2. Особенности двс как источника энергии

1) Многостадийность преобразования энергии: внутренняя химически связанная потенциальная энергия топлива в результате сгорания (химической реакции между компонентами топлива и кислородом воздуха) преобразуется во внутреннюю кинетическую энергию газов, которая частично преобразуется в механическую энергию.

2) Цикличность рабочего процесса – широкий диапазон изменения температур (от 300 к до 2500 к) и давлений (0,1-10 МПа). Это дает возможность использовать высокие температуры без опасности превышения предела термопрочности. Но вместе с тем это приводит к высоким динамическим нагрузкам и термическим напряжениям.

Вследствие цикличности рабочего процесса детали соприкасаются с горячими газами в течение короткого времени (сгорание – расширение), а в остальных процессах – впуска, выпуска, сжатия, температура относительно невысокая. Таким образом, периодичность позволяет осуществить цикл в более широких температурных пределах, чем это имеет место в циклах других тепловых машин, что обеспечивает поршневым ДВС более высокий КПД.

3) Высокая частота циклов (частота вращения современных двигателей легковых автомобилей достигает n=6000 мин^-1, что резко снижает время, отводимое на совершение всех рабочих процессов. При n=6000 мин^-1, время рабочего цикла t_w = 0,02 с. В итоге предъявляются высокие требования к организации рабочего процесса.

4) Поскольку полезная работа совершается только в части рабочего цикла, а остальная часть занята вспомогательными процессами, то это снижает агрегатную мощность ДВС.

3. Особенности условий работы двс автомобилей, тракторов и дсм

Несмотря на общий принцип работы ДВС, они имеют специфические особенности с учётом их применения на объектах назначения и условий работы самого объекта. В этом отношении условия эксплуатации ДВС автомобилей и ДСМ не похожи на условия работы стационарных, судовых и тепловозных ДВС.

Для условий эксплуатации автомобильных ДВС характерны следующие особенности.

 Широкий диапазон нагрузок и частот вращения, а также их частая смена. Это приводит к частой работе на так называемых неустановившихся режимах (НУР), что выражается в быстрой смене скоростного и нагрузочного режимов. Число переключений передач составляет 400…600 на 100 км пробега даже при умеренной плотности движения. Доля неустановившихся режимов работы (НУР) в условиях городского движения автомобиля доходит до 50%; из них разгоны составляют до 50%. На этих режимах потребляется до 50 % топлива и выделяется 80% токсичных компонентов ОГ.

 Невысокая средняя нагрузка и частота вращения. Среднее значение крутящего момента на валу составляет М_{к ср} = (0,3…0,5) М_{к max}, а среднее значение частоты вращения n_ср = (0.5…0.7) n_ном, где М_{к max} и n_ном максимальное значение крутящего момента и номинальное значение частоты вращения. Это указывает на длительную работу на частичных нагрузках и на режимах холостого хода (ХХ).

Для условий эксплуатации ДВС тракторов и ДСМ также характерны широкий диапазон нагрузок и частая их смена. Но характер отличается от аналогичных условий автомобильных ДВС.

 Более высокая средняя нагрузка: по крутящему моменту М_{к ср} = (0,6…0,7) М_{к max},

 При эксплуатации на некоторых машинах частота вращения двигателя изменяется мало, что диктуется требованиями условий работы объекта назначения и обеспечивается работой регулятора.

 Частота смены внешней нагрузки, вызывающая необходимость адекватного изменения мощности самого двигателя лежит в пределах f = 0,10…10 Гц.

 Число включений различных вспомогательных механизмов, нагружающих двигатель, составляет до 1500 в час. Например, переключение передач 80 в час, число включений сцепления до 100 в час.

 Частые пуски двигателя (до 80 за 10 часов работы).

 Частый выход на режимы полной нагрузки (до 60…70% времени – работа на режиме полной нагрузки).

 Высокая запылённость воздуха в окружающей среде. Для условий работы автомобилей (исключая работу в карьерах) запылённость составляет 0,12 г/м³ . Для условий работы бульдозеров, скреперов и грейдеров - 0,4…1,0 г/м³ , т.е. в 4…8 раз выше.