106. Основные параметры двигателя

Основными показателями, характеризующими ДВС, являются:

1. КПД . Характеризует совершенство рабочего процесса данного типа двигателя. Карбюраторные ДВС 0,25…0,35; дизельные ДВС 0,35…0,40.

2. Удельный расход топлива . Характеризует топливную экономичность двигателя. Карбюраторные ДВС 280…340 г/кВт*ч; дизельные ДВС 220…280 г/кВт*ч.

3. Удельная мощность . Характеризует, какая мощность снимается с единицы рабочего объема двигателя. Карбюраторные ДВС 22…44 кВт/л; дизельные ДВС 11…20 кВт/л.

4. Удельная масса . Показывает, какая масса двигателя приходится на единицу мощности. Карбюраторные ДВС 1,4…7,0 кг/кВт; дизельные ДВС 2,8…10,0 кг/кВт.

107. Рабочий цикл 4-х тактного карбюраторного двигателя

Циклом называется ряд процессов в цилиндре двигателя , осуществляемых с целью преобразования тепла химической энергии топлива в механическую работу. Графическое изображение действительного цикла в координатах p-V называется индикаторной диаграммой.

1. Впуск (участок ra). Открыт впускной клапан (участок ). В цилиндр поступает горючая смесь (р_а=0,07…0,09 МПа; Т_а=350…400 К).

2. С жатие (участок ас). Оба клапана закрыты. В цилиндре сжимается рабочая смесь (р_с=0,8…1,5 МПа; Т_с=500…750 К).

3. Сгорание (участок cz). Воспламенение от искры (р_z=3…5 МПа; Т_z=2300…2700 K).

4. Расширение (участок zb). Р_b=0,3…0,5 МПа; Т_b=1200…1500 K.

5. Выпуск (участок br). Открыт выпускной клапан на участке bⁱf (р_r=0,11…0,12 МПа; Т_r=900…1100 K).

108. Рабочий цикл 4-х тактного дизельного двигателя

Циклом называется ряд процессов в цилиндре двигателя , осуществляемых с целью преобразования тепла химической энергии топлива в механическую работу. Графическое изображение действительного цикла в координатах p-V называется индикаторной диаграммой.

6. В пуск (участок ra). Открыт впускной клапан (участок ). В цилиндр поступает воздух (р_а=0,08…0,09 МПа; Т_а=310…350 К).

7. Сжатие (участок ас). Оба клапана закрыты. В цилиндре сжимается воздух с остаточными газами (р_с=3,5…5,0 МПа; Т_а=800…900 К).

8. Сгорание (участок cz). Воспламенение от сжатия (р_z=6…11 МПа; Т_z=1800…2200 K).

9. Расширение (участок zb). Р_b=0,2…0,4 МПа; Т_b=1000…1200 K.

10. Выпуск (участок br). Открыт выпускной клапан на участке bⁱf (р_r=0,11…0,12 МПа; Т_r=700…900 K).

109. Принцип работы двигателя с турбонаддувом

Можно считать, что мощность двигателя пропорциональна массе свежего заряда, поступающего в цилиндры двигателя:

.

Как видно из выражения, масса свежего заряда определяется давлением р_а и температурой T_a рабочего тела в цилиндре двигателя. Повысить давление, а, следовательно, и плотность воздушного заряда можно путем наддува, либо динамическим способом. Применение наддува с воздухонагнетателем позволяет повысить мощность двигателя на 20…50 % без существенных изменений двигателя.

Различают 3 системы наддува:

1. С приводным компрессором:

2. С турбокомпрессором:

3. Комбинированный:

В качестве приводного компрессора (рис. 1) чаще всего используют объемно-роторный нагнетатель, механически связанный с коленчатым валом двигателя. Недостатком механического наддува является недостаточное давление наддува и достаточно большие затраты мощности на привод компрессора. Достоинство: хорошая приемистость двигателя.

Наибольшее применение в практике нашел турбонаддув. Агрегат состоит из газовой турбины и центробежного компрессора.

Основные показатели:

1. Степень повышения давления:

.

2. Производительность расхода воздуха:

.

3. Частота вращения ротора:

.

4. КПД турбокомпрессора:

.

По степени повышения давления турбокомпрессоры подразделяют:

1. Турбокомпрессоры низкого давления:

При высоком наддуве применяют промежуточное охлаждение воздуха после охлаждения воздуха между турбокомпрессором и цилиндром двигателя. С целью уменьшения механических нагрузок уменьшают степень сжатия до 11...13 единиц.

Различают турбокомпрессор с постоянным и переменным давлением перед турбиной. В первом случае газы подводятся от общей впускной системы, а во втором случае – от каждого цилиндра.