Классификация поршневых двс
Поршневым двигателем внутреннего сгорания (ДВС) называют такую тепловую машину, в которой превращение химической энергии топлива в тепловую, а затем в механическую энергию, происходит внутри рабочего цилиндра. Превращение теплоты в работу в таких двигателях связано с реализацией целого комплекса сложных физико-химических, газодинамических и термодинамических процессов, которые определяют различие рабочих циклов и конструктивного исполнения.
ДВС: газотурбинные, поршневые, комбинированные
Исходным признаком классификации принят род топлива, на котором работает двигатель. Газообразным топливом для ДВС служат природный, сжиженный и генераторный газы. Жидкое топливо представляет собой продукты переработки нефти: бензин, керосин, дизельное топливо и др. Газожидкостные двигатели работают на смеси газообразного и жидкого топлива, причем основным топливом является газообразное, а жидкое используется как запальное в небольшом количестве.
Двигатели внутреннего сгорания классифицируют также по следующим признакам:
1.по способу воспламенения рабочей смеси – с принудительным воспламенением и с воспламенением от сжатия;
2.по способу осуществления рабочего цикла – двухтактные и четырехтактные, с наддувом и без наддува;
3.по способу смесеобразования – с внешним смесеобразованием (карбюраторные и газовые) и с внутренним смесеобразованием (дизельные и бензиновые с впрыском топлива в цилиндр);
4.по способу охлаждения – с жидкостным и воздушным охлаждением;
5.по расположению цилиндров – однорядные с вертикальным, наклонным горизонтальным расположением; двухрядные с V-образным и оппозитным расположением.
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
– освобождение цилиндра от продуктов сгорания.