7.Индикаторная диаграмма 4-х тактного двс.
Индикаторная диаграмма 4-х тактного ДВС без наддува:
r-a –впуск
a-c-сжатие
c-z- процесс сгорания
z-b-рабочий ход
b-r-выпуск
Vh=Sn*Пd2/4
Iц*Vh=Vh(i)
Объем камеры сгорания Vс-объем описываемый днищем поршня, стенками цилиндра, и днищем головки.
Степень сжатия: E=Va/Vc=(Vc+Vh)/Vc=1+Vh/Vc – отношение полного объема Va к объему камеры сгорания Vc (камеры сжатия).
В 4-х тактном ДВС процессы сжатия и расширения занимают половину цикла. Вторую половину занимает такт впуска и выпуска, поэтому время отводимое на цикл с точки зрения получения работы используется недостаточно полно.
В
2-х тактном цикле этот недостаток
устраняется, т.к. такт впуска и выпуска
совмещается по времени с тактом сжатия
и расширения.
Рабочий цикл 4-х тактном ДВС с наддувом протекает аналогично с ДВС без наддува, но заполнение цилиндров свежим зарядом производится под давлением выше атмосферного. Давление создается специальными нагнетателями.
8. Поршневые двс. 2-х тактный цикл
В настоящее время на большинстве транспортных средств установлены поршневые ДВС. ДВС—совокупность механизмов, специальных узлов и систем, преобразующих скрытую (потенциальную) термо-химическую энергию углеводородного топлива в механическую работу.
Это преобразование основано на использовании физического эффекта, значительного расширения газообразного тела( накопитель энергии, рабочее тело) при повышении его температуры.
Такт-рабочий процесс, совершаемый в течение одного хода поршня.
Тактность-количество ходов поршня, в течение которых осуществляется рабочий цикл.
Рабочий цикл-последовательная совокупность изменения состояния рабочего тела, в результате которой оно приобретает первоначальное термодинамическое состояние и производит механическую работу.
В 2-х тактном двс такт:
1-рабочий ход, выпуск отработавших газов и перепуск смеси из поддона в цилиндр
2-сжатие рабочей смеси и впуск горючей смеси в поддон.
V
hll-потерянный
обьем
Vhl-полезный обьем (60-80% от Vh)
Степень сжатия геометрическая Егеом=(Vh+Vc)/Vc
Степень сжатия действительная Едейств=( Vhʹ+Vc)/Vc
В формулы теплового расчета подставляют Едейств.
10.История развития двс, пирэолофор ж. Н. Ньепса.
Созданию работоспособного и эффективного ДВС преследовало поступательное накопление человечеством знаний по механике, физике, математике, теплотехнике, гидравлике (Ньютон, Торричели, Паскаль, Ползунов, Уатт, Карно):
1791-первым новатором наметившим сгорания топлива в камере сгорания Дж.Борбер
1801-Лебон изобрел двигатель 2-го действия работающий на светильном газе, применил электрический запал.
1807-пирэолофор братьев Ньепсов
Пирэолофор, или новая машина, двигательным принципом которой является воздух, расширяемый огнем
1824-С.Карно, научный труд: «Размышление о движущей силе огня и машинах способных развивать эту силу»
1860-Ленуар создал первый ДВС, пригодный для практической эксплуатации. Это был практически 2-х тактный двс. КПД-4%
1862-Боде Рош предложил цикл с предварительным сжатием рабочего тела
1870-Николай Отто (немец)-предложил 4-х тактный газовый двигатель. КПД-12%
1879-1881—в России И.Костович сделал бензиновый транспортный двигатель (80 л. с. -240кг)
1894-Рудольф Дизель создает теорию двс с воспламенением от сжатия.
1897-Р. Дизель построил двигатель с воспламенением от сжатия (компрессионный двигатель с воспламенением от сжатия)
1899-Густав Васильевич Тринклер создал безкомпрессионный дизель, т.е двигатель с ТНВД. (разработал его в 1898 в возрасте 22 лет)
1906-Гриневецкий разработал метод теплового расчета ДВС (далее теорию развивали Бриллинг, Мазинг, Семенов Н.Н. , Вибе И.И.)
1935-1939—Челпан, Чунахин- создавали дизельный двигатель В-2 (Д2) который устанавливался на танках Т-34 и на дальних бомбардировщиках ДБ-3 (ил-4)
В настоящее время моторные заводы разрабатывают эффективные конструкции с впрыском топлива, которые удовлетворяют современным нормам по выбросу отработавших газов.
Пирэолофор Ньепса.
Принцип работы: атмосферный воздух наполнял при обычной плотности цилиндр с поршнем. Кроме того туда вводился очень горячий материал в виде мелкого порошка который некоторое время оставался в воздухе взвешенным, потом туда вводился огонь; Воспламенение производит почти такой же эффект, как если бы внутри цилиндра находилась смесь воздуха и горючего газа (например: воздуха и углеводорода). Происходит взрыв-внезапное расширение упругой жидкости: это расширение используется-его заставляют целиком действовать на поршень. Последний получает движение некоторой амплитуды, и таким образом развивается движущая сила, после этоно ничто не препядствует переменить воздух и возобновить операцию, подобную первой.
Нам казалось более выгодным действовать не как господа ньепсы, а сжать воздух насосом, затем пропустить его через вполне замкнутую топку, вводя туда маленькими порциями топливо при помощи приспособления, затем заставить воздух выполнить работу в цилиндре с поршнем или в любом другом расширяющем сосуде, и, наконец, выбросить его в атмосферу или заставить пойти паровому котлу для использования оставшейся температуры.
Братья Ньесы были пионерами идеи ДВС. Потент на пирэолофор они получили в 1807 году, работали над идеей ДВС 13 лет (1794-1807). Они даже построили опытный образец и приспособили его для движения речного катера. Можно предпологать что они были основателями водометного движетеля.
К 1824 году Сади Карно, знакомый с пирэолофором братьев Ньепсов обосновал идеальный цикл ДВС (цикл Карно)