Autoservice-mekona.ru

Автомобильный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двигатель внутреннего сгорания устройство и принцип работы реферат

Реферат по теме: Двигатель. Общее устройство и рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания. Студента группы 19 Макеевского ВПУ Наумичева Ивана

    Екатерина Щуленникова 4 лет назад Просмотров:

1 Реферат по теме: Двигатель. Общее устройство и рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания. Студента группы 19 Макеевского ВПУ Наумичева Ивана

2 Виды двигателей автомобилей Двигатель Автолюбители очень любят соревноваться, поэтому двигателям уделяют особое внимание. Но, чтобы сделать правильный выбор, необходимо знать виды автомобильных двигателей. Самым первым хочется отметить бензиновый двигатель внутреннего сгорания. Управление мощностью производится при помощи потока воздуха и дроссельной заслонки. Такое управление происходит непосредственно с водительского места, благодаря нажатию на педали. Карбюраторные и инжекторные двигатели. В карбюраторных двигателях происходит более сложный процесс, так как в специальном устройстве, топливо смешивается с воздухом, благодаря аэродинамическим силам. Что касается инжекторных, то здесь весь процесс впрыска осуществляется с помощью специальных форсунок, к которым топливо подаѐтся под давлением. Следующим видом двигателя, является дизельный или поршневой. Его робота осуществляется по принципу воспламенения распылѐнного топлива, которое соприкасается с разогретым при сжатии воздухом. Определить, какие виды двигателей автомобильных больше всего подходят именно Вам, необходимо провести сравнительную характеристику. Например, дизельные двигатели, в отличие от бензиновых, являются более экономичными, имеют отличную тягу на низких оборотах, в них отсутствуют свечи зажигания и трамблѐры. Что касается недостатков, то динамика разгона намного хуже, шум и вибрация, также играют далеко не положительную роль. Но, самое неприятное, это из-за некачественного топлива, чувствительная система может просто отказаться от работы. Также, дизельный двигатель может не завестись при пониженных температурах. Кроме того, чтобы двигатель работал исправно, необходимо как можно чаще менять фильтры и использовать максимально качественное масло. Во время передвижения избегать повышенных оборотов, потому как это может вывести двигатель из строя.

3 Бензиновый двигатель, который предоставляет возможность передвигаться на повышенных оборотах без проблем, также имеет недостатки, это система зажигания. Несмотря на всѐ выше сказанное, сегодня, у каждого из нас появилась возможность приобрести автомобили гибриды. Их особенностью является наличие двух двигателей: бензинового и электрического. Так, если автомобиль стоит в пробке, то работает электромотор, а когда он набирает скорость, то включается бензиновый. Недостатком таких автомобилей, является только дорогой ремонт, но его проводить нужно крайне редко. Как мы видим, каждый двигатель плюсы и минусы, поэтому, чтобы подобрать автомобиль правильно, нужно решить любите Вы скорость или готовы передвигаться более медленно. Классификация автомобильных двигателей К двигателям, устанавливаемым на автомобилях, предъявляются определенные требования, которые зависят и от условий полной автономности этих транспортных средств, и от их конкретного назначения (типа автомобиля). В любом случае, двигатель автомобиля должен иметь минимальные габариты и массу при достаточной развиваемой мощности и высокой экономичности, а также не представлять угрозу безопасности людей и окружающей природы. Как уже упоминалось в предыдущей статье, на автомобилях наибольшее распространение получили тепловые двигатели, преобразующие энергию тепла от сгорания топлива в механическую энергию движения. Применение двигателей других типов, способных использовать для работы прочие виды энергии, ограничено рядом причин, среди которых наиболее веская технологическая. Тепловая энергия является доступной, ее можно легко извлечь из любого калорийного топлива, но самое главное тепловую энергию в виде топлива можно в достаточном количестве запасти в дорогу. Ведь автомобиль это автономное средство передвижения, и если его, например, «привязать» проводами к емкому источнику электроэнергии, то он лишится автономности. Сложно запастись в дорогу и другими видами энергии, например, энергией сжатого газа, потока жидкости, солнечного света и т. п.

4 Применение в автомобильных двигателях ядерной энергии на современном уровне развития науки и технологий обойдется слишком дорого, а в условиях массовой эксплуатации — небезопасно. Поэтому основное препятствие на пути использования других видов энергии вместо тепловой в автомобильных двигателях отсутствие емких аккумуляторов энергии, способных поддерживать работу двигателя длительное время. *** Все тепловые двигатели по способу подвода тепла к рабочему телу делят на два типа: тепловые двигатели внутреннего сгорания (ДВС); тепловые двигатели с внешним подводом теплоты. На современных автомобилях в подавляющем большинстве применяется первый тип двигателей, который отличается тем, что тепло к газообразному рабочему телу подводится непосредственно в самом двигателе путем сжигания смеси топлива с кислородом воздуха. К двигателям второго типа, использующим для работы рабочее тело, нагретое вне двигателя, относятся, например, паровые машины, которые в настоящее время почти не используются по ряду причин: высокая удельная металлоемкость на единицу полученной механической энергии; низкий КПД; относительно долгая подготовка к работе и т. д. Рядом технологических причин ограничивается использование в качестве автомобильных двигателей газовых турбин, которые подразделяются на турбины внешнего сгорания и турбины внутреннего сгорания. Двигатель Стирлинга, который по принципу действия относится к двигателям внешнего сгорания, тоже не получил признания в массовом автомобильном производстве. По конструкции тепловые двигатели классифицируют на следующие типы: поршневые; роторно-поршневые;

5 газотурбинные; реактивные. Наибольшее распространение на автомобилях получили поршневые двигатели внутреннего сгорания, которые в свою очередь классифицируются по следующим признакам: По способу воспламенения рабочего тела: с искровым (принудительным) воспламенением; с воспламенением от сжатия (самовоспламенением). К первому типу относятся двигатели, использующие специальную систему воспламенения рабочего тела (систему зажигания). К таковым относятся, например, карбюраторные, инжекторные и газовые двигатели. Ко второму типу относятся дизельные двигатели, в которых топливо самовоспламеняется из-за сильного нагрева при высокой степени сжатия. По виду используемого топлива: работающие на жидком топливе (бензин, дизтопливо, керосин); работающие на газообразном топливе. По способу смесеобразования: с внешним смесеобразованием; с внутренним смесеобразованием. К двигателям с внешним смесеобразованием (т. е. смешиванием топлива с кислородом воздуха вне цилиндра) относятся карбюраторные двигатели и двигатели с центральным и распределенным впрыском бензина, а к двигателям с внутренним смесеобразованием дизельные и инжекторные двигатели непосредственного впрыска, в которых топливо и воздух поступают в цилиндр раздельно, и в дальнейшем смешиваются, образуя рабочую смесь. По регулированию мощности: количественное регулирование; качественное регулирование.

6 При количественном регулировании мощность двигателя изменяется вследствие изменения общего количества топливовоздушной смеси, подаваемой в цилиндр. При качественном регулировании мощность изменяется количеством впрыскиваемого в цилиндр топлива при неизменном количестве подаваемого воздуха. По характеру и последовательности термодинамических процессов в цилиндрах двигателя: двухтактные; четырехтактные. *** Термодинамические процессы, имеющие место в тепловых двигателях, а также пути повышения их эффективности (КПД) рассмотрены в статьях раздела «Основы гидравлики и теплотехники». Там же можно найти информацию об истории изобретения тепловых двигателей, применяемых на автомобилях.

Читать еще:  Велосипед с двигателем от стиральной машины своими руками

ДВС. Основные понятия и определения

ДВС Основные понятия и определения Основные понятия и определения ВМТ такое положение поршня в цилиндре, когда поршень наиболее удален от оси коленчатого вала. НМТ такое положение поршня в цилиндре, при

Двигатели внутреннего сгорания (3)

Двигатели внутреннего сгорания.

ученик ___ класса

г. Нижний Новгород 2002 год.

Один из самых распространенных двигателей – двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Его устанавливают на автомобили, корабли, тракторы, моторные и т.д., во всём мире насчитывается сотни миллионы таких двигателей. Существует два вида двигателей внутреннего сгорания – бензиновые и дизельные.

Бензиновые ДВС работают на жидком горючем (бензине, керосине и т.п.) или на горючем газе (сохраняемом в сжатом виде в стальных баллонах). Проектируют двигатели где горючим будет водород.

Основная часть ДВС – один или несколько цилиндров, внутри которых происходит сжигание топлива. Отсюда и название двигателя.

Внутри цилиндра движется поршень – металлический стакан, опоясанный пружинящими кольцами (поршневые кольца), вложенными в канавки на поршне. Поршневые кольца не пропускают газов, образующихся при сгорании топлива, в в промежутке между поршнем и стенками цилиндра. Поршень снабжен металлическим стержнем – пальцем, он соединяет поршень с шатуном. Шатун передаёт движения поршня коленчатому валу.

Верхняя часть цилиндра сообщается с двумя каналами, закрытыми клапанами. Через один из каналов – впускной, подаётся горючая смесь, через другой – выпускной, удаляются продукты сгорания. В верхней части цилиндра помещается свеча – приспособление для зажигания горючей смеси посредством электрической искры.

Наибольшее распространение получил четырёхтактный двигатель. Рассмотрим его работу. 1-ый такт – впуск (всасывание). Поршень, двигаясь вниз, засасывает горючую смесь. 2-ой такт – сжатие. Впускной клапан закрывается, поршень, двигаясь вверх, сжимает горючую смесь, при сжатии она нагревается. 3-ий такт – рабочий ход. Поршень достигает верхнего положения, смесь поджигается электрической искрой свечи, сила давления газов раскалённых продуктов горения – толкает поршень вниз. Движение поршня передаётся коленчатому валу, вал поворачивается, и тем самым производится полезная работа. Произведя работу и расширяясь, продукты сгорания охлаждаются, давление в цилиндре падает почти до атмосферного. 4-ый такт – выпуск (выхлоп). Открывается выпускной клапан, отработанные продукты сгорания выбрасываются через глушитель в атмосферу.

Из четырёх тактов двигателя только один, третий, — рабочий. Поэтому двигатель снабжают моховиком, инерционным двигателем, запасающим энергию, за счёт которой коленчатый вал вращается в течении остальных тактов. Отметим, что одноцилиндровые двигатели устанавливают главным образом на мотоциклах. На автомобилях, тракторах для более равномерной работы ставят 4, 6, 8 и более цилиндров на общем валу. Двигатели с цилиндрами, установленными в виде звезды вокруг одного вала, получили название звездообразных. Мощность звездообразных двигателей достигает 4 МВт. Используют их главным образом в авиации.

Дизельные – другой тип двигателей внутреннего сгорания. Воспламенение в его цилиндрах происходит при впрыскивании топлива в воздух, предварительно, сжатый поршнем и, следовательно, нагретый до высокой температуры. Этим он отличается от бензинового топлива внутреннего сгорания, в котором используется особое устройство для воспламенения топлива.

Первый дизельный двигатель был собран в 1897 г. немецким инженером Р. Дизелем и получил название от его имени.

Конструктивно дизель мало чем отличается от бензинового двигателя внутреннего сгорания. На рисунке видно, что у него есть цилиндр, поршень клапаны. И принцип действия дизеля тот же. Но есть и отличия: в головке цилиндра находится топливный клапан – форсунка. Назначение её — в определённые фазы вращения коленчатого вала впрыскивать топливо в цилиндр. Клапаны , топливный насос, питающий форсунку, получают движение от распределительного вала, который, в свою очередь, приводится в движение от коленчатого вала двигателя.

Пусть начальным положением будет верхняя мёртвая точка. При движении поршня вниз (1-ый такт) открывается впускной клапан, через который засасывается воздух. Впускной клапан при обратном ходе поршня закрывается и в продолжении всего 2-го такта остаётся закрытым.

В цилиндре дизеля происходит сжатие воздуха (в бензиновом двигателе внутреннего сгорания на этой фазе сжимается горючая смесь). Степень сжатия в дизелях в 2-2,5 раза больше, вследствие чего температура воздуха в конце сжатия поднимается до температуры, достаточной для воспламенения топлива. В момент подхода поршня в верхнюю мёртвую точку начинается подача топлива из форсунки. Попадая в горячий воздух, мелко распыленное топливо самовозгорается. Сгорание топлива (3-ем такте) происходит не сразу, как в бензиновых двигателях внутреннего сгорания, а постепенно, в продолжении некоторой части хода поршня вниз, объем пространства в цилиндре, где топливо сгорает, увеличивается. Поэтому давление газов во время работы форсунки остаётся постоянным.

Когда поршень возвращается в нижнюю мёртвую точку, открывается впускной клапан, и давление газов сразу падает, после чего заканчивается 4-ый такт, поршень возвращается в верхнюю мёртвую точку. Далее цикл повторяется.

Дизель относится к более экономичным тепловым двигателям (КПД достигает 44%) , он работает на дешевых видах топлива. Сконструированы и собраны двигатели мощностью до 30 000 КВт. Дизели используются главным образом на судах, тепловозах, тракторах, грузовиках (в последнее время стали выпускать легковые машины на дизелях), передвижных электростанциях.

Энциклопедический словарь юного техника 1988 г.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания — устройство, преобразующее энергию в рабочей полости. Изучение принципа работы ДВС. Процессы, происходящие в течение одного периода. Рабочий процесс двухтактного двигателя, источник энергии для автомобиля различного типа.

РубрикаТранспорт
Видреферат
Языкрусский
Дата добавления05.12.2014
Размер файла30,1 K
  • посмотреть текст работы
  • скачать работу можно здесь
  • полная информация о работе
  • весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Читать еще:  Все поменял а давления масла на 406 двигателе

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования РФ ФГБОУ ВПО

Ишимский государственный педагогический институт им. П.П. Ершова

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

двигатель двухтактный автомобиль

1. История развития ДВС

2. Принцип работы ДВС

3. Применение ДВС

1. История развития ДВС

Двигатель — устройство (паровая машина, турбина, двигатель внутреннего сгорания и т.п.) для непрерывного преобразования энергии рабочего тела (паров жидкости, газа или смеси газов) в механическую энергию.

Таким образом, двигатель внутреннего сгорания (ДВС) представляет собой устройство, преобразующее энергию в рабочей полости, т. е. внутри двигателя. Попытки создать устройство, подобное двигателю внутреннего сгорания, начались с 18 века. Созданием устройства, которое могло бы преобразовывать энергию топлива в механическую, занимались многие изобретатели.

Первыми в этой области были братья Ньепс из Франции. Они придумали прибор, который сами назвали «пирэолофор». В качестве топлива для данного двигателя должна была использоваться угольная пыль. Однако, данное изобретение так и не получило научного признания, и существовала, по сути, только в чертежах.

Первым успешным двигателем, который начал продаваться, был двигатель внутреннего сгорания бельгийского инженера Ж.Ж. Этьена Ленуара. Год рождения этого изобретения — 1858. Это был двухтактовый электрический двигатель с карбюратором и искровым зажиганием. Топливом для устройства служил каменноугольный газ. Однако изобретатель не учел потребность в смазке и охлаждении своего двигателя, поэтому он работал очень недолго. В 1863 году Ленуар переделал свой двигатель — добавил недостающие системы и в качестве топлива ввел в использование керосин. Устройство было крайне несовершенным — сильно нагревался, неэффективно использовал смазку и топливо. Однако с помощью него ездили трехколесные автомобили, которые так же были далеки от совершенства.

В 1864 году был изобретен одноцилиндровый карбюраторный двигатель, работающий от сгорания нефтепродуктов. Автором изобретения стал Зигфрид Маркус, он же представил общественности транспортное средство, развивающее скорость 10 миль в час.

В 1873 году еще один инженер — Джордж Брайтон — смог сконструировать 2-х цилиндровый двигатель. Изначально он работал на керосине, а позже на бензине. Недостатком этого двигателя была излишняя массивность.

В 1876 году произошел рывок в индустрии создания двигателей внутреннего сгорания. Николас Отто впервые создал технически сложное устройство, которое эффективно преобразовывало энергию топлива в механическую энергию.

В 1883 году француз Эдуард Деламар разрабатывает чертеж двигателя, топливом для которого служит газ. Однако его изобретение существовало только в 1185 году, в истории автомобилестроения появляется громкое имя — Готтлиб Даймлер. Он смог не только изобрести, но и запустить в производство прототип современного газового двигателя — с вертикально расположенными цилиндрами и карбюратором. Это был первый компактный двигатель, который к тому же способствовал развитию приличной скорости перемещения. Параллельно с Даймлером над созданием двигателей и автомобилей работал Карл Бенц. В 1903 году предприятия Даймлера и Бенца объединились, дав начало полноценному предприятию автомобилестроения. Так началась новая эра, послужившая дальнейшему совершенствованию двигателя внутреннего сгорания.

2. Принцип работы ДВС

Как мы уже знаем, двигатель преобразует энергию рабочего тела в механическую. Рабочим телом в ДВС является смесь газов, состав которой в течение рабочего цикла изменяется. Энергия рабочего тела, которая сообщается газу при сгорании топлива, преобразуется в механическую в процессе расширения газа в рабочей полости.

Рабочая полость [Рис. 1] представляет собой замкнутый объем, величина которого изменяется с помощью рабочего органа — поршня, ротора и т.п. В зависимости от типа рабочего органа и характера его движения двигатели внутреннего сгорания подразделяются на несколько групп: поршневые с возвратно-поступательным движением поршня; свободно-поршневые с изменяемым хо дом поршня; роторные, в которых рабочий орган вращается относительно неподвижной оси или относительно оси, движущейся по круговой замкнутой орбите; двигатели с качающимися рабочими органами, в которых рабочие органы совершают возвратно вращательное колебательное движение и др.

Рис. 1. Рабочая полость двигателя внутреннего сгорания

1. Коленчатый вал.

6. Впускной клапан.

7. Свеча зажигания.

8. Выпускной клапан.

К рабочей полости примыкают устройства (системы), предназначенные для подвода рабочего тела в рабочую полость и для его удаления из рабочей полости. Эти системы называют соответственно впускной и выпускной. Кроме впускной и выпускной систем для обеспечения работоспособности двигатель снабжен и другими системами: системой пуска, системой топливоподачи, системой зажигания, системой охлаждения, системой смазки и т.д.

В рабочей полости двигателя и его системах осуществляются в определенном порядке рабочие процессы, которые периодически повторяются. Совокупность процессов, происходящих в течение одного периода, называется рабочим циклом.

Рабочая полость в двигателе образована поверхностями цилиндра, головки цилиндра и днища поршня. Герметизация зазора между поршнем и цилиндром осуществлена с помощью поршневых колец, устанавливаемых в канавки на поршне. Поршень совершает возвратно-поступательное движение, которое с помощью кривошипно-шатунного механизма преобразуется во вращательное движение кривошипа. Крайнее верхнее положение поршня, соответствующее минимальному объему надпоршневой полости, называется верхней мертвой точкой (ВМТ), крайнее нижнее, соответствующее максимальному объему рабочей полости, — нижней мертвой точкой (НМТ), расстояние по оси цилиндра от ВМТ до НМТ — ходом поршня.

Перемещение поршня от ВМТ к НМТ и наоборот называется тактом. Если рабочий цикл совершается за 4 такта (два оборота кривошипа), то такие двигатели называются четырехтактными, если за два такта (один оборот коленчатого вала) — двухтактными. Протекание процессов в рабочей полости сопровождается, в зависимости от такта, изменением давления, температуры, состава и массы рабочего тела. В зависимости от определяющего процесса, протекающего в цилиндре четырехтактного двигателя, такты названы: такт впуска (наполнения); такт сжатия; такт сгорания — расширения; такт выпуска. В двухтактном двигателе процессы газообмена осуществляются в конце такта расширения и в начале такта сжатия путем подачи воздуха (топливно-воздушной смеси) к продувочным окнам (клапанам) при повышенном давлении, создаваемом нагнетателем.

Четырехтактный двигатель работает следующим образом: в первый такт свежая порция топливно-воздушной смеси всасывается в цилиндр через открытый впускной клапан; в следующий такт (такт сжатия) впускной и выпускной клапаны закрыты, и топливно-воздушная смесь сжимается в объёме; затем сжатое топливо воспламеняется свечой зажигания, расположенной над поршнем, при сгорании высвобождается энергия, которая воздействует на поршень, заставляя его двигаться вниз (такт сгорания — расширения); в завершающий такт (выпуска) открываются выпускные клапаны, и выхлопные газы, проходя через них, очищают цилиндр. По окончании 4-го такта цикл повторяется.

Читать еще:  Волга 3110 двигатель 406 инжектор порядок работы цилиндров

Рабочий процесс двухтактного двигателя в каждом из цилиндров совершается за один оборот коленчатого вала, то есть за два хода поршня. Такты сжатия и рабочего хода в двухтактном двигателе происходят так же, как и в четырёхтактном, но процессы очистки и наполнения цилиндра совмещены и осуществляются не в рамках отдельных тактов, а за короткое время, когда поршень находится вблизи нижней мёртвой точки.

4. Применение ДВС

Двигатель внутреннего сгорания является основным источником энергии на автомобилях различного типа и назначения. Несмотря на успехи развития двигателей других типов, они еще по своим основным характеристикам уступают двигателям внутреннего сгорания, и их применение пока носит экспериментальный характер. Мощность автомобильных двигателей внутреннего сгорания в настоящее время превышает 1500 кВт.

На железнодорожном транспорте поршневые паровые машины почти повсюду заменены электрическим приводом и приводом от двигателей внутреннего сгорания. В нашей стране около половины грузооборота осуществляется тепловозами с двигателями внутреннего сгорания. Известны попытки использования газовых турбин для привода локомотивов, однако они не получили заметного распространения. Единичная мощность тепловозных двигателей составляет около 4400 кВт.

В речном флоте двигатели внутреннего сгорания в настоящее время устанавливают на всех вновь вводимых в эксплуатацию судах.

В морском флоте двигатели внутреннего сгорания также являются основным источником энергии для небольших судов и большей части судов с энергетической установкой мощностью до 20 МВт.

В стационарной энергетике двигатели внутреннего сгорания широко используют на небольших электростанциях (мощностью в несколько киловатт), энергопоездах и аварийных энергоустановках.

Таким образом, двигатели внутреннего сгорания имеют большое значение в народном хозяйстве страны.

1. Дьяченко В.Г. Теория двигателей внутреннего сгорания. Учебник / В.Г. Дьяченко. — Харьков: ХНАДУ, 2009.- 500 с.

2. Орлин А.С. Двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей. Учебник А.С. Орлин.-4-е изд., М.: Машиностроение, 1990.-289 с.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

История создания универсального парового двигателя. Понятие коэффициента полезного действия. Паровая машина Уатта. Принцип работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания. Такт сжатия и такт рабочего хода. Рабочие циклы двухтактных двигателей.

презентация [985,6 K], добавлен 15.12.2014

Изучение конструкции и принципа действия двигателя внутреннего сгорания и его основных систем. Расчёт рабочего цикла с учётом особенностей потребителя для ряда режимов работы. Разработка рекомендаций для повышения основных характеристик двигателя.

курсовая работа [7,6 M], добавлен 16.01.2012

Сущность и процесс запуска двигателя внутреннего сгорания, причины его широкого использования в транспорте. Принципы работы бензинового, дизельного, газового, роторно-поршневого двигателей. Функции стартера, трансмиссии, топливной и выхлопной систем.

презентация [990,4 K], добавлен 18.01.2012

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – тепловой двигатель, в котором химическая энергия топлива, сгорающего в рабочей полости, преобразуется в механическую работу. История создания и развитие ДВС, строение и разновидности, принцип работы двигателей.

творческая работа [925,7 K], добавлен 06.03.2008

Применение на автомобилях и тракторах в качестве источника механической энергии двигателей внутреннего сгорания. Тепловой расчёт двигателя как ступень в процессе проектирования и создания двигателя. Выполнение расчета для прототипа двигателя марки MAN.

курсовая работа [169,7 K], добавлен 10.01.2011

Двигатели внутреннего сгорания

Двигатели внутреннего сгорания

Принципы работы и классификация

Двигатель внутреннего сгорания – это наиболее распространенный источник энергии для транспортных средств. Этот двигатель вырабатывает мощность за счет преобразования химической энергии топлива в теплоту, которая затем преобразуется в механическую работу.

Преобразование химической энергии в теплоту осуществляется при сгорании топлива, а последующий переход теплоты в механическую работу осуществляется за счет внутренней энергии рабочего тела, которое, расширяясь, выполняет работу.

В качестве рабочих тел в двигателе внутреннего сгорания используются газы, давление которых возрастает за счет сжатия.

Таблица 1. Классификация двигателей внутреннего сгорания

Топлива – а это в основном смеси углеводородов – требуют для своего сгорания присутствие кислорода; нужное количество кислорода поступает вместе со входящим воздухом.

Если сгорание топлива происходит внутри цилиндра двигателя, этот процесс называется внутренним сгоранием. Здесь продукты сгорания сами используются в качестве рабочего тела.

Если же процесс сгорания происходит вне цилиндра, то он называется внешним сгоранием.

Постоянное получение механической работы возможно циклически (поршневой двигатель ) или непрерывно (газотурбинный двигатель), рабочий процесс при этом состоит из сжатия рабочего тела, подвода к нему теплоты, совершения работы за счет его расширения и возврата в исходное состояние.

Если рабочее тело изменяется при получении им теплоты, например, когда часть его выполняет роль окислителя, то восстановление первоначального состояния рабочего тела возможно только путем его замены.

Подобный процесс называется незамкнутым циклом и характеризуется циклическим газообменом (выпуском продуктов сгорания и впуском свежего заряда). Внутреннее сгорание всегда требует применения незамкнутого цикла.

При реализации процесса внешнего сгорания рабочее тело остается химически неизменным и может поэтому возвращаться в свое исходное состояние путем выполнения требуемых операций (охлаждение, конденсация). Это позволяет использовать замкнутый цикл работы.

Кроме основных характеристик процесса (незамкнутый/замкнутый циклы) и типов сгорания (циклический/непрерывный) процессы сгорания в двигателе внутреннего сгорания классифицируются по способам приготовления рабочей смеси и применяемым методам ее воспламенения.

При внешнем смесеобразовании рабочая смесь приготавливается вне камеры сгорания. При этом в камере сгорания вначале присутствует, главным образом, гомогенная топливовоздушная смесь, и поэтому этот процесс можно отнести к процессу образования гомогенной смеси.

При внутреннем смесеобразовании топливо вводится непосредственно в камеру сгорания. Чем позже происходит сгорание, тем большей гетерогенностью на момент начала сгорания будет обладать топливовоздушная смесь, поэтому внутреннее смесеобразование часто называется процессом образования гетерогенной смеси.

Принудительное воспламенение осуществляется электрической искрой от свечи зажигания. При самовоспламенении рабочая смесь загорается из-за нагрева вследствие ее сжатия. Также самовоспламенение может происходить при впрыскивании топлива в такую высокотемпературную воздушную среду, которая вызывает его испарение и воспламенение.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector