образующих рабочий цикл двигателя.  [c.286]

Устройство и рабочий цикл двигателей с впрыском бензина 305  [c.305]

УСТРОЙСТВО И РАБОЧИЙ ЦИКЛ ДВИГАТЕЛЕЙ С ВПРЫСКОМ  [c.305]

ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО И РАБОЧИЙ ЦИКЛ ДВИГАТЕЛЯ [6, 9]  [c.11]

Тактность двигателя. Тактностью двигателя называют число тактов, приходящихся на один рабочий цикл двигателя.  [c.15]

Расчет на износ. Расчет трущихся деталей автомобильных и тракторных двигателей на износ обычно сводится к определению максимальных и средних удельных давлений на соприкасающиеся поверхности этих деталей. В некоторых случаях, как, например, при построении диаграмм предполагаемого износа шеек коленчатого вала, необходимо определять изменение давлений по величине и направлению за рабочий цикл двигателя. Кроме величины удельного давления на износ двигателя влияют многие факторы, в том числе тепловое состояние двигателя, конструкция, жесткость, относительная скорость движения соприкасающихся деталей и величина зазоров между ними, состояние трущихся поверхностей, качество и количество подаваемого масла, давление в масляном слое и т. д. Учесть с достаточной точностью влияние всех перечисленных факторов на износ двигателя расчетом пока еще невозможно. Вследствие этого при проектировании двигателя осуществляется ряд проверенных на практике, технологических и конструктивных мероприятий, уменьшающих его износ. К числу их относятся подбор выгодного сочетания материалов трущихся пар, обеспечение необходимой конструктивной их формы и жесткости, обеспечение быстрого прогрева двигателя при пуске, поддержание во время  [c.51]


Характеристика активного тепловыделения — основа теплового процесса, конечным полезным результатом которого является индикаторная работа цикла. Количество и динамика подвода тепла к рабочему телу, описываемые характеристикой активного тепловыделения, определяют основные показатели и параметры рабочего цикла.С другой стороны, характеристика активного тепловыделения представляет конечное проявление сгорания и теплопередачи.Образно выражаясь, характеристика активного тепловыделения является как бы мостом, связывающим сгорание как физико-химическое явление с его термодинамическим отражением в рабочем цикле двигателя. Отсюда вытекает необходимость исследования тепловыделения с двух сторон. Во-первых, исследуются связи между сгоранием и тепловыделением, во-вторых,— между тепловыделением и параметрами индикаторного процесса.  [c.38]

В. А. Константинов. Общий рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания. Тепло, сообщенное рабочему телу по закону произвольной прямой. Автомобильный мотор , № 5, 1939, Изд. НКХ РСФСР.  [c.196]

Циклом двигателя внутреннего сгорания называется процесс преобразования получаемой при сжигании топлива тепловой энергии в механическую. Различают три рабочих цикла двигателей  [c.5]

Поршни воспринимают давление газов при рабочем цикле двигателя. Поршень 13 (рис. 19) обычно отлит из алюминиевого сплава, так как для уменьшения инерционных сил вес его должен быть минимальным.  [c.46]

Из рабочего цикла двигателя видно, что полезная работа совершается только в течение рабочего хода, а остальные три такта являются вспомогательными. Для равномерности вращения коленчатого вала на его конце устанавливают маховик, обладающий значительной массой. Маховик получает энергию при рабочем ходе и часть ее отдает на совершение вспомогательных тактов.  [c.15]

Приведенное выше подразделение рабочих циклов двигателей является условным и принимается по аналогии с рассматриваемыми в термодинамике тремя идеальными циклами ДВС, лежащими в основе реальных рабочих циклов.  [c.6]

Вибе И. И, новое о рабочем цикле двигателей. Москва— Свердловск, Машгиз, 1962, с.  [c.128]

Осуществление рабочего цикла двигателей внутреннего сгорания в одном цилиндре (в одной полости) с малыми потерями теплоты и значительным перепадом температур между источником теплоты и холодильником обеспечивает высокую экономичность этих двигателей. Высокая экономичность является одним из положительных качеств двигателей внутреннего сгорания.  [c.13]

Если рабочий цикл двигателя происходит по схеме, описанной выше, то обеспечивается хорошее смесеобразование и использование рабочего объема цилиндра (коэффициент избытка воздуха а=0,8-н1,1). Однако ограниченность степени сжатия смеси не позволяет улучшить экономичность двигателя, а необходимость в принудительном зажигании усложняет его конструкцию.  [c.18]

Индикаторная диаграмма, снятая с двигателя, изображает рабочий цикл, а площадь, ограниченная ею,— в определенном масштабе индикаторную работу цикла. На рис. 11 показаны индикаторные диаграммы рабочего цикла двигателей, из которых видно, что в четырехтактных двигателях площадь диаграммы, определяющая работу за цикл (рис. 11, а), состоит из площади, соответствующей положительной индикаторной работе, полученной за такты сжатия и расширения, и площади, представляющей собой работу газов при осуществлении тактов выпуска и впуска.  [c.32]

Постепенное изменение сложившихся взглядов на содержание стандартов на детали машин можно показать на примере стандартов на часто сменяемые детали тракторов и автомобилей и их двигателей. Психологический фактор здесь проявлялся следующим образом. Можно ли, например, установить стандарт размеров на поршневой палец, являющийся массовой деталью многоотраслевого применения Казалось бы, можно построить размерный ряд поршневых пальцев с двумя главными размерами — диаметр и длина — и несколькими дополнительными размерами. Однрко практика подсказывает, что такая размерная стандартизация еще не будет жизненной, ибо условия выбора конструкции и размеров поршневых пальцев зависят от многих факторов. К числу их относятся особенности рабочего цикла двигателя или компрессора, число оборотов, степень сжатия, рабочая температура, заданная долговечность шатунно-поршневой группы, материал и термообработка, посадка пальца, конструкция-пальца и его крепление, режим работы двигателя или компрессора и т. д. Поэтому стандартизованный размерный ряд поршневых пальцев будет носить только формальный характер.  [c.174]

Для оценки степени созершепства рабочего цикла двигателя и производства всевозможных расчетов, касающихся обслуживающих двигатель систем и агрегатов (охлаждения, наддува, выпуска и др.), необходимо знать величины коэффициентов полезного действия эффективного, индикаторного, механического и составляющих теплового баланса.  [c.258]

Характер реальных процессов в этом двигателе отражает его индикаторная диаграмма (рис. 11-2), в которой точка 1 соответствует крайнему положению поршня. Когда поршень находится 3 этом положении, открывается всасывающий клапан в первый ход поршня (сверху вниз) сопровождается всасыванием рабочей смеси из карбюратора в цилиндр по линии 1-2. При подходе поршня к другому крайнему положению (точка 2) всасывающий клапан закрывается и второй ход лоршпя (снизу вверх) сопровождается сжатием рабочей смеси по линии 2-3. При подходе поршня к крайнему верхнему положению (точка 3) в свече происходит искровой разряд, смесь поджигается и практически мгновенно сгорает с резким повышением давления и температуры (линия 3-4). Под давлением продуктов сгорания поршень совершает третий ход (сверху вниз), который является рабочим ходом. При этом продукты сгорания расширяются по линии 4-5. Когда поршень подходит к крайнему нижнему положению (точка 5), открывается выхлопной клапан и последний, четвертый ход поршня сопровождается выхлопом отработавших газов по линии 5-1, которая и замыкает рабочий цикл двигателя.  [c.184]


Последовательность тактов рабочего цикла двигателя и изменение давления газов при каждом ходе поршня в зависимости от его пололсения в цилиндре возможно записать при помощи особого прибора — индикатора. Кривая, вычерчиваемая индикатором при такой записи, называется индикаторной диаграммой. По ней можно проанализировать рабочий цикл двигателя,  [c.4]

Число вспышек в цилиндре завиеит от числа оборотов коленчатого вала и рабочего цикла двигателя (двух- или четырехтактный), Чем больше число оборотов, тем больше теплоты получит изолятор. В двухтактном двигателе при том же числе оборотов коленчатого вала, что и в четырехтактном, число вспышек в два  [c.62]

И. И. Вибе. Полуэмпирическое уравнение скорости сгорания в двигателях. В сб. жПоршневые двигатели внутреннего сгорания .Изд-во АН СССР. 1956 Расчет рабочего цикла двигателя с учетом скорости сгорания и угла опережения воспламенения. Автомобильная промышленность , № 1, 1957.  [c.196]

На рис. 1 тонкпми линиями показаны теоретические индикаторные диаграммы, представляющие собой изображение полного рабочего цикла двигателя в координатах р — V. На диа-  [c.29]


Рабочий цикл двигателя

Рабочий цикл двигателя, работающего на газообразном топливе, принципиально не отличается от рабочего цикла двигателя, работающего на бензине, однако токсичность отработавших газов несколько ниже. В качестве двигателя для газобаллонных автомобилей используются обычные двигатели, работающие на бензине. На таком двигателе устанавливается система питания, предназначенная, для работы как на газообразном топливе, так и бензине. Газобаллонные автомобили могут работать на сжатом или сжиженном газе.[ …]

Двигатель АМ-01М мощностью 95кВт. Скорость передвижения 2,8 км/ч. Дорожный просвет 51 см. Экскаватор ЭО-4121 имеет следующие виды сменного оборудования: обратную и прямую лопаты; погрузочное оборудование: грейфер и прямую лопату с поворотным ковшом. Вместимость ковша обратной и прямой лопаты соответственно 0,65 и 1,00 м3; погрузочного оборудования 1,00 и 1,50 м3, грейфера 0,65 м3. Наибольшая глубина копания 5,8 м; наибольший радиус копания 9,2 м. Гусеничный ход: длина 3,75 м, ширина 2,93 м. Ширина гусеницы 0,58 м, с уширенным звеном 0,92 м. Давление на грунт 0,065 МПа. Наибольший преодолеваемый уклон 22°. Продолжительность цикла при работе в отвал с поворотом на 90° — 22 с. Габариты экскаватора, мм: длина без рабочего оборудования 5000; ширина 2930; высота 3000. Масса 20900 кг.[ …]

Рабочий цикл двигателя с искровым зажиганием, как и всех двигателей внутреннего сгорания, слагается из процессов: испарения, смесеобразования, воспламенения и сгорания топлива. При сгорании топлива выделяется тепловая энергия, которая преобразуется двигателем в механическую работу. Горючая смесь в поршневых двигателях с искровым зажиганием образуется либо в специальном приборе -карбюраторе, либо непосредственно в цилиндре двигателя, куда воздух и топливо поступают раздельно.[ …]

Рабочий цикл двигателя с искровым зажиганием, как и всех двигателей внутреннего сгорания, слагается из процессов: испарения, смесеобразования, воспламенения и сгорания топлива. При сгорании топлива выделяется тепловая энергия, которая преобразуется двигателем в механическую работу. Горючая смесь в поршневых двигателях с искровым зажиганием образуется либо в специальном приборе -карбюраторе, либо непосредственно в цилиндре двигателя, куда воздух и топливо поступают раздельно.[ …]

В бензиновых двигателях регулирование мощности осуществляется дроссельной заслонкой, т.е. количеством вводимой в цилиндры рабочей смеси. При постоянной частоте вращения большей нагрузке соответствует большее открытие дросселя и, следовательно, меньшее разрежение на впуске. Несмотря на то, что увеличение количества рабочей смеси, сгорающей в каждом цилиндре, приводит к росту температуры деталей ЦПГ и пленки масла на них, при уменьшении разрежения на впуске расход масла уменьшается. Напротив, снижение средней температуры газов за цикл при большем дросселировании и соответственное снижение температуры масляной пленки не компенсирует возрастающих потерь масла за счет испарения при наличии вакуума в цилиндрах и значительного переноса масла в камеру сгорания поршневыми кольцами и через направляющие клапанов. Особенно резко сказывается разрежение на впуске при большой частоте вращения.[ …]

В карбюраторных двигателях компоненты подаются в рабочий цилиндр в виде смеси с воздухом, которая образуется в карбюраторе путем ввода распыленного топлива (бензина) в струю сжатого воздуха. Смесь сжимается поршнем и воспламеняется от электрической свечи. Все карбюраторные двигатели работают по циклу Отто.[ …]

Тепловая машина (двигатель внутреннего сгорания) работает, взаимодействуя с атмосферой. Двигатель внутреннего сгорания меняет рабочее тело в каждом цикле. Такой массообмен осуществляется с атмосферой. В процессе получения полезной работы происходит теплообмен все с той же окружающей средой, т. е. принцип работы тепловой машины предполагает ее взаимодействие с окружающей средой в соответствии с законами термодинамики.[ …]

Оценку совершенства рабочего процесса тепловых двигателей можно вести относительно идеала — цикла Карно (рис. 2.2), в котором идеальный (без потерь) подвод теплоты от источника с неизменной температурой Тi к рабочему телу осуществляется по изотерме (Г]-const). Здесь и отвод теплоты от рабочего тела к источнику с неизменной температурой Ti также осуществляется изотермически (72-const). Поскольку другие источники теплоты отсутствуют, переходы с температурного уровня Т на уровень Тг и обратно возможны лишь по адиабатам, т. е. при ф-const и -const.[ …]

Остальные два процесса рабочего цикла двигателя воспламенение и горение рассмотрим чуть ниже.[ …]

Тип термодинамического цикла и рабочего тела определяется областью рабочих температур теплового двигателя.[ …]

Чтобы проследить за всеми этапами рабочего цикла двигателя, необходимо познакомиться с некоторыми элементарными свойствами газов. По мере уменьшения объема данного количества газа (что достигается вдвиганием поршня в цилиндр) его давление возрастает. Величина прироста давления зависит от усилий сжатия. Если при сжатии газ все время находится в контакте с каким-то тепловым резервуаром или термостатом (например, с водяной баней или большим куском железа), то температура его остается постоянной, а сжатие называется изотермическим. При этих условиях рост давления описывается изотермой, одной из кривых, изображенных на рис. 17 — это гиперболы. Возможна и другая ситуация, т.е. когда газ термически изолирован (например, цилиндр обернут в прокладку из термоизолирующего материала) — соответствующий процесс сжатия называется адиабатическим. Экспериментально и математически доказано, что температура при этом растет. Рост температуры газа, в свою очередь, увеличивает давление при данном объеме. В итоге давление газа при адиабатическом сжатии растет быстрее, чем при изотермическом.[ …]

Этот двигатель применялся Ли и Уиммером [6] для оценки выбросов при сжигании бензина, пропана, метана и газообразной топливной смеси метана с водородом в оптимальных условиях для каждого вида топлива. При этом использовался расчетный рабочий цикл, имитирующий транспортную нагрузку. Результаты исследования представлены в табл. 10.4. Из данных этой таблицы можно заключить, что, хотя для приспособления топлива к двигателю в него необходимо внести некоторые изменения, наибольшее снижение выброса выхлопных газов может быть достигнуто при использовании газообразных углеводородных топлив.[ …]

Этот коэффициент характеризует различие протекания рабочего процесса двигателя от цикла к циклу.[ …]

Система водоснабжения прокатных цехов — оборотная с двумя циклами: цикл охлаждающей воды с градирнями для нагревательных печей, двигателей и др., которая в процессе использования не загрязняется; цикл «грязной» воды для рабочих клетей станов, гидросбива и смыва окалины. При холодной прокатке металла применяется еще цикл промывных вод.[ …]

Влияние режимных факторов на угар масла в дизеле исследовали на двигателе с наддувом АУЬ типа 520 методом тритиевого индикатора. Принудительное масляное охлаждение поршня в широком диапазоне изменения нагрузки приводит в среднем к 15%-му увеличению угара масла. Принудительная подача масла на стенку цилиндра с нагруженной или ненагруженной стороны, а также одновременно на обе стороны не влияет на угар масла. Повышение давления отработавших газов на выпуске, имитирующее сопротивление, создаваемое турбиной нагнетателя, приводит к росту средней температуры газов за рабочий цикл и увеличивает угар масла. Противодавление, равное 64,5 кПа, в среднем увеличивает угар масла на 7% при варьировании среднего эффективного давления в пределах 330-1300 кПа и частоты вращения 1500-2500 мин»1.[ …]

Она представляет собой типичную схему преобразователя с замкнутым циклом. В качестве рабочего тела используется фреон. Выбор фреона связан с его нетоксичностыо (безвредностью). Фреон испаряется в нагревателе за счет тепла воды поверхностного слоя океана, каждый час испаряется 75 т фреона. Для испарения такого количества фреона через нагреватель прокачивается каждый час 1450 т теплой воды из поверхностного слоя океана. Вода поступает в нагреватель с температурой 29,8 °С, а выходит из испарителя при температуре 27,3 °С. Подача теплой воды в испаритель осуществляется с помощью насоса, двигатель которого потребляет 27,8 кВт.[ …]

Описанный выше характер влияния конфигурации камеры сгорания газового двигателя на показатели рабочего процесса подтверждается и в работах других исследователей. В частности, заслуживает внимания работа специалистов Techn. В табл. 6 приведены основные показатели конвертированных двигателей. Все эти двигатели прошли испытания по международному исследовательскому тесту ECE-R49 (13-ступенчатый цикл) и сертифицированы по мощности и вредным выбросам.[ …]

В силу необратимости реальных процессов ни одна тепловая машина не работает по циклу Карно. Но теоретические циклы их по совершенству использования теплоты оцениваются степенью приближения термического КПД к значению КПД идеального цикла Карно. Большинство инженерных решений, используемых для усовершенствования тепловых двигателей, направлены на приближение их цикла к циклу Карно (регенерация, промежуточный подогрев рабочего тела при подводе теплоты, промежуточное его охлаждение при отводе теплоты и др.). Теоретическое количество теплоты, которое может быть выделено при сжигании топлива, никогда не используется по назначению полностью. Часть ее теряется. В тепловых двигателях — до 60—70%.[ …]

Как известно, одним из основных промышленных источников инфразвука являются различные тихоходные машины, число рабочих циклов которых не превышает 20 в секунду (двигатели внутреннего сгорания, компрессоры, вентиляторы и т.д.). Если существует техническая возможность повышения быстроходности этих машин, то возможно обеспечить перевод максимума их звуковой мощности в диапазон слышимых частот, после чего применяют описанные выше методы борьбы с шумом.[ …]

Пределы выбросов характеризуются их количеством на единицу пройденного пути при вождении в соответствии с установленным рабочим циклом. Этот цикл моделирует последовательно повышение скорости, среднюю скорость, снижение скорости и холостой ход, т. е. режимы двигателя при дорожном движении.[ …]

В процессе взаимодействия анализируемого вещества с реактивным раствором в месте их соприкосновения образуется окрашенное пятно. Интенсивность окраски пятна пропорциональна концентрации анализируемого компонента воздуха. По окончании цикла лента с окрашенным пятном перемещается перед рабочим фотоэлементом. В зависимости от интенсивности окраски пятна изменяется количество света, отраженного от него на фотоэлемент, и соответственно изменяется фототок. При неравенстве световых потоков, возникающих при появлении на ленте окрашенного пятна, на катодный повторитель поступают неравные сигналы от фотоэлементов. При помощи компенсационного двигателя схема приводится в равновесие. Показания газоанализатора фиксируются на шкале и диаграммной бумаге. Электронный самопишущий прибор оснащен устройством для дистанционной передачи показаний прибора.[ …]

При виде сбоку (рис. 6.34) ротор имеет форму треугольника с выпуклыми сторонами. Ротор устанавливается внутри овального корпуса с каналами для охлаждающей жидкости. При вращении ротора три его вершины обкатываются по стенке корпуса, образуя три взаимно герметизируемых камеры с изменяемым рабочим объемом (А, В, С), располагаемые через 120° по дуге окружности. Камера А засасывает топливо-воэдушную смесь, в камере В осуществляется сжатие смеси, выпуск продуктов сгорания производится из камеры С (рис 6.34 а). При повороте ротора камера А заполняется новым зарядом, расширение продуктов сгорания производится в камере В, что обеспечивает вращение эксцентрикового вала через ротор, процесс выпуска продуктов сгорания продолжается из камеры С (рис. 6.34 б). Каждая из этих камер обеспечивает реализацию полного четырехтактного цикла сгорания при каждом полном обороте ротора, т.е. за один полный оборот треугольного ротора двигатель заканчивает четырехтактный процесс три раза, а эксцентриковый элемент осуществляет равное число оборотов.[ …]

2. Действительный рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания.

1.Процесс впуска. Начинается в точке ,соответствующей началу открытия впускного клапана до прихода поршня в в.м.т. на такте впуска. Заканчивается впуск при полном закрытии впускного клапана в точке, когда поршень прошел н.м.т.

2.Процесс сжатия. Начинается после окончания процесса впуска и продолжается при движении поршня к в.м.т.

При этом достигается максимальная степень расширения рабочего тела, условия для наиболее эффективного сгорания топлива и повышения экономичности двигателя. Процесс сжатия происходит при закрытых впускном и выпускном клапанах и служит для увеличения температурного перепада цикла и степени расширения продуктов сгорания топлива. Это создает благоприятные условия для воспламенения и сгорания рабочей смеси и обеспечивает эффективное преобразование теплоты в механическую работу

3. Процесс сгорания После сжатия с некоторым опережением до в.м.т. впрыскивается топливо в дизеле или поджигается рабочая смесь в карбюраторном двигателе. В дизеле впрыскивание топливо продолжается, как правило до прихода поршня в в.м.т., а иногда и при его движении после в.м.т. на такте расширения.

4.Процесс расширения. В процессе расширения тепловая энергия топлива преобразуется в механическую работу. Процесс расширения протекает в условиях догорания топлива и восстановления продуктов диссоциации , уменьшения теплоемкости продуктов сгорания при переменных давления, температурах и поверхности охлаждения.

5.Процесс выпуска. Выпуск отработавших газов начинается в момент открытия выпускного клапана с опережением относительно НМТ на угол 40 … 75° и заканчивается после закрытия выпускного клапана после ВМТ с запаздыванием на угол 10 … 40°. Процесс выпуска в четырехтактных двигателях условно можно разделить на три периода:

1). Свободный выпуск. В начале открытия выпускного клапана давление в цилиндре составляет 0.4 … 0.6 МПа, а давление в выпускном трубопроводе 0.105 … 0.12 МПа. Под действием этого перепада давлений происходит истечение газов из цилиндра с начальной скоростью 500 … 700 м/с. 2)Принудительный выпуск. Считается, что принудительный выпуск продолжается во время движения поршня от НМТ к ВМТ.

3. Продувка. Продувка осуществляется в период перекрытия клапанов

Действительная индикаторная диаграмма

четырехтактного двигателя.

0-1 –заполнение рабочей смесью,1-2 – сжатие воздуха или рабочей смеси,

2-3′-3 – период горения рабочей смеси,

3-4 – рабочий ход поршня (расширение продуктов сгорания),

4-5 – выхлоп отработавших газов, падение давления до атмосферного

  1. – освобождение цилиндра от продуктов сгорания.

3. Расчет действительного цикла двигателя, параметры впуска.

Начинается в точке ,соответствующей началу открытия впускного клапана до прихода поршня в в.м.т. на такте впуска. Заканчивается впуск при полном закрытии впускного клапана в точке, когда поршень прошел н.м.т.

1.Давление и температура в конце пуска.

Под давлением конца пуска подразумевается среднее значение давления давления за процесс впуска. Так как впускная система двигателя оказывает сопротивление прохождению заряда, то давлениедля двигателей без надува всегда ниже атмосферного, а у двигателей с наддувом выше.

или

— давление с надувом, — без надува,- потери давления,

Температура газа, находящегося в цилиндре двигателя в конце пуска, зависит от температуры и массы свежего заряда, температуры и массы газов, оставшихся в цилиндре от предыдущего цикла, и степени подогрева заряда.

T=(+△+)/(1+)

— температура с надувом, △- температура подогрев заряда, — коэффициент остаточных газов,- температура остаточных газов

Термодинамический анализ цикла Отто

Термодинамика раздел физики, изучающий энергию и работу системы. Он родился в 19 веке, когда ученые первыми открыли для себя, как строить и эксплуатировать паровые машины. Термодинамика занимается только широкомасштабный ответ системы которые мы можем наблюдать и измерять в экспериментах. Нас как аэродинамиков больше всего интересует термодинамика двигательные установки и потоки с высокой скоростью. На этой странице мы рассматриваем термодинамику четырехтактный внутреннее сгорание двигатель.Сегодня большинство самолетов авиации общего назначения или частных самолетов оснащен двигателями внутреннего сгорания (IC) , очень похожими на двигатель в вашем семейном автомобиле.

Работа двигателя состоит из двух основных частей: механическое действие из детали двигателя, и термодинамика благодаря которому двигатель производит Работа и власть. На этой странице мы обсуждаем основные термодинамические уравнения, которые позволяют вам для проектирования и прогнозирования работы двигателя.

В двигателе внутреннего сгорания топливо и воздух воспламененный внутри цилиндра.Горячий выхлоп толкает поршень, который соединен к коленчатый вал производить мощность. Сгорание топлива не является непрерывным процессом, а происходит очень быстро через равные промежутки времени. Между зажиганиями детали двигателя двигаться в повторяющейся последовательности, называемой циклом . Двигатель называется четырехтактным, потому что в нем четыре движения, или удары, поршня за один цикл.

На рисунке мы показываем сюжет давление по сравнению с газом объем на протяжении одного цикла. Мы разорвали цикл на шесть пронумерованные этапы на основе механического действия двигателя.Для идеального четырехтактного двигателя такт впуска (1-2) и такт выпуска (6-1) выполняются при постоянном давлении и не способствуют генерации мощности двигателем. Вовремя такт сжатия (2-3), работа над газом совершается поршнем. Если предположить, что тепло не поступает газа при сжатии, мы знаем связи между изменением объема и изменением давления и температуры из наших решений уравнение энтропии для газа. Назовем отношение объема в начале сжатие до объема в конце сжатия степень сжатия , р .(гамма — 1)

где p — давление, T — температура, а gamma это отношение удельные теплоты. Вовремя процесс горения (3-4), объем поддерживается постоянным и выделяется тепло. Изменение температуры данный

T4 = T3 + f * Q /cv

где Q — теплота, выделяемая на фунт топлива, которая зависит от топлива, f — соотношение топливо/воздух для горения, которое зависит от нескольких факторов. связанные с конструкцией и температурой в камере сгорания, и cv – удельная теплоемкость при постоянном объеме.(1 — гамма)

Между ступенями 5 и 6 остаточное тепло переведен к окрестностям так что температура и давление возвращаются к начальным условиям этап 1 (или 2).

Во время цикла, Работа совершается на газе поршнем между ступенями 2 и 3. Работа совершается газа на поршень между 4 и 5 ступенями. Разница между работой, совершаемой газ, а работа, совершенная над газом, показана желтым цветом и является работой, произведенной по циклу. Мы можем рассчитать работу, определив площадь, заключенную по циклу на p-V диаграмме.Но так как процессы 2-3 и 4-5 кривые, то это сложная задача. расчет. Мы также можем оценить работу Вт по разнице теплоты в газе минус теплота, отводимая газом. Зная температуры, это более легкий расчет.

W = cv * [(T4 — T3) — (T5 — T2)]

Работа, умноженная на скорость цикла (циклов в секунду имп/с ), равна в мощность Р производится двигателем.

P = Вт * имп/с

На этой странице у нас есть показан идеальный цикл Отто , в котором тепло не поступает (или уход) газ при сжатии и рабочем такте, без трения потери и мгновенное горение, происходящее при постоянном объеме.В действительности, идеального цикла не происходит и есть много потерь, связанных с каждый процесс. Эти потери обычно объясняются коэффициентами полезного действия. которые умножают и изменяют идеальный результат. Для реального цикла форма диаграммы p-V похожа на идеальную, но площадь (работа) равна всегда меньше идеального значения.



Деятельность:

Экскурсии с гидом

Навигация ..


Домашняя страница руководства для начинающих

10

 

Газ циклы питания

 

10.1 Циклы поршневого внутреннего сгорания двигатели

 

Как видно из его Название, двигатель внутреннего сгорания – это тепловой двигатель, в котором тепло передается рабочего тела путем сжигания топлива в двигателе. В этих двигателях на первой ступени рабочей средой является воздух или смесь воздуха и легко легковоспламеняющееся топливо, а на втором этапе продукты сгорания этого жидкое или газообразное топливо (бензин, керосин, солярка и др.). В газовых двигателях этот рабочая среда не испытывает очень высоких давлений, а ее температура значительно выше критической температуры, что позволяет рассматривать рабочую среда как идеальный газ, тем самым значительно упрощая термодинамическую анализ цикла.

Двигатели внутреннего сгорания обладают двумя важными преимуществами по сравнению с другими типами тепловых двигателей. Во-первых, поскольку высокотемпературный источник тепла, связанный с внутренним двигатель внутреннего сгорания, находится как бы внутри самого двигателя, нет необходимости для больших теплообменных поверхностей, через которые тепло передается от высокотемпературный источник рабочей среды.Это преимущество позволяет компактно конструкций двигателей внутреннего сгорания по сравнению с теплоэлектростанциями. Второе преимущество двигателей внутреннего сгорания состоит в следующем. За тепловые двигатели, в которых теплота подводится к рабочему телу от внешнего высокотемпературный источник, самая верхняя температура цикла рабочей среды ограничивается температурой, допустимой для конструкционных материалов (например, повышение температуры пара, используемого в качестве рабочего тела в паротурбинных установок, ограничивается свойствами используемых марок стали изготовить детали парового котла и турбины; увеличение температуры сопровождается снижением предела прочности материалы).Верхнее значение постоянно меняющейся температуры рабочее тело, к которому подводится тепло не через стенки внутреннего двигателя внутреннего сгорания, а за счет тепла, выделяющегося в объеме рабочего тела сама по себе может значительно превысить этот предел. Следует также иметь в виду, что стенки цилиндров и головка двигателя принудительно охлаждаются, что позволяет значительное увеличение температурного диапазона цикла, и тем самым повышение его теплового КПД.

Двигатели внутреннего сгорания (поршневого типа) используются для привода автомобилей, тракторов, малых самолеты и т.п.

Основной компонент любого поршневой или поршневой двигатель представляет собой цилиндр с поршнем, соединенным к внешнему потребителю работы посредством кривошипно-шатунного механизма. Цилиндр имеет два отверстия с клапанами, через одно из которых рабочая среда (воздух или топливно-воздушная смесь) всасывается (нагнетается) в цилиндр, а через другой клапана рабочая среда выбрасывается по завершении цикла.

Три основных цикла различают двигатели внутреннего сгорания: цикл Отто (сгорание при В = const), дизельный цикл (сгорание при p = const) и Цикл Тринклера (сгорание сначала при В = const, а затем при p = const).

Рассмотрим Отто. цикл (назван по имени немецкого инженера Н. Отто, разработавшего этот цикл в 1876 ​​г.).

Принципиальная схема двигатель, работающий по циклу Отто, и индикаторная диаграмма этого двигателя показано на рис.10.1.

 

 

Рис. 10.1

 

Поршень I Поршневой в цилиндре II с впускным ( III ) и выпускным (IV) клапанами. В процессе а-я поршень движется слева направо, внутри создается разрежение цилиндр, впускной клапан III открывается а горючая смесь, приготовленная в специальном устройстве — карбюраторе, впрыскивается в цилиндр.В цикле Отто топливная смесь состоит из воздуха. смешанный с некоторым количеством паров бензина (или паров другого топливо). После достижения поршнем крайнего правого положения и процесса заполнение цилиндра топливной смесью прекращается и впускной клапан закрывается, поршень начинает двигаться в обратном направлении, справа на слева. Во время этого хода поршня топливная смесь, заполняющая цилиндр, сжимается. и его давление повышается (процесс 1-2). После давления топлива смесь достигает определенной величины, соответствующей точке 2 на индикаторная диаграмма, топливная смесь воспламеняется с помощью свечи зажигания В. С момента сгорания топливной смеси происходит мгновенно и поршень не успевает двигаться, процесс сгорания можно предположить, что они протекают изохорно. Горение сопровождается выделение тепла, затрачиваемого на нагрев рабочего тела, заполняющего цилиндр. Как результате его давление повышается до величины, соответствующей точке 3 на индикаторная диаграмма.Это давление заставляет поршень снова двигаться слева направо. правильно и совершать работу расширения, которая передается внешнему потребитель. После достижения поршнем правой мертвой точки (ПМТ) срабатывает специальный устройство срабатывает для открытия выпускного клапана IV и давление в баллоне снижается до значения, несколько превышающего атмосферное давления (процесс 4-5), с долей газа, выходящей из баллона. Затем поршень снова перемещается справа налево, выбрасывая оставшуюся часть. отработанного или выхлопного газа в атмосферу.

Затем новый цикл инициирует с подсосом новой порции горючей смеси сжатие смесь и так далее.

Так, поршень внутреннего работа двигателя внутреннего сгорания по циклу Отто осуществляется в течение цикл из четырех тактов: впуск или впуск, сжатие, расширение при сгорание топливной смеси и выхлоп или выброс продуктов сгорания продукты в атмосферу.

Анализировать удобно цикл Отто с термодинамической точки зрения, рассматривая идеальный цикл соответствует приведенной выше индикаторной диаграмме.Такой идеальный Отто цикл представлен на диаграмме p-v , показанной на рис. 10.2, нанесенной на единицу массы рабочего тела.

 

 

 

Рис. 10.2

 

Реальный цикл внутреннего двигатель внутреннего сгорания открытого цикла, так как рабочее тело всасывается в двигатель снаружи и выбрасывается в атмосферу по завершении цикла.Таким образом, в каждом случае участвует новая порция рабочего тела. цикл. Поскольку количество топлива, содержащегося в топливной смеси и подается в цилиндр двигателя относительно мало по сравнению с количеством воздуха, для облегчения анализа цикла двигателя внутреннего сгорания можно считать закрытым. Будем также считать, что рабочее тело циклом является воздух, количество которого в двигателе остается постоянным, и это тепло q 1 добавляется к рабочему среды от внешнего высокотемпературного источника изохорно через цилиндр (процессы 2-3) и, соответственно, теплота q 2 отбрасывается из рабочее тело к низкотемпературному источнику по изохоре 4-1. От с точки зрения термодинамического анализа такой замкнутый цикл ничем не отличается из открытого цикла Отто.

Поскольку в этом цикле процессы сжатия (1-2) и расширения (3-4) протекают в достаточно короткие промежутки времени, может отсутствовать заметный теплообмен с окружающей среды, и можно предположить, что эти процессы протекают адиабатически с хорошее приближение.

Таким образом, идеальный замкнутый цикл, термодинамически эквивалентный циклу Отто, состоит из двух адиабат (адиабата сжатия 1-2 и адиабата расширения 3-4) и два изохоры (изохора подвода тепла 2-3 и изохора отвода тепла 4-1). Изображена работа, совершаемая двигателем за цикл (производительность цикла). по телефону 2-3-4-1-2.

Определим тепловой КПД цикла Отто.

Количество теплоты q 1 добавленное к рабочему телу в изохорный процесс 2-3 определяется из уравнения. (7-6):

 

(10.1)

 

, где T 2 и T 3 – температуры рабочей среды. до и после подвода тепла соответственно, а c v – средняя теплоемкость рабочего тела в рассматриваемом температурном интервале (если рабочее тело считать — идеальный газ с постоянной теплоемкостью, то c v — постоянная теплоемкость такого газа).

Количество отведенного тепла из рабочей среды в изохорном процессе 4-1 составляет

 

(10.2)

 

, где T 4 и T 1 – температуры рабочее тело до и после отвода тепла.

Отсюда следует, что в в соответствии с общим определением

 

 

тепловой КПД цикл Отто можно выразить следующим образом

 

(10.3)

 

Если теплоемкость c v считать постоянной, выражение (10.3) принимает следующий вид:

 

(10.4)

 

Для идеального газа, подвергающегося адиабатическом процессе отношение определяется из соотношения (7.60а):

 

 

Обозначим через ε отношение удельных объемов рабочего тела до и после сжатия:

 

(10.5)

 

Величина ε называется сжатием соотношение.

Уравнение (10.5) с учетом можно представить уравнение (7.60а) в следующем форма:

 

(10,6)

 

Для адиабат 1-2 и 3-4 мы можем написать уравнение Пуассона:

 

(10,7)

 

и

 

(10.8)

 

Уравнение деления. (10.8) по (10.7) и учитывая, что v 2 = v 3 , и v 4 = v 1 получаем:

 

(10,9)

 

или

 

(10.10)

 

Если мы возьмем уравнения. (10.6) и (10.10), уравнение (10.4) для теплового КПД цикла Отто становится:

 

(10.11)

Термическая эффективность цикл Отто изображен на рис. 10.3 в зависимости от степени сжатия ε для к = 1,35.

 

 

Рис. 10.3

 

В соответствии с формулой. (10.11), тепловой КПД цикла Отто зависит только от степени сжатие рабочего тела в адиабатическом процессе 1-2; Чем выше степень сжатия ε, тем выше тепловой КПД двигателя. цикл.

Вывод о том, что предварительное сжатие (поджатие) рабочего тела (газа) приводит к более высокий тепловой КПД двигателя весьма важен, и он будет ниже показано, что этот вывод справедлив для любого двигателя внутреннего сгорания.

 

Говоря циклов, реализуемых в двигателях внутреннего сгорания, следует отметить двигатель созданный французским изобретателем Ж. Э. Ленуар в 1859 г. В при этом топливо (светильный газ) сжигалось в камере сгорания при атмосферное давление.Тепловой КПД этого двигателя был довольно низким. (3-4%).

вывод о том, что предварительное сжатие воздуха позволит значительно увеличить тепловой КПД двигателя был большим шагом вперед в развитии теории двигателей внутреннего сгорания. Интересно отметить, что мысль о целесообразности сжатия воздуха перед подачей его в Камера сгорания двигателя внутреннего сгорания впервые была предложена С.Карно еще в 1824 году. Конструкция двигателя, основанного на постоянном объеме сжатие и горение воздуха было впервые предложено А. Бо де Роша в 1862 г.; позже Отто сконструировал двигатель, в котором этот цикл был реализован.

 

Таким образом, с точки зрения более высокий тепловой КПД целесообразно повысить степень сжатия в всеми возможными способами. Однако на практике оказывается, что работать невозможно. двигателей с очень высокой степенью сжатия ε, сопровождающейся увеличением температуры и давления, в связи с тем, что при достижении определенного степень сжатия часто имеет место самовоспламенение топливной смеси до прихода поршня в крайнее левое положение в цилиндре.Как правило, этот процесс связан с появлением стука, или детонации, и разрушает компоненты двигателя. Так, для обычных карбюраторных двигателей степень сжатия не превышает двенадцати. Степень сжатия зависит от качество сжигаемого топлива, повышающееся за счет улучшения антидетонационных свойств топлива, характеризуемого октановым числом.

Тепло q 1 добавлено в рабочий среда в цикле Отто (см. диаграмму T-s , показанную на рис.10.4) есть представлена ​​на диаграмме T-s областью a-2-3-b-a, и тепло q 2 отклонено от рабочей среды, по участку 1-2-3-4-1.

 

 

Рис. 10.4

 

Карбюраторные двигатели с приводом на цикле Отто широко используются на практике для питания легковых автомобилей, грузовиков, и самолетов с поршневыми двигателями.

Степень сжатия ε можно поднять, если не топливная смесь, а только чистый воздух сжатый. Затем топливо впрыскивается в цилиндр двигателя после компрессия прекращается. Дизельный цикл (назван в честь немецкого инженера Р. Дизель) основан именно на этом принципе. Двигатель внутреннего сгорания работающий по этому циклу, был построен Дизелем в 1897 г. Схематическая диаграмма двигателя, работающего по дизельному циклу, и индикаторную диаграмму этого двигатель представлены на рис.10.5. В процессе а-1 атмосферный воздух всасывается в цилиндр, и в процессе 1-2 этот воздух подвергается адиабатическое сжатие до давления p 2 (Дизельные двигатели обычно работают с степень сжатия ε в диапазоне от 15 до 16). Затем сжатый воздух начинает расширяться и одновременно заправляться топливом (керосином или солярка) впрыскивается в цилиндр через специальный впрыск топлива клапан. Топливо воспламеняется из-за высокой температуры сжатого воздуха. и горит при постоянном давлении, которое обеспечивается расширением газа от v 2 до v 3 at p = const.Поэтому дизельный цикл называют циклом сгорания при постоянном давлении. цикл.

 

 

Рис. 10.5

 

 

После процесса топлива впрыск прекращается (точка 3), далее расширение рабочего тела происходит по адиабате 3-4. В штате соответствует пункту 4 выпускной клапан открывается, давление в цилиндре восстанавливается до атмосферного (по изохоре 4-5) и затем газ выбрасывается из баллона в атмосферу (строка 5-б). Таким образом, Дизельный цикл представляет собой четырехтактный цикл.

Для облегчения анализа пусть Заменим этот цикл Дизеля термодинамически эквивалентным идеальным замкнутым циклом. цикл, реализуемый с чистым воздухом. Диаграмма p-v этого цикла показана на рис. Рис. 10.6. Как видно из этой диаграммы, идеальный цикл Дизеля включает две адиабаты (адиабата сжатия 1-2 и адиабата расширения 3-4), изобара 2-3 вдоль которой теплота q 1 переносится из высокотемпературного источника, а изохора 4-1 по которому тепло q 2 отводится в низкотемпературную источник, или сток.

 

 

Рис. 10.6

 

Рассчитаем тепловую эффективности этого цикла (предполагая, как и прежде, что воздух, используемый в качестве рабочего среда в этом цикле – идеальный газ с постоянной теплоемкостью).

Позвольте представить еще один обозначение, степень предварительного расширения ρ:

 

(10.12)

 

Из общего выражения для, тепловой КПД любого цикла,

 

 

с учетом тот факт, что в изохорном процессе 4-1 [см. (10.2)]

 

 

и в изобарическом процессе 2-3

 

(10.13)

 

получаем:

 

(10.14)

 

или, принимая уравнение (7.55) с учетом,

 

(10.15)

 

 

Когда идеальный газ подвергается изобарический процесс,

 

(10.16)

 

Для процессов 1-2 и 3-4 уравнения адиабаты дают:

 

 

 

С учетом v 4 = v 1 и p 2 = p 3 и разделив уравнение.(10.8) по уравнению (10.7), получаем:

 

(10.17)

 

Замена в уравнении. (10.17) P P 1 7 и P 4 на Isochor V 4 = V 1 , после Clapeyron’s уравнение и с учетом уравнения (10.12), получаем:

 

(10.18)

 

Подставляя уравнения.(10.16) и (10.18) в уравнении (10.15), получим следующие выражения для теплового КПД дизельного цикла:

 

(10.19)

 

Это соотношение показывает что тепловой КПД дизельного цикла тем выше, чем больше степень сжатия отношение ε (как и в цикле Отто) и тем меньше величина ρ.

Термическая эффективность Цикл Дизеля изображен на рис.10.7 в зависимости от сжатия отношение ε для различных значений величины ρ и при k = 1,35.

 

 

Рис. 10.7

 

Дизельный цикл представлен на схеме Т-с на рис. 10.8. Количество q 1 представлено на Диаграмма площадью a-2-3-b-a, количеством q 2 площадью a-1-4-b-a и работой цикла l c представлена область 1-2-3-4-1.

 

 

Рис. 10.8

 

Сравним тепловой КПД циклов Отто и Дизеля. Эти циклы можно сравнить предполагая для двух циклов либо одинаковую степень сжатия ε, либо одинаковая наивысшая температура рабочего тела, проходящего циклы ( T 3 ). Также понимается, что начальные свойства рабочей среды при начальная точка цикла ( p 1 , v 1 , T 1 ) одинаковы для двух циклов.

Если степень сжатия считается одинаковым для двух циклов, то из уравнений (10.11) и (10.21), что тепловой КПД цикла Отто превышает тепловой КПД Дизельный цикл. Однако вряд ли уместно сравнивать тепловые КПД этих циклов при одной и той же степени сжатия ε, поскольку, как уже было упомянутое выше, преимущество цикла Дизеля состоит в его способности реализовать цикл с более высокими степенями сжатия.

Сравнение тепловых КПД циклов Отто и Дизеля реализуется при одном и том же максимальном цикле. температура (T 3 ) показывает, что тепловой КПД дизельный цикл выше. В частности, это видно из схемы Т-с , представленной на рис. 10.8; начиная с c p > c v т.е.

, это следует, что на диаграмме T-s изохора идет круче, чем изобара (на рис.10.8 пунктирной линией изображена изохора цикла Отто), указывающая что отношение площадей цикла Дизеля больше, чем у цикла Отто. Сравнивая два цикла при условии, что работа l c = q 1 q 2 одинакова для двух циклы реализуются при одном и том же максимуме давление, мы легко можем видеть, что больше тепла q 2 участвует в Цикл Отто, чем в цикле Дизеля, и тепловой КПД ниже.Такой сравнение более оправдано и дает основания считать цикл Дизеля быть более эффективным, чем цикл Отто.

Следует также отметить что дизельный двигатель, не требующий карбюрации топлива, может быть эксплуатировался на менее качественном топливе.

Основные недостатки Дизельные двигатели по сравнению с двигателем Отто заключаются в необходимости затрачивая работу на привод устройства, обеспечивающего распыление топлива и в относительно низкая скорость, из-за меньшей скорости сгорания топлива.

Своего рода гибрид Циклы Отто и Дизеля — это смешанный (или двойной) тринклер сгорания. цикл , иногда также называемый циклом Сабатье. Двигатели работающие по этому циклу (рис. 10.9), имеют так называемую форкамеру , открытую для рабочий цилиндр через узкий канал. Схема p-v для этого цикл показан на рис. 10.10. В рабочем цилиндре воздух сжимается адиабатически за счет инерции маховика, установленного на валу двигателя; в воздух нагревается в процессе сжатия до температуры, обеспечивающей воспламенение жидкое топливо, подаваемое в форкамеру (процесс 1-2 ) . Форма и расположение Форкамера способствует лучшему смешиванию топлива и воздуха, в результате чего быстрое сгорание части топлива в малом объеме форкамера (процесс 2-5 ).

 

 

 

Рис. 10.9

 

Из-за повышения давления в форкамере смесь несгоревшего топлива, воздуха и продуктов образующееся в нем горение форсируется в рабочий цилиндр, где происходит сгорание происходит несгорание топлива, сопровождающееся смещением поршня из слева направо при приблизительно постоянном давлении (процесс 5-3 ) . По окончании подачи топлива горение продукты сгорания расширяются адиабатически (процесс 3-4 ) ; выхлопные газы затем выталкивается из цилиндра (процесс 4-1 ).

 

 

Рис. 10.10

 

Таким образом, при двойном сгорании тепло двигателя q 1 , первое добавлено по изохоре ( q’ 1 ), , затем по изобаре ( q 1 ««).

В отличие от дизельного двигателя a двигатель двойного сгорания не требует компрессора высокого давления для обеспечения распыления жидкого топлива: жидкое топливо, подаваемое в форкамеру с сравнительно низкого давления распыляется (распыляется) струей сжатого воздуха исходящий из цилиндра двигателя. Кроме того, двойной цикл сгорания сохраняет в некоторой степени преимущества цикла Дизеля перед циклом Отто. цикла, так как часть процесса сгорания топлива протекает при постоянном давление.

Определим тепловой КПД двойного цикла сгорания.

Количество теплоты q 2 [тепло, отводимое вдоль изохора ( 4-1 )] присутствует, в общем соотношении для теплового КПД,

 

 

находится по-прежнему из соотношения (10.2):

 

 

, тогда как количество q 1 является суммой тепла добавляется в изохорном процессе 2-5 ( q’ 1 ) и тепло, добавленное в изобарическом процессе 5-3 ( q 1 » ), i.е.

 

(10.20)

 

Понятно, что

 

(10.21)

 

и

 

(10.22)

 

Отсюда следует, что тепловой КПД смешанного, или двойного, цикла сгорания составляет

 

(10.23)

 

или

 

(10.24)

 

Для изохоры 4-1 Клапейрона уравнение дает:

 

(10.25)

 

Уравнения для адиабаты 1-2 и 3-4 могут принимать вид ,

Уравнение деления. (10.8) по уравнению (10.7) и учитывая, что получить:

 

(10.26)

 

Начиная с стр. 3 = стр. 5 (изобара 5-3), а v 2 = v 5 (изохора 2-5), выше отношения могут быть преобразованы в

 

(10.27)

 

где — отношение давлений в изохорном процессе сгорания, а – степень предварительного расширения в изобарический процесс горения.

Учет уравнения. (10.27), мы получаем из уравнения (10.26):

 

(10.28)

 

Для изохоры 2-5

 

(10.29)

 

и для изобары 5-3

 

(10.30)

 

Наконец, в соответствии с уравнение(10.6),

 

 

С учетом уравнений (10.28)-(10.30) и (10.6), получаем из соотношения (10.24):

 

(10.31)

 

При ρ = 1 (что соответствует к циклу без изобарического процесса) Ур. (10.31) превращается в уравнение (10.11) для тепловой КПД цикла Отто, а для λ = 1 (цикл с нет изохорного процесса) Ур.(10.31) превращается в уравнение (10.19) для теплового КПД дизельного цикла.

Сравнение теплового КПД двойного цикла сгорания с тепловым КПД циклов Отто и Дизеля, мы видим, что при одинаковой степени сжатия ε

 

(10.32)

 

и при равных максимальных температурах цикла ( T 3 )

 

(10.33)

 

Приведенные выше неравенства проиллюстрировано графически на схеме T-s , представленной на рис. 10.11. В В частности, соотношение (10.33) следует из того, что во всех трех циклах количество теплоты q 2 , равно площади a-1-4-b-a, — максимальный объем работы в цикле Дизеля (область 1-2b-3-4-1 ), средний объем работы в двойном цикле. цикл горения (область 1-2-5-3-4-1 ) и минимальный выход работы в цикле Отто (область 1-2a-3-4-1 ).

 

 

Рис. 10.11

 

Следует также отметить, что в четырехтактных двигателях на такте впуска и выпуска (выброс продукты сгорания), протекающие примерно при атмосферном давлении. двигатель выполняет нехарактерную работу. Поэтому в современных высокоскоростных поршневые двигатели, например, двигатели мотоциклов, весь рабочий цикл реализуется в два такта.Такты впуска и выпуска (выброса) исключаются, так как рабочее тело поступает в цилиндр и выбрасывается из него через специальные отверстия, заменяющие впускные и выпускные клапаны и не закрывается движущимся поршнем. Двухтактные двигатели реализуют те же циклы, что и четырехтактные двигатели.

Результаты этого анализ эффективности циклов, реализованных в двигателе внутреннего сгорания двигатели справедливы только для идеальных циклов без учета необратимости и по ряду других факторов.В реальных циклах свойства рабочего среда (воздух, во время первых двух тактов дизельного цикла и двойного цикл горения или горючая смесь в цикле Отто; воздух и продукты сгорания во время следующих тактов) отличаются от идеального газа с постоянная теплоемкость; из-за неизбежных трений процессы адиабатическое сжатие и расширение протекают не по изэнтропе, а с возрастающая энтропия; принудительное охлаждение стенок цилиндров еще больше увеличивает отклонение этих процессов от изоэнтропных.Горение происходит в короткие, но тем не менее конечные промежутки времени, в течение которых поршень время, чтобы сместиться на определенное расстояние, так что состояние изохорность процесса не так строго соблюдается; есть механические потери в механизме тоже.

То же рассуждение относится к процессу выхлопа, когда выпускной клапан открывается.

Поэтому при переходе от идеального термодинамического циклов, исследованных выше, к реальным циклам, мы должны ввести понятие относительный КПД двигателя, величина которого определяется тестирование двигателя.

 

(PDF) Рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания в связи с оптимизацией размеров

Ссылки

[1] Warnecke W., Lueke W., Clarke L.,

Louis J., Kempsel S., Fuels of the Future.

Proceedings of 27th International Vienna

Motor Symposium, Vienna 2006.

[2] Wisłocki K., Wolański P., Ecker H.,

Lundqvist U., Pearson R.J., Hartland K.,

5

5. , Червински Дж.,

Wyszyński M., Разработка трансмиссии

с точки зрения дискуссий панели

на втором Международном конгрессе

PTNSS, Двигатели внутреннего сгорания

2/2007 (129), 38–53

., Lenz HP.] 30 Международный Венский

Автомобильный симпозиум. 7–8 мая 2009–

Отчет по случаю Международного

Конгресса PTNSS по двигателям внутреннего сгорания

2009 в Ополе, Двигатели внутреннего сгорания 2/

2009 (137), 150–154.

[4] Уолш М.П., ​​Глобальные тенденции в борьбе с загрязнением окружающей среды двигателя

: обновление 2011 г.

– часть 3, Двигатели внутреннего сгорания 4/2011

(167), 98–103.

[5] Mayersohn N. The Internal

Двигатель внутреннего сгорания еще не умер,

The New York Times Magazine, 17th

August 2017

[6] Geringer B., Lenz H.P., 41st

International Vienna Motor

Симпозиум, 22–24 апреля 2020 г., отчеты

[7] Руланд Х., Wirth M., Friedfeld R.,

Linsel J., Weber C., Krämer F., Ford

Werke GmbH, Кёльн; Abkenar F.,

Ford Motor Company, Дирборн, США:

EcoBoost 500: получение отмеченных наградами

технологий на новый уровень, отчеты

41-й международный Венский моторный

симпозиум, 22–24 апреля 2020 г.,

5 [9 8] Китадани Х., Канеда Р.,

Мидзогути С., Шинохара Ю., Такеучи Дж.,

Toyota Motor Corporation, Toyota,

Япония: Новое 1.5-литровый бензин

Двигатель из серии TNGA, отчеты

41-й международный Венский моторный

симпозиум, 22–24 апреля 2020 г.,

[9] Song D., Hycet e-Chuang, Great Wall

Motor, Hebei, Китай; W. Happenhofer,

Great Wall Motor, Хэбэй, Китай: 1.5T

Высокотемпературный модульный двигатель

Платформа двигателя, отчеты 41-го

Международного венского моторного

симпозиума, 22–24 апреля 2020 г.,

5 Steinzer 1 [] Ф., Hiemesch D.,

Kranawetter E., Salmansberger M.,

Stütz W., BMW Motoren GmbH, Steyr:

Техническая концепция нового

6-цилиндрового BMW 2-го поколения

Модульные дизельные двигатели, отчеты 41-й симпозиум

International Vienna Motor

, 22–24 апреля 2020 г.,

[11] Д-р Т. Шелл, Mercedes-Benz AG,

Штутгарт: M254 – будущее 4-цилиндрового бензинового двигателя

, Отчеты 41-го симпозиума

International Vienna Motor

, 22–24 апреля 2020 г.,

[12] Helbing C., Köhne M., Kassel T.,

Wietholt B., Krause A., Lohre L.,

Gerhardt N., Eiglmeier C.,

Volkswagen AG, Вольфсбург:

Двигатели Volkswagen TDI для евро 6d

– Чистая эффективность для современной мобильности,

Отчеты 41-го Международного Венского моторного

симпозиума, 22–24 апреля 2020 г.,

[13] Швибердинген; Унив.-проф. Dr.

H. Eichlseder, Dr. P. Grabner, Dr. K.

Schaffer, Graz University of

Technology: h3 ICE for Future

Легковые и легкие коммерческие автомобили

Автомобили, отчеты 41st International

5

Vienna Моторный симпозиум, 22–24

апреля 2020 г.,

[14] Корн Т., Keyou gmbh,

Unterschleißheim: самый эффективный

способ уменьшения CO2: новый

Генерация двигателей внутреннего горения

, отчеты 41ST

Международный Vienna Motor

Symposium, 22-24 апреля 2020 г.,

[15] Лозановский А., Гесс А., Университет

Штутгарта; Дипл.-инж. O. Dingel, Dipl.-

19

Рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания в связи с изменением размеров

DOI: http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.97144

Рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к двигателестроению, т.е. к двигателям внутреннего сгорания для автомобилей, тракторов и т.п. Способ ведения рабочего цикла заключается в том, что при начале сжатия в момент прекращения выпускных отверстий в стенке цилиндра и перекрытии впускного открывают клапан на головка блока цилиндров при движении поршня из НМТ в ВМТ, сгорание топлива, рабочий ход, начало продувки и выпуска, сочетание выхлопа и впуска чистого воздуха, движение поршня при продувке до НМТ точка и начало движения поршня до верхней мертвой точки, причем рабочий цикл двухтактный — первый такт выполняет часть вентиляции цилиндра и сжатие, второй такт рабочий такт и частично вентиляцию, при этом комбинация впуск и выпуск за счет 30% первого хода и 30% второго хода.Изобретение обеспечивает увеличение мощности двигателя. 2 ил. Изобретение найдет применение в машиностроении, а точнее в области двигателестроения, т.е. при изготовлении двигателей внутреннего сгорания для автомобилей, тракторов и т.д. В настоящее время в мире широко распространены двухтактные рабочие циклы; б) четырехтактный рабочий цикл. Оба метода выполнения рабочего цикла достаточно подробно описаны в следующих учебниках: 1. Автомобильные двигатели. Под редакцией Човаха М. С. — М.: Машиностроение, 1997.- 591 С.2. Двигатели внутреннего сгорания: Учебник для вузов. — М.: Высшая школа, 1978. — 208 с.3. Гуревич А. М., Сорокин Е. М. Тракторы и автомобили. — М.: Колос, 1971. — 325 с.4. Мельников Д. И. Тракторы. — М.: Колос, 1981. — 335 с. Двигатели внутреннего сгорания с двухтактным рабочим циклом осуществляют полный рабочий цикл, двухтактный, то есть один полный оборот коленчатого вала, а всасываемая топливная смесь проходит через картерное пространство. двигателя, причем первый такт включает в себя впуск горючей смеси и сжатие горючей смеси в цилиндре, второй этап объединяет два процесса — рабочий ход и выпуск.Второй способ реализации рабочего цикла (четырехтактный) рабочий цикл четырехтактный, то есть два полных оборота коленчатого вала. При этом впуск топливной смеси через головку блока цилиндров и каждый процесс впуска, сжатия, такта и выпуска осуществляются отдельно на каждом такте. фиг. 1: при движении поршня 2 от НМТ до ВМТ при закрытых окнах 5 и 6 клапанов 3 и 4 происходит сжатие воздуха в цилиндре 10, то есть первый такт «сжатия»; при подходе поршня 2 на 2-3 мм до ВМТ в цилиндр 10 через форсунку 7 впрыскивается топливо, которое воспламеняется, и продукты сгорания начинают давить на поршень 2, заканчивается первый цикл и начинается второй этап. «такт», продолжавшийся до прихода поршня 2 в БДС; как только поршень 2 начинает двигаться вверх, заканчивается второй такт и третий такт «выпуска», открывается выпускной канал 6 клапана 3 и выхлопные газы начинают выталкиваться поршнем 2 цилиндра 10 ; при достижении поршнем 2 ВМТ выпускной патрубок 6 закрывается клапаном 3, а всасывающая коробка 5 открывается клапаном 4 и поршень 2, продвигаясь вниз к НМТ, втягивается в цилиндр 10, воздух поступает на четвертый такт «впуск», и как только поршень 2 пройдет НМТ, закроется клапан 4 и закроется впускная коробка 6, а клапан 3 останется закрытым, поэтому снова начинается первый цикл и цикл повторяется.Из вышеизложенного принципа работы четырехтактного двигателя видно, что значительный реатный вал только в третьей ступени получает энергию сгорания топлива и преобразует ее в механическую энергию движения поршня, остальные три двигаются, один и полуоборот вала являются вспомогательными и получаемая на третьем такте энергия затрачивается при выполнении вспомогательных операций. Автор предлагает третий способ реализации рабочего цикла, при котором на каждый второй такт каждого оборота коленчатого вала будет поступать энергия от сжигание топлива и только один такт является вспомогательным, что приведет к существенному увеличению мощности двигателя 1.в 5-2 раза. Задачей изобретения является увеличение мощности двигателя. Задача решается за счет того, что предложен способ реализации рабочего цикла в двигателях внутреннего сгорания, заключающийся в начале изменения степени сжатия в момент перекрывая выпускную коробку, расположенную на стенке цилиндра, и перекрывая впускной открытый клапан на головке цилиндра при движении поршня из нижней мертвой точки в верхнюю мертвую точку, происходит сгорание топлива, работающее при движении поршня из верхней мертвой точки центр до нижней мертвой точки, конец такта, начало вентиляции и выпуска, когда поршневое выпускное отверстие и впускное отверстие открывают клапан на головке блока цилиндров, совмещение во время вентиляции выхлопа и является мертвой точкой, кроме того, рабочий цикл двухтактный — первый такт выполняет часть вентиляции цилиндра и сжатие, второй такт рабочий ход и частично вентиляцию, а комбинация впуска и выпуска за счет 30% первого хода и 30% второго хода.Принцип работы двигателя с предлагаемым рабочим циклом заключается в следующем, показанном на рис. 2: первый процесс «сжатие» происходит, когда поршень 1, двигаясь вверх, закрывает выпускную коробку 4 и одновременно закрывает впускной клапан 3. начинается сжатие воздуха в цилиндре 2; не достигая ВМТ 2-3 мм в цилиндр 2 через форсунку 6 впрыскивается топливо и его сгорание, первый процесс «сжатие» закончился и завершился 1-й такт, второй начинается процесс «рабочий ход», газы от сгорания толкает поршень 1 вниз, поршень 1 достигает выпускных окон 4, открывается и «ход» заканчивается, начинается третья технологическая вентиляция, отходящие газы через открытое окно 4 выходят наружу и в это время открывается входное окно 5 клапан 3 и воздух под давлением заполняет цилиндр 2, вытесняет выхлопные газы, за это время поршень 1 проходит НМТ и движется вверх, 2-й цикл закончился и начался первый цикл, используя процесс «сжатия», рабочий цикл повторяется.Из вышеизложенного очевидно, что в двигателе, построенном на предлагаемом рабочем цикле, каждый такт вниз сопровождается выработкой энергии от сгорания топлива. В четырехтактном двигателе только каждый второй такт вниз получает энергию от сгорания топлива. Сравнивая равноценные двигатели, несложно убедиться, что у двигателя с уменьшенным рабочим циклом рабочий ход будет в 1,5-2 раза выше. Таким образом, техническим результатом предлагаемого способа реализации рабочего цикла является возможность создания двигателя внутреннего сгорания с другим тактом, аналогичного по конструкции четырехтактному двигателю, но большей мощности, чем у прототипа 1.5-2 раза. Возможно, что двигатель, рассчитанный на предлагаемый рабочий процесс, несколько отличается по конструкции от четырехтактного двигателя, а именно выпускная коробка должна располагаться на стенке цилиндра. Высота положения окна от НМТ определяется расчетным путем при полном проветривании цилиндра при прохождении поршня через НМТ с момента открытия выпускного ряда хребта двигателя при предполагаемом рабочем цикле в два раза в сравнение с прототипом определяется расчетным путем по формуле, это также следует из описания в гл.Если поршень получает вдвое больше энергии в единицу времени, то и полезная работа поршня увеличивается вдвое. Практическая работоспособность двигателя с заданным рабочим циклом не вызывает сомнений ни у одной двигателестроительной компании.

Пункты формулы

Способ проведения рабочего цикла в двигателях внутреннего сгорания, заключающийся в начале степени сжатия в момент перекрытия выпускной коробки, расположенной на стенке цилиндра, и перекрытия впускного открытого клапана на головке блока цилиндров при движении поршня от НМТ к ВМТ, сгорание топлива, работающие при движении поршня от ВМТ к НМТ, конец такта, начало продувки и выхлопа при движении поршня выпускное отверстие и впускное отверстие, открытие клапана на головке блока цилиндров, совмещение при продувке выпускного и впускного чистого воздуха, движение поршня при продувке до нижней мертвой точки и начало движения поршня до верхней мертвой точки , а рабочий цикл двухтактный — первый такт выполняет частично вентцке и выпуске за счет 30% первого хода и 30% второго такта.

Четырехтактный двигатель — Energy Education

Рисунок 1. Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. 1: впрыск топлива, 2: зажигание, 3: расширение (работа выполнена), 4: выпуск. [1]

Четырехтактный двигатель является наиболее распространенным типом двигателей внутреннего сгорания и используется в различных автомобилях (которые специально используют бензин в качестве топлива), таких как легковые автомобили, грузовики и некоторые мотоциклы (многие мотоциклы используют двухтактный двигатель). Четырехтактный двигатель обеспечивает один рабочий ход за каждые два цикла поршня (или четыре хода поршня).Справа (рисунок 1) есть анимация четырехтактного двигателя и дальнейшее объяснение процесса ниже.

  1. Такт впуска: Поршень перемещается вниз к низу, это увеличивает объем, чтобы топливно-воздушная смесь могла попасть в камеру.
  2. Такт сжатия: Впускной клапан закрыт, и поршень движется вверх по камере вверх. Это сжимает топливно-воздушную смесь. В конце этого такта свеча зажигания обеспечивает сжатое топливо энергией активации, необходимой для начала сгорания.
  3. Рабочий ход: Когда топливо достигает конца своего сгорания, тепло, выделяемое при сгорании углеводородов, увеличивает давление, которое заставляет газ давить на поршень и создавать выходную мощность.
  4. Такт выпуска: Когда поршень достигает дна, открывается выпускной клапан. Оставшийся выхлопной газ выталкивается поршнем, когда он движется обратно вверх.


Тепловой КПД этих бензиновых двигателей зависит от модели и конструкции автомобиля.Однако в целом бензиновые двигатели преобразуют 20% топлива (химической энергии) в механическую энергию, из которых только 15% будут использоваться для движения колес (остальное теряется на трение и другие механические элементы). [2] Одним из способов повышения термодинамической эффективности двигателей является повышение степени сжатия. Это соотношение представляет собой разницу между минимальным и максимальным объемом камеры двигателя (обозначается как ВМТ и НМТ на рис. 2). Более высокое соотношение позволит поступать большему количеству топливно-воздушной смеси, вызывая более высокое давление, что приводит к более горячей камере, что увеличивает тепловую эффективность. [2]

Цикл Отто

Рисунок 2. Реальный процесс цикла Отто, происходящий в четырехтактном двигателе. [3] Рисунок 3. Идеальный цикл Отто. [4]

Диаграмма объемного давления (диаграмма PV), которая моделирует изменения давления и объема топливно-воздушной смеси в четырехтактном двигателе, называется циклом Отто. Изменения в них будут создавать тепло и использовать это тепло для движения транспортного средства или машины (поэтому это тип теплового двигателя).Цикл Отто можно увидеть на рисунке 2 (реальный цикл Отто) и на рисунке 3 (идеальный цикл Отто). Компонент любого двигателя, использующего этот цикл, будет иметь поршень для изменения объема и давления топливно-воздушной смеси (как показано на рисунке 1). Поршень получает движение от сгорания топлива (где это происходит, поясняется ниже) и электрического наддува при запуске двигателя.

Ниже описывается, что происходит на каждом шаге PV-диаграммы, на которой сгорание рабочего тела — бензина и воздуха (кислорода), а иногда и электричества изменяет движение поршня:

Реальный шаг цикла от 0 до 1 (идеальный цикл — зеленая линия): Называемая фазой всасывания , поршень опускается вниз, чтобы позволить объему в камере увеличиться, чтобы он мог «всасывать «топливно-воздушная смесь.С точки зрения термодинамики это называется изобарным процессом.


Процесс с 1 по 2: На этом этапе поршень поднимается вверх, чтобы он мог сжимать топливно-воздушную смесь, поступающую в камеру. Сжатие вызывает небольшое повышение давления и температуры смеси, однако теплообмена не происходит. С точки зрения термодинамики это называется адиабатическим процессом. Когда цикл достигает точки 2, это происходит, когда топливо встречается со свечой зажигания для воспламенения.


Процесс со 2 по 3: Здесь происходит сгорание за счет воспламенения топлива от свечи зажигания. Сгорание газа завершается в точке 3, что приводит к образованию камеры с высоким давлением, в которой выделяется много тепла (тепловой энергии). С точки зрения термодинамики это называется изохорным процессом.

Процесс с 3 по 4: Тепловая энергия в камере в результате сгорания используется для работы поршня, который толкает поршень вниз, увеличивая объем камеры.Это также известно как силовой ход , потому что это когда тепловая энергия превращается в движение для питания машины или транспортного средства.


Фиолетовая линия (процесс с 4 по 1 и фаза выхлопа ): От процесса с 4 по 1 открывается выпускной клапан, и все отработанное тепло выбрасывается из камеры двигателя. Когда тепло покидает газ, молекулы теряют кинетическую энергию, вызывая снижение давления. [5] Затем происходит фаза выхлопа (шаг 0-1), когда оставшаяся в камере смесь сжимается поршнем для «выпуска» наружу, без изменения давления.

Для дальнейшего чтения

Каталожные номера

  1. ↑ Wikimedia Commons [в сети], доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/dc/4StrokeEngine_Ortho_3D_Small.gif
  2. 2.0 2.1 Р. Вольфсон, Энергия, окружающая среда и климат. Нью-Йорк: WW Нортон и компания, 2012, с. 106.
  3. ↑ Актуальный и идеальный цикл Отто — ядерная энергетика», Nuclear Power, 2018. [Онлайн]. Доступно: https://www.nuclear-power.net/nuclear-engineering/thermodynamics/thermodynamic-cycles/otto-cycle-otto -двигатель/актуальный-и-идеальный-отто-цикл/.[Доступ: 22 июня 2018 г.].
  4. ↑ Wikimedia Commons [в сети], доступно: https://en.wikipedia.org/wiki/Otto_cycle#/media/File:P-V_Otto_cycle.svg
  5. ↑ И. Динчер и К. Замфиреску, Усовершенствованные системы производства электроэнергии. Лондон, Великобритания: Academic Press является выходным изданием Elsevier, 2014, с. 266.

Введение в двигатель внутреннего сгорания — Concept Sailorstaan ​​

Что такое двигатель внутреннего сгорания ?

Двигатель внутреннего сгорания, или ДВС, простыми словами, представляет собой систему теплового двигателя, в которой сгорание топлива в присутствии окислителя происходит внутри камеры сгорания, внутри самого двигателя.В результате сгорания газы с высокой температурой и высоким давлением расширяются, прикладывая прямую силу к компонентам двигателей, таким как поршень, ротор, турбина и т. д. Преобразование химической энергии (сгорание) в механическую энергию наиболее эффективно осуществляется с помощью двигатель внутреннего сгорания. Первый в мире двигатель внутреннего сгорания был изобретен Этьеном Ленуаром в 1858 году. Однако первый современный двигатель внутреннего сгорания не был изобретен до 1876 года Николаусом Отто. С тех пор в эти двигатели были внесены сотни, если не тысячи улучшений, и сегодня почти каждый сектор или область сильно зависят от ДВС.

Типы двигателей внутреннего сгорания

Двигатели внутреннего сгорания бывают двух типов: четырехтактные и двухтактные. Под ходом понимается полное движение поршня вдоль цилиндра в любом направлении. Таким образом, двигатели классифицируются по количеству тактов, которые они делают для завершения одного термодинамического цикла.

Четырехтактный двигатель

Это тип двигателя внутреннего сгорания, для завершения одного цикла которого требуется 4 такта.Каждый такт поворачивает коленчатый вал на 180 градусов, то есть за цикл коленчатый вал совершает два полных оборота, т. е. 720 градусов. Изобретенный в 1862 году Карлом Ойгеном Лангеном и Николаусом Отто, это был первый тип двигателя внутреннего сгорания. Основные составляющие четырехтактного двигателя следующие —

  • Piston
  • Crankshaл
  • Carshaл
  • Chylinder
  • клапанов
  • Carburetor
  • Mywheel
  • Подключение стержня
  • Топливные форсунки
  • 4-тактный двигатель

    Двигатель совершает в общей сложности четыре такта за один полный цикл.Поэтому, чтобы понять его рабочий механизм, мы можем взглянуть на различные штрихи и посмотреть, что происходит во время этих штрихов.

    • ВПУСК — Такт впуска или всасывания — это первый такт цикла, при котором поршень перемещается из верхней мертвой точки (ВМТ) в нижнюю мертвую точку (НМТ), когда впускной клапан открыт. Это создает вакуум в цилиндре, в результате чего воздушно-топливная смесь заполняет цилиндр.
    • СЖАТИЕ – В этом такте поршень перемещается из B.постоянного тока в ВМТ, в то время как впускной и выпускной клапаны закрыты, что приводит к сжатию воздушно-топливной смеси и готовности к рабочему такту.
    • МОЩНОСТЬ – Также известный как такт воспламенения или сгорания, в этом такте смесь сжатого воздуха/топлива воспламеняется свечой зажигания. За счет этого поршень перемещается из ВМТ. в B.D.C. Это производит механическую энергию для вращения коленчатого вала.
    • ВЫПУСК — Это последний такт, во время которого поршень снова возвращается из B.D.C. в T.D.C. при этом выпускной клапан открыт, благодаря чему выхлопные газы выбрасываются из цилиндра. Следовательно, цикл завершается, и поршень возвращается в исходное положение, чтобы начать следующий цикл.
    Работа 4-тактного двигателя

    Двухтактный двигатель

    Как следует из названия, это тип двигателя внутреннего сгорания, термодинамический цикл которого завершается за 2 полных хода. В каждом такте коленчатый вал поворачивается на 180 градусов, следовательно, коленчатый вал делает один полный оборот к концу двух тактов.Он был изобретен немецким изобретателем Карлом Бенцем в 1880 году и широко использовался во время мировой войны из-за простой конструкции и дешевого обслуживания. Его компоненты включают —

    • Топливный инжектор
    • Chylinder
    • Crank
    • Crankshaл
    • Crankshaft
    • Порты
    • Piston
    • Piston Rings
    2 ход двигателя

    , аналогично, чтобы понять механизм В двухтактном двигателе нам нужно рассмотреть каждый такт по отдельности и посмотреть, что происходит в двигателе во время цикла.

    • СЖАТИЕ – Впускное отверстие открывается, и топливно-воздушная смесь заполняет цилиндр. Поршень перемещается вверх от НМТ к ВМТ, вызывая сжатие смеси. Затем свеча зажигания воспламеняет сжатую смесь, и начинается рабочий ход.
    • МОЩНОСТЬ – Сгорание смеси создает силу, которая перемещает поршень вниз от ВМТ. в B.D.C. из-за расширения газов. Выхлопные газы удаляются путем открытия выпускного отверстия.
    Работа двухтактного двигателя

    Преимущества и недостатки

    Хотя оба эти типа двигателей внутреннего сгорания широко используются в различных отраслях промышленности по всему миру, они также имеют свои недостатки и сильные стороны.

    Четырехтактный двигатель более эффективен по сравнению с двухтактным, но больший вес ставит его в невыгодное положение. Кроме того, поскольку четырехтактный двигатель потребляет топливо только за один такт, он более экономичен.Четырехтактные двигатели работают тише и создают более высокий крутящий момент при более низких оборотах, тогда как двухтактные двигатели создают высокий крутящий момент при более высоких оборотах.

    Кроме того, двухтактный двигатель выдает большую мощность. Но из-за того, что они работают на более высоких оборотах, они всегда подвергаются более высокому риску износа, поэтому балл за долговечность достается четырехтактному двигателю. Но, с другой стороны, благодаря более простой конструкции двухтактные двигатели намного проще ремонтировать и обслуживать, чем четырехтактные.
    Что касается тяжелых морских судов, двухтактные двигатели с прямоточной продувкой идеально подходят и используются во всем мире по множеству причин, главными из которых являются высокая выходная мощность и простота обслуживания в течение длительного срока службы.
    Следовательно, всегда рекомендуется понимать тип приложения, которое вы собираетесь использовать, прежде чем решать, какой тип двигателя лучше всего соответствует их требованиям.

    Обработка данных испытаний двигателя внутреннего сгорания по указанному циклу, предусмотренному моделью

    Двигатель внутреннего сгорания – самый распространенный двигатель в мире.Настоящая работа показывает альтернативную перспективу изучения рабочего цикла двигателей внутреннего сгорания. Это не получено прямым измерением, а построено на данных, полученных в двух экспериментальных испытаниях. В первом измеряются колебания давления без сгорания в одном цилиндре двигателя, в то время как остальные цилиндры полностью загружены двигателем. Затем при традиционном испытании тормозной мощности измеряют продукты сгорания для получения данных, соответствующих фазе сгорания и расширения, расчетным путем, применяя модель указанного цикла при том же числе оборотов, что и в первом испытании.Результатом применения принципа перекрывающихся эффектов является получение указанного цикла машины, служащего для оценки ее эффективности. При этом охарактеризовано собственно рабочее тело и конкретная система. Текст, представленный ниже, посвящен экспериментальной проверке описанных испытаний, представляя методологию, которой следовали с метрологической и статистической точек зрения. Ожидается, что результаты применения модели указанного цикла позволят получить данные для характеристики альтернативных гибридных топлив для использования в существующих двигателях.

    • URL-адрес записи:
    • URL-адрес записи:
    • Наличие:
    • Дополнительные примечания:
      • © 2018 Diego C. Caputo et al. Опубликовано Elsevier B.V. Резюме перепечатано с разрешения Elsevier.
    • Авторов:
      • Капуто, Диего С
      • Каватайо, Пабло Г
      • Фонтериз, Вероника C
      • Феррейра, Ромина E
      • Речелоглу, Габриэль А
    • Конференция:
    • Дата публикации: 2018

    Язык

    Информация для СМИ

    Тема/Указатель Термины

    Информация о подаче

    • Регистрационный номер: 01687165
    • Тип записи: Публикация
    • Файлы: ТРИС
    • Дата создания: 21 ноя 2018 15:04
    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.