Розділ 3. Енергетичне обладнання

3.8.Двигуни внутрішнього згоряння

3.8.1.Загальна характеристика та класифікація

двигунів внутрішнього згоряння

Двигун внутрішнього згоряння представляє собою один із видів теплових двигунів, у якому згоряння палива i нагріван ня робочого тіла відбувається усередині робочого циліндру, що забезпечує високий ККД.

Двигуни внутрішнього згоряння використовують у багать ох галузях народного господарства: на стаціонарних установках, судах, тракторах, автомобілях, будівельних і дорожніх машинах. Їх перевагами є постійна готовність до пуску, порівняно висо ка економічність, незалежність від зовнішнього джерела енергії, що забезпечує мобільність машин і можливість перекидання їх з об’єкта на об’єкт для роботи в різних умовах експлуатації, мала вага при великій потужності.

Необхідність роботи в кліматичних умовах, що різко відрізняються, при температурі зовнішнього середовища, що змінюється від 60 до +50°С, безупинні коливання навантажен ня на багатьох машинах, запиленість повітряного середовища, відірваність від баз технічного обслуговування – все це пред’яв ляє особливі вимоги до конструктивно експлуатаційних якос тей двигунів внутрішнього згоряння.

Для приводу ряду машин застосовують поршневі двигуни внутрішнього згоряння, що класифікують за декількома ознаками.

призначенням двигуни – транспортні, стаціонарні і спец іальні;

видом застосовуваного палива – двигуни легкого рідкого палива, що працюють на бензині; двигуни важкого рідко го палива, що працюють на дизельному паливі; двигуни газового палива, що працюють на генераторному, природ ному зрідненому пропан бутановому газі; двигуни зміша ного палива, у яких основне паливо – газ, а для запален ня використовують присадки рідкого палива, і, нарешті, багатопаливні двигуни, конструкція яких дозволяє вико

113

«Товарознавство»

ристовувати в якості палива бензин, гас, дизельне пали во і т. ін;

способом утворення паливної суміші – двигуни з внутрішнім

ізовнішнім сумішоутворенням. У двигунів першої групи пальна суміш із палива і повітря утворюється усередині циліндрів (дизелі), а в двигунів другої групи – поза цилі ндрами (у карбюраторних двигунів – у карбюраторі, у газових – у змішувачі);

способом запалення паливної суміші дизелі відносять до двигунів із запаленням від стиску, у яких унаслідок ви сокої температури стиснутого повітря паливо, яке по дається до циліндрів, спалахує без стороннього джерела запалювання. За цією ознакою карбюраторні і газові дви гуни називають двигунами з примусовим запалюванням паливної суміші, тобто електричною іскрою;

способом охолодження – двигуни з рідинним і повітряним охолодженням;

числом робочих циліндрів двигуни бувають одно , дво , трьох , чотирьох , шестициліндровими і т. ін., а за розта@ шуванням циліндрів – з горизонтальними, вертикальними (велика частина сучасних двигунів), V подібними й ін.

3.8.2.Конструкція та основні показники роботи двигунів внутрішнього згоряння

Воснові конструкції сучасних двигунів внутрішнього згорян ня є циліндр, в якому відбувається згоряння паливної суміші, i рухомий поршень, з’єднаний за допомогою шатуна з колінчас тим валом. На валу закріплене важке махове колесо. У верхній частині циліндра є два клапани, які під час роботи двигуна авто матично закриваються i відкриваються в потрібні моменти. Че рез один клапан в циліндр надходить пальна суміш, а через інший виходять відпрацьовані гази. Рух поршня у циліндрі відбу вається за чотирьохтактним циклом: впускання, стискання, ро бочий хід, випускання, при цьому тактом називається хід порш ня в один бік, що відповідає повороту колінчастого вала на

114

Розділ 3. Енергетичне обладнання

півоберта. Під час впускання рух поршня вниз створює розрід ження, тому відкривається впускний клапан i впускає пальну суміш. Далі поршень рухається вгору і стискає суміш, яка у кінці такту спалахує від електричної іскри. При згорянні суміші утво рюються гази, які тиснуть на поршень i примушують його руха тись i обертати колінчастий вал. Під час випускання відкриваєть ся випускний клапан i спрацьовані гази виштовхуються нагору. При пусканні двигуна його валу під час перших двох тактів тре ба надати руху сторонньою силою. В подальшому всі підготовчі такти відбуваються за рахунок інерційного руху маховика.

Основні показники роботи двигуна: ефективна потужність, частота обертання колінчатого вала, крутящий момент, годин на і питома ефективна витрата палива, ефективний ККД, а та кож витрата мастила на 1 кВт год енергії.

Ефективна потужність двигуна – потужність, що розвиваєть ся на колінчатому валі. Одиниця потужності – кіловат (кВт).

Годинна витрата палива показує, яку кількість палива спо живає двигун при даному режимі роботи за одну годину (кг/год).

Питома ефективна витрата палива утворюється від ділен ня годинної витрати палива на ефективну потужність, що роз вивається двигуном.

Про економічність двигунів судять за питомою ефективною витратою палива, що складає на режимі номінальної потужності в дизелів 240... 300, а в карбюраторних двигунів 300... 380 г/кВт

год. Знаючи питому ефективну витрату палива gе і ефективну потужність двигуна Nе, можна підрахувати годинну витрату палива: Gт=geNе

Для оцінки економічності роботи двигунів введене понят тя ефективного ККД, що визначають за формулою:

з=Qe/Qт

де Qe – кількість теплоти, перетвореної в корисну роботу на колінчастому валі двигуна; Qт – кількість теплоти, підведе ної до двигуна з паливом за умови повного його згоряння.

115

«Товарознавство»

Ефективний ККД для карбюраторних двигунів дорівнює 0,2... 0,3, а для дизелів – 0,32...0,38. Отже, у корисну роботу в двигунах перетворюється тільки частина енергії, що відповідає теплотворній здатності витраченого палива, причому дизелі більш економічні.

Дизелі також відрізняються більшою надійністю, можливістю використовувати більш дешеве паливо, меншою токсичністю відпрацьованих газів, меншою пожежною небезпекою, і тому їх застосовують більш широко, ніж карбюраторні двигуни.

Головні конструктивні параметри двигуна: діаметр цилінд ра, хід поршня, число циліндрів, габарити і маса.

Залежно від середньої швидкості поршня розрізняють на ступні двигуни: Сm<6 м/с – тихохідні; Сm=6... 9 м/с – середньої швидкохідності; Сm>9 м/с – швидкохідні.

3.8.3. Умови зберігання і транспортування двигунів внутрішнього згоряння

Двигуни внутрішнього згорання постачають зазвичай в не упакованому, законсервованому вигляді.

Транспортувати двигуни дозволяється будь яким видом транспорту, але необхідно оберігати їх від механічних ушкод жень і пошкодження консервантного покриття. При транспор туванні і зберіганні всі рухомі частини двигуна необхідно жор стко зафіксувати.

Запасні частини і зняті агрегати повинні бути розміщені в дерев’яних ящиках, які викладені усередині водонепроникним папером. Крім того, їх консервують або захищають спеціальним антикорозійним покриттям, що повинно зберегти деталі від корозії протягом 12 місяців за умови зберігання їх у закритих приміщеннях. Запасні частини укладають кожну в окремий ящик, у який вкладають пакувальний аркуш із повним пере ліком даним відповідно до вимог стандарту.

В окремі ящики поміщають електроустаткування двигунів, причому кожен елемент обгортають у водонепроникний або парафінований папір, щільно укладають у ящики, щоб запобіг ти їх переміщенню при транспортуванні.

116