Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Воробьев_Теория судовых двигателей

.pdf
Скачиваний:
358
Добавлен:
11.03.2016
Размер:
4.45 Mб
Скачать

2-x

Рис. 1.3. Двухтактный цикл

Рис. 1.4. Четырехтактный цикл

11

Рис. 1.5. Дизель 6S60ME-C

12

Рудольф Дизель. Поистине революционным является появление в двигателестроении Рудольфа Дизеля с его гениальными идеями по созданию совершенного теплового двигателя, работающего по циклу Карно.

Рудольф Дизель родился 18 марта 1858 г. в семье ремесленника в Париже. Закончил мюнхенскую политехническую школу. Еще студентом решил разработать тепловой двигатель с циклом, приближенным к циклу Саади Карно, согласно которому процесс сгорания топлива должен быть изотермическим. В то время КПД паровых машин достигал

10–12 %.

Впервые ДВС в промышленности применил француз Этьен Ленуар (патент 1860) – он имел КПД 3–5 % (20 л. с.) и был компактнее, чем паросиловая установка.

В1867 г. кёльнский купец Николай Отто построил ДВС мощностью 2 л. с., работающий по принципу атмосферной машины. Его КПД – 14

%.Двигатели Отто и Ленуара работали на смеси светильного газа и воздуха с воспламенением от электрической искры.

В1877 г. Отто получил патент на рабочий процесс газового двигателя (мощностью 10 л. с.), работающего по 4-тактному циклу (цикл Отто). Он имел КПД в 3 раза больше, чем у паровых машин. Но из-за финансовых проблем фирма Ленуара разорилась. Создатели первых ДВС Ленуар и Отто не знали законов термодинамики, не имели инженерного образования, поэтому им сложно было целенаправленно совершенствовать свои двигатели.

В1892 г. Р. Дизель предложил принципиально новый процесс для ДВС. После окончания мюнхенской школы он работал в фирме «Братья Зульцер» в Швейцарии практикантом, потом директором холодильного завода. В 1882 г. получил патент на «рабочий процесс и способ выполнения одноцилиндрового и многоцилиндрового двигателя». Через год работа «Теория и конструкция рационального теплового двигателя, призванного заменить паровую машину и другие существующие в настоящее время двигатели».

Дизель писал: «Двигатель Дизеля – это та машина, которая без всякого предварительного процесса непосредственно в самом цилиндре превращает теплоту горючего в работу и использует его настолько, насколько это вообще возможно с точки зрения современной науки. Он является самым простым и одновременно самым экономичным двигателем внутреннего рабочего процесса». Дизель не был привязан к заводам со светильным газом и мог работать на угольной пыли и жидком топливе. Дизель предлагал в качестве топлива угольную пыль. В первой поло-

13

вине этого столетия двигатели Дизеля вытеснили паровой двигатель. Современный дизель имеет КПД до 52 %, тогда как для ПТУ до 33 %.

13 июля 1893 г. была построена модель двигателя, но сгорание угля было не полное. Следующим был создан компрессорный дизель. От подачи смеси топлива и воздуха компрессором изменился процесс горения (не изотермический, а изобарный).

Успокаивала заповедь Саади Карно, что экономия топлива при многих обстоятельствах второстепенна и часто должна уступать первенство надежности, прочности и долговечности машины, малому занимаемому месту, дешевизне ее установки.

Вянваре 1894 г. создана 2-я модель, которая работала 1 минуту (изза отсутствия охлаждения деталей двигатель перегрелся). Дизель писал: «Первый не работает, второй работает несовершенно, третий будет хорош!».

В1895 г. двигатель (20 л. с.) работал отлично: КПД – 34 %, распыл топлива воздухом (р = 50–70 атм.) через форсунку. Игла поднималась

механически. Впрыск за 5–8о до ВМТ (продолжался 40–50о). За короткое время Дизель стал миллионером. В 1899 г. завод «Русский дизель» начал выпуск двигателей, работающих на нефти (25 л. с., n = 195

об/мин, 0,22 кг/л).

В1903 г. был построен пароход «Вандал» на Сормовском заводе W

=1000 т и 3 дизеля по 120 л. с. с электропередачей на гребной винт.

В1913 г. по пути из Антверпена в Лондон на пароходе «Дрезден» Рудольф Дизель оказался за бортом (по неизвестным причинам) и утонул.

Угольные промышленники Германии клеветали на Дизеля по поводу его изобретений. Он отчаялся доказать свое авторство. Может, это послужило причиной ухода из жизни гениального ученого, изобретателя и конструктора.

Так закончилась жизнь великого изобретателя самого совершенного двигателя внутреннего сгорания.

14

Рис. 1.6. Двигатель 624 TS

15

Рис. 1.7. Двигатель AL 20

16

Рис. 1.8. Двигатель AL 25

17

Рис. 1.9. Двигатель ЧН25

18

Рис. 1.10. Двигатель ZV 40/48

19

ЛЕКЦИЯ 2 ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И СХЕМЫ РАБОТЫ

ПОРШНЕВОГО ДВС

2.1.Основные определения.

2.2.Четырехтактные и двухтактные ДВС.

2.3.Индикаторная диаграмма.

2.4.Степень сжатия.

2.1. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

При вращении коленчатого вала двигателя поршень совершает в цилиндре возвратно-поступательное движение и попеременно занимает крайние положения – верхнее и нижнее. Эти крайние положения называются нижняя мертвая точка – НМТ и верхняя мертвая точка – ВМТ

(рис 2.1).

НМТ – это положение поршня, когда расстояние от поршня до оси вала наименьшее.

ВМТ – это положение поршня, когда расстояние от поршня до оси вала наибольшее.

Ход поршня (S) – это путь, который поршень проходит от одной мертвой точки до другой (поворот коленчатого вала на 180о).

Радиус кривошипа (мотыля) R – это расстояние между рамовой и шатунной шейками коленвала. S = 2R.

Камера сжатия, или КС (Vc) – внутренний объем, заключенный между стенками цилиндра, цилиндровой крышкой и днищем поршня при нахождении в ВМТ.

Рабочий объем цилиндра (Vs) – объем, который описывает поршень за один ход.

Степень сжатия (ε) – это отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания:

ε =

Va

=

Vc +Vs

=1

+

Vs

.

Vc

 

 

 

 

Vc

Vc

Степень сжатия показывает, во сколько раз сжимается воздух или горючая смесь при перемещении поршня из НМТ в ВМТ. Этот параметр оказывает большоевлияниенарабочийпроцессвдвигателеиего показатели.

Совокупность последовательных процессов, периодически повторяющихся в цилиндре двигателя и обеспечивающих его работу, называют рабочим циклом двигателя. Отдельная часть рабочего цикла, происходящая за один ход поршня, именуется тактом.

20

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.