Aby opisać podstawowe definicje stosowane w silnikach, należy rozważyć schemat jednocylindrowego silnika tłokowego spalanie wewnętrzne (Rysunek 4) z centralnym mechanizmem korbowym (gdy oś cylindra przecina osie sworznia tłokowego i wału korbowego).
Górny martwy punkt (TDC) - położenie tłoka w cylindrze, w którym odległość od niego do osi wału korbowego silnika jest największa.
Najniższe martwe centrum (BDC) - położenie tłoka w cylindrze, w którym odległość od niego do osi wału korbowego silnika jest najmniejsza.
Skok tłoka S (m) Jest to odległość wzdłuż osi cylindra między martwymi punktami. Przy każdym skoku tłoka wał korbowy obraca się o pół obrotu, czyli o kąt 180 °, dlatego skok tłoka jest równy dwóm promieniom wału korbowego wału korbowego: S = 1r.
Objętość robocza cylindra Vh, (m 3) - objętość cylindra, zwolniona przez tłok przy przechodzeniu z TDC do NМТ:
gdzie D- średnica cylindra, m.
Objętość komory kompresji V c(m 3) to objętość przestrzeni nad tłokiem umieszczonym w GMP.
Pełna pojemność cylindra V а(m 3) jest sumą objętości roboczej cylindra i objętości komory sprężania, tj. objętości przestrzeni nad tłokiem w BDC:
V a = V h + V c
Litry: silnik K l (l) - to całkowite przemieszczenie cylindrów, wyrażone w litrach:
V Ë = 10 3 V h i
gdzie i - liczba cylindrów silnika.
Ryc. 4. Schemat silnika spalinowego:
a - tłok w BMT; b - tłok w Н МТТ
Stopień kompresji e jest stosunkiem całkowitej objętości cylindra do objętości komory kompresji:
e = V a/ V c
W konsekwencji stopień kompresji jest liczbą abstrakcyjną, która pokazuje, ile razy całkowita objętość cylindra jest większa niż objętość komory kompresji.
Podczas pracy silnika spalinowego o ruchu posuwisto-zwrotnym w jego cylindrze występuje szereg okresowo powtarzających się procesów, w których zmienia się stan płynu roboczego (gazu).
Cykl operacyjny silnika - zespół kolejnych procesów (dolot, sprężanie, spalanie, rozprężanie i uwalnianie), w wyniku których energia spalanego paliwa zamieniana jest na energię mechaniczną ruchu postępowego tłoka.
Takt - część cyklu operacyjnego podczas ruchu tłoka z jednego punktu martwego do drugiego. Warunkowo przyjmujemy, że suw występuje w jednym suwie tłoka.
Silniki, w których cykl roboczy wykonywany jest w czterech suwach (suwach) tłoka lub dwóch obrotach wału korbowego, nazywa się czterosuwem. Silniki, w których cykl roboczy jest wykonywany dla dwóch suwów tłoka lub jednego obrotu wału korbowego, nazywa się dwusuwem.
Cykl roboczy silnika czterosuwowego z zewnętrznym tworzeniem mieszanki.
Przyjrzyjmy się szczegółowo każdemu cyklowi.
Cykl indukcyjny. Tłok 3 (figura 5, a) jest napędzany od wału korbowego / przez pręt łączący 2. Tłok przemieszcza się od TDC do BDC, wytwarzając podciśnienie w cylindrycznym wgłębieniu 7 ponad tłokiem. Zawór wlotowy 5 zostaje otwarte, a cylinder przez rurkę wlotową i gaźnik (lub wtryskiwacz lub mieszalnik) komunikuje się z atmosferą. Pod wpływem różnicy ciśnień powietrze przepływające przez gaźnik (wtryskiwacz, mieszacz) miesza się z paliwem, tworząc palną mieszaninę, która wypełnia cylinder 7 zanim tłok znajdzie się w HMT.
Ryc. 5. Cykl roboczy jednocylindlowego silnika czterosuwowego z zewnętrznym tworzeniem mieszanki:
a - Skok wlotowy; b - suw sprężania; w- cykl zegara; g - cykl rytmiczny; 1 - łukowaty wał; 2 - korbowód; 3 - tłok; 4-wylotowy zawór; 5- zawór wlotowy; 6 - iskrowa świeca zapłonowa; 7-cylindrowy
W tym momencie zawór wlotowy zamyka się. Palna mieszanina, wypełniająca cylinder, jest mieszana z pozostałymi produktami spalania z poprzedniego cyklu i tworzy roboczą mieszaninę. Ciśnienie na końcu suwu zasysania wynosi 0,07 ... 0,09 MPa, temperatura mieszaniny roboczej wynosi 330 ... 390 K.
Wskaźnik kompresji (Rysunek 5, b). Przy dalszym obrocie wału korbowego 1 tłok przesuwa się z HMT do GMP. W tym przypadku zawory 5 i wylot 4 są zamknięte. Tłok spręża mieszankę roboczą w cylindrze podczas ruchu. W suwie sprężania składniki mieszaniny roboczej są dobrze wymieszane i ogrzewane. Ciśnienie na końcu suwu sprężania wzrasta, osiągając 0,9 ... 1,2 MPa, a temperatura wynosi 500 ... 700 K. Pod koniec suwu sprężania pojawia się iskra elektryczna między elektrodami świecy zapłonowej 6, z której zapala się robocza mieszanina. W procesie spalania paliwa uwalniana jest duża ilość ciepła, ciśnienie produktów spalania w cylindrze wzrasta do 3 ... 4,5 MPa, a temperatura - do 2700 K.
Cykl ekspansji (Rysunek 5, c). Oba zawory są zamknięte. Pod wpływem ciśnienia produktów spalania tłok przemieszcza się z TDC na HMT, a poprzez korbowód 2 napędza wał korbowy 1, to znaczy, że przydaje się on do pracy. Na końcu suwu rozprężania ciśnienie produktów spalania w cylindrze spada do 0,3 ... 0,4 MPa, a temperatura spada do 1200 ... 1400 K.
Cykl zwalniania. Gdy tłok 3 zbliża się do BDC, zawór wydechowy 4 otwiera się i gazy wydechowe są usuwane z cylindra do atmosfery przez nadciśnienie przez rurę wydechową. Gdy tłok przesuwa się z HMT do GMP (Rysunek 5, d), wypycha pozostałe gazy spalinowe z cylindra. Pod koniec suwu tłoczenia ciśnienie w cylindrze wynosi 0,11 ... 0,12 MPa, a temperatura wynosi 700 ... 1000 K.
Cykl roboczy czterosuwowego silnika wysokoprężnego.
a b c d
Ryc.6. Cykl roboczy jednocylindlowego czterosuwowego silnika wysokoprężnego: a- Skok wlotowy; b - suw sprężania; w - takt ekspansji; g - skok wyjścia, 1 - wał korbowy; 2 - korbowód; 3 - tłok; 4 - pompa paliwowa; 5 - zawór wlotowy; 6 - wtryskiwacze; 7-wylotowy zawór; 8 - cylinder
W przeciwieństwie do silnika z zewnętrznym mieszaniem w cylindrze diesla, powietrze i paliwo są wprowadzane osobno.
Cykl indukcyjny. Tłok 3 (rysunek 6, a), uruchamiany z wału korbowego 1 za pomocą korbowodu 2, przemieszcza się z GMP do HMT. Zawór wlotowy 5 jest otwarty i powietrze wchodzi cylinder 8, które to ciśnienie jest równe na końcu skoku 0,08 ... 0,09 MPa (w przypadku, bez podwyższonego ciśnienia), a temperatura - 320 ... 340 K.
Wskaźnik kompresji. Oba zawory są zamknięte. Gdy tłok przemieszcza się od DMP do GMP (fig. 6B) powietrza uwięzionego w butli jest sprężany do ciśnienia 3,5 ... 4 MPa, ponieważ silniki Diesla, stopień sprężania 14 ... 18. osiągnie temperaturę powietrza 750 ... 950 K. Przekracza to temperaturę samozapłonu paliwa. Gdy położenie tłoka jest zbliżone do GMP, wytwarza się wysokociśnieniowe sproszkowane paliwo wstrzykiwane do cylindra 8 przez wtryskiwacz 6 pompa paliwowa 4 wysokiego ciśnienia.
Paliwo wtryskiwane do cylindra miesza się z ogrzewanego powietrza i gazów resztkowych z poprzedniego cyklu formowania mieszanki roboczej. Większość paliwa zapala się i pali, ciśnienie gazów w cylindrze w tym samym czasie osiąga 5,5 ... 9 MPa, a temperatura wynosi 1900 ... 2400 K.
Cykl ekspansji. Oba zawory pozostają zamknięte. Tłok porusza się pod ciśnieniem z GMP do NMT (rysunek 6, c), podczas gdy reszta paliwa pali się. Wał korbowy 7, poprzez korbowód 2 z tłoka, przechowuje energię uzyskaną przez spalanie roboczej mieszaniny. Pod koniec suwu rozprężania ciśnienie gazów spada do 0,2 ... 0,3 MPa, a temperatura spada do 900 ... 1200 K.
Cykl zwalniania. Zawór wylotowy 7 otwiera się. Tłok przesuwa się z HMT do GMP (rysunek 6, d) i poprzez otwarty zawór wypycha gazy spalinowe z cylindra do atmosfery. Pod koniec taktu ciśnienie gazów w cylindrze wynosi 0,11 ... 0,12 MPa, a temperatura wynosi 650 ... 900 K.
Podczas obróbki motocyklowych opisano tylko suw rozprężania tłok porusza się pod wpływem ciśnienia gazu i prętem obrotowo napędza wał korbowy, który na tylnym końcu, który jest dołączony do masowe koła zamachowego. To koło zamachowe i magazynuje energię paliwa palnego. Podczas wykonywania pozostałych pomiarów - zwolnienia, zasysania i ściskania - tłok porusza się z powodu energii kinetycznej zgromadzonej przez koło zamachowe.
Czym jest ICE?
Silnik spalinowy to maszyna, która zamienia energię cieplną w pracę mechaniczną. Praca wszystkich silników składa się z kilku cykli po dwie lub cztery. Takie silniki są nazywane - dwusuwowe i czterosuwowe.
Sekwencja cykli w silnikach czterosuwowych:
1. wlot powietrza (diesel) lub jego mieszanina z paliwem (benzyna);
2. Kompresja mieszaniny roboczej;
3. Skok roboczy podczas spalania mieszaniny roboczej;
4. Uwolnienie spalin.
Wszystkie silniki wewnętrznego spalania składają się z kilku podstawowych mechanizmów:
1. Mechanizm dystrybucji gazu (rozrządu);
2. Mechanizm korbowy (CCM);
Dwa główne mechanizmy są połączone mechanicznie za pomocą mechanizmu zegarowego.
Mechanizm regulacji czasu służy do dostarczania na czas mieszanki paliwowo-powietrznej, a także do usuwania spalin z cylindrów silnika. Cała praca rozrządu jest związana z uderzeniami silnika i rozproszona pod pewnymi kątami położenia wału korbowego. Mechanizm rozrządu uruchamia się na różne sposoby, ale wszystkie pochodzą z trzpienia wału korbowego. Zwykle włączone samochody napęd rozrządu odbywa się za pomocą paska zębatego lub łańcucha, na ciężarówkach za pomocą przekładni zębatej. Oczywiście elastyczny pas posiada liczne wady: niską żywotność, długość, co powoduje zmianę mechanizmu zakłócony przerywaną taśmy podczas pracy, itp Przekładnia łańcuchowa jest pozbawiona większości tych wad, ale wciąż ma swój własny - wysoki poziom hałasu, wysokie koszty naprawy. Ale nie zapominaj, że żywotność łańcucha jest znacznie wyższa niż napęd pasowy. Ten rodzaj napędu, w biegu, obecnie stosowane tylko w samochodach ciężarowych i podczas operacji wymaga prawie żadnej uwagi, ale również nie jest bez wad: wysoki poziom hałasu (stosując przekładnię zębatą czołową) oraz bardzo wysokie koszty napraw. Wszystkie niedociągnięcia w zestawie przekładni zaczynają pojawiać się przy bardzo dużych przebiegach, z reguły samochód nie żyje, aby zobaczyć ten moment.
Mechanizm korbowy (CWG) służy do przekształcenia ruchów posuwisto-zwrotnych w obrotowe. Mechanizm ten składa się z kilku podstawowych ruchomych części: wału korbowego, korbowodu, tłoka, sworznia tłokowego, koła zamachowego. Tłok wykonuje ruchy posuwisto-zwrotne, naciska na mieszankę roboczą w czasie ekspansji, kompresji, cyklu uwalniania. Tłok przekazuje siłę z gazów do korbowodu, a także odbiera siłę z korbowodu w momencie kompresji. Tłok jest zwykle wykonany ze stopów aluminium - takie podejście jest konieczne w celu zmniejszenia ciężaru części i zwiększenia współczynnika strat ciepła. Korba - główną cechą wyróżniającą korbowodu jest jego połączony ruch. Górna głowica umożliwia jedynie z ruchem posuwisto-zwrotnym drążek tłoka i dolną głowicę - ruch obrotowy wraz z zaczepu korbowego wału korbowego. Ponadto, łącznik przekazuje inny wektor siły w sprężania przenoszony jest z wału korbowego na tłoku, i vice versa, w suwie rozprężania, przez tłok do wału korbowego. Wał korbowy - ta część CSF jest najważniejsza, odpowiada za znaczną część obciążeń: skręcanie, zginanie, ścinanie itp. Niezawodność wału korbowego jest bardzo ważna, dlatego nakłada się na nią wiele wymagań i odbywa się przy znaczącym współczynniku bezpieczeństwa. Koło zamachowe służy do wygładzania nierówności obrót wału korbowego (nierówności uzyskuje się dzięki różnicy sił korby, w zależności od cykli) i przedstawia baterię (akumulator) energię kinetyczną. Zwykle koło zamachowe jest masywnym wirującym kołem.
Części stałe obejmują blok cylindrów, tuleje cylindrowe, nakładki na wewnętrznej szyi.
Mechanizm (CCM) działa w bardzo trudnych warunkach i odpowiednio przewyższa większość innych.
Układ zasilania silników spalinowych.
Jak wiadomo, silnik spalinowy pracuje na energii cieplnej. Energię cieplną można uzyskać na wiele sposobów, jednym z takich sposobów jest spalanie naturalnego paliwa (benzyny, oleju napędowego, nafty itp.) W komorze spalania silnika. Benzyna jest produktem rafinacji ropy naftowej, najlżejszą frakcją oleju produkowanego przy użyciu technologii hydrokrakingu. Olej napędowy (popularnie zwany olejem napędowym) jest cięższym produktem destylacji ropy naftowej. Silnik spalinowy jest zwykle zorientowany na określony rodzaj paliwa - benzyny lub oleju napędowego. Ale są też typy silników, które mogą wykorzystywać różne rodzaje paliwa jako chłodziwo, zazwyczaj takie silniki są używane w sprzęcie wojskowym. Aby użyć tego paliwa w silnikach spalinowych, potrzebny jest system zasilania i system zasilania. Układ zasilania służy do doprowadzania paliwa do komory spalania (diesel) lub do przygotowywania mieszaniny roboczej w komorze bez spalania (silnik benzynowy), zwykle w układzie wtryskiwaczy lub gaźniku. W silnikach wysokoprężnych układ napędowy jest bardzo złożony, a jego praca polega na podawaniu wysokociśnieniowego napylanego paliwa do komory spalania, gdzie w przyszłości następuje całkowite (teoretyczne) spalanie z wydzielaniem ciepła. Układ wtryskiwaczy jest układem formowania mieszaniny zewnętrznej, tworzenie mieszaniny roboczej odbywa się poza komorą spalania, zwykle w kolektorze dolotowym. W chwili obecnej systemy z bezpośrednim wlotem są coraz częściej stosowane, działanie takiego układu jest bardzo podobne do działania silników Diesla, ale algorytm jego działania różni się radykalnie od oleju napędowego. Mieszanka gaźników jest najbardziej przestarzałym rodzajem powstawania mieszanin i, z zasady, jest dziś rzadko wykorzystywana, jednak w ciężarówkach ten typ systemu zasilania w dalszym ciągu jest wykorzystywany.
Zalety i wady
Jest to nisko wydajna maszyna cieplna, która może przekształcić tylko 20-30% energii cieplnej paliwa w użyteczną pracę. - bardziej skuteczne urządzenie, ma zwykle wartość współczynnika wydajności 30-40% turbodoładowaniem silników wysokoprężnych międzystopniowo niż 50% (np MAN S80ME-C7 wydaje tylko 155 g na kWh, uzyskując wydajność 54,4%). Silnik wysokoprężny, ze względu na zastosowanie wtrysku wysokociśnieniowego, nie narzuca wymagań dotyczących lotności paliwa, co umożliwia zastosowanie w nim olejów ciężkich o niskiej jakości. Silnik wysokoprężny nie może się rozwijać z dużą prędkością - mieszanina nie ma czasu na wypalenie w cylindrach. Prowadzi to do spadku mocy silnika na 1 litr objętości, a co za tym idzie do spadku mocy właściwej na 1 kg masy silnika. To spowodowało niewielką rozprzestrzeniania silników wysokoprężnych w samolocie (tylko w niektórych bombowców Junkers, a także radziecki ciężki bombowiec Pe-8 i EP-2, jest wyposażony diesel lotnictwo AH-30 i AH-40 Struktura i A.D.Charomskogo T.M.Melkumova) . Przy maksymalnej mocy roboczej mieszanina oleju napędowego nie wypala się, co powoduje uwalnianie chmur sadzy ("lokomotywa daje niedźwiedzia"). Silnik Diesla nie ma przepustnicy, regulacja mocy odbywa się poprzez regulację ilości wtryskiwanego paliwa. Prowadzi to do zmniejszenia ciśnienia w cylindrach przy niskich obrotach. Ponieważ diesel wytwarza wysoki moment obrotowy przy niskich obrotach, co sprawia, że samochód z silnikiem Diesla jest bardziej "responsywny" w ruchu niż podobny samochód z silnikiem benzynowym. Z tego powodu większość ciężarówki wyposażone w silniki Diesla. Jest to również zaletą w silnikach statków morskich, ponieważ wysoki moment obrotowy przy niskich obrotach ułatwia efektywne wykorzystanie mocy silnika.
Schemat silnika wysokoprężnego z wolnym kołem
W porównaniu do silników benzynowych, gazy spalinowe z silnika Diesla, zwykle mniej tlenku węgla (CO), ale teraz w połączeniu z zastosowaniem katalizatorów w silnikach benzynowych tego korzyść nie jest tak widoczna. Główne gazów toksycznych, które są obecne w spalinach w znacznych ilościach, są węglowodory (HC lub CH), tlenki (tlenki), azotu (NOx) i sadzę (lub jego pochodnych), w postaci czarnej dymu. Mogą prowadzić do astmy i raka płuc. Najbardziej zanieczyszczającą atmosferę stanowią ciężarówki z silnikami wysokoprężnymi i autobusy, które często są stare i nieuregulowane.
Innym ważnym aspektem związanym z bezpieczeństwem jest to olej napędowy nieulotne (czyli łatwo odparować), a więc silniki wysokoprężne prawdopodobieństwo vosgoraniya jest znacznie mniej, tym bardziej, że system nie jest używany w nich zapłon . Wraz z wysoką wydajność paliwa spowodowane jest powszechne stosowanie zbiorników diesla jak w niebojowych codziennie operacja zmniejsza ryzyko wystąpienia pożaru w komorze silnika z powodu wycieku paliwa. Dolny silnik napędowy palności w warunkach bojowych jest mit od penetracji pocisku opancerzenia lub jego fragmenty mają znacznie wyższą temperaturę niż temperatura lampy par paliwa do silników wysokoprężnych, a także w stanie bez trudu w celu zapalenia paliwa wyciekającego. Detonacji mieszanki oleju napędowego par paliwa z powietrzem w przebitym zbiornika paliwa jest porównywalna z jego skutkami eksplozji amunicji, a w szczególności, T-34, to prowadzi do rozerwania spoin i górnej części przedniej obudowy knockout opancerzonego. Z drugiej strony, silnik wysokoprężny w zbiorniku gorszej gaźnika pod względem konkretnej mocy (mocy od masy jednostkowej silnika), ale dlatego, że w niektórych przypadkach (dużej mocy z małej objętości komory silnika) mogą być bardziej korzystne jest stosowanie dokładnie gaźnik jednostki mocy.
Oczywiście występują wady, między innymi charakterystyczne stukanie silnika Diesla podczas jego pracy i oleistość paliwa. Są one jednak zauważane głównie przez właścicieli samochodów z silnikami wysokoprężnymi, a dla osoby z zewnątrz są prawie niewidoczne.
Oczywiste wady silników wysokoprężnych jest konieczność stosowania dużej mocy rozrusznika, mętność i krzepnięcia oleju napędowego w niskich temperaturach, złożoności aparatury paliwowej dekoracji, ponieważ pompy wysokociśnieniowe urządzenia produkowane są z dużą dokładnością. Ponadto silniki wysokoprężne są wyjątkowo wrażliwe na zanieczyszczenie paliwa cząsteczkami mechanicznymi i wodą. Takie zanieczyszczenie bardzo szybko sprzęt paliwowy nieczynne. Naprawa silników samochodowych, są na ogół znacznie droższe naprawy silników benzynowych o podobnej klasie. Silniki wysokoprężne pojemność litrowe również zazwyczaj daje podobne silniki benzynowe wydajność, choć silniki wysokoprężne mają bardziej gładką moment w jej zasięgu operacyjnym. Wskaźniki środowiskowe silników wysokoprężnych do niedawna były znacznie gorsze od silników benzynowych. W klasycznych silników wysokoprężnych sterowanego mechanicznie wtrysku paliwa może pomieścić utleniający zobojętniające gazów wydechowych ( „katalizator” w języku narodowym) pracuje przy temperaturze gazów spalinowych powyżej 300 ° C, który utlenia się tylko na CO i CH w nieszkodliwe dla człowieka dwutlenku węgla (CO2) i wodą. Ponadto przed konwerterami danych z zamówienia na skutek zatrucia związków siarki (związki siarki w gazach spalinowych, zależy od ilości siarki w oleju napędowego) i osadzanie się sadzy na powierzchni cząstek katalitycznych. Sytuacja zaczęła się zmieniać dopiero w ostatnich latach wraz z wprowadzeniem silników Diesla tak zwanych «Common-rail» System.
W tego typu silnikach wysokoprężnych wtrysk paliwa jest wykonywany przez sterowane elektrycznie wtryskiwacze. Sterujący impuls elektryczny jest dostarczany przez elektroniczną jednostkę sterującą odbierającą sygnały z zestawu czujników. Czujniki monitorują również różne parametry silnika, które wpływają na czas i częstotliwość impulsu paliwa. Tak więc złożoność sovremennyy- i ekologicznie czysty jak benzinovyy- silnikiem wysokoprężnym nie jest gorsza od swoich kolegów benzynowych oraz szeregu parametrów złożoności i znacznie przewyższa go. Na przykład, jeśli ciśnienie paliwa wtryskiwaczy konwencjonalnym silnikiem wysokoprężnym z mechanicznym wtryskiem paliwa wynosi od 100 do 400 bar, w najnowszych systemach «common-rail» to jest w zakresie od 1000 do 2500 barów, co pociąga za sobą znaczne problemy. Również układ katalityczny nowoczesnego diesla transportowej jest dużo trudniejszy w silnikach benzynowych, jak katalizator musi „umieć” do pracy w warunkach niestabilnego składu spalin, aw niektórych przypadkach wymagać wprowadzenia tak zwanego „filtr cząstek stałych”. „Filtr cząstek stałych” jest podobna do konwencjonalnej strukturze katalizatora, który jest zainstalowany pomiędzy kolektorem wydechowym silnika wysokoprężnego i katalizatora w strumieniu spalin. Filtr cząstek stałych tworzy wysoką temperaturę, przy której cząstki sadzy są w stanie utlenić resztkowego tlenu zawartego w gazach spalinowych. Jednakże część sadzy nie zawsze utleniany, a pozostaje w „filtr cząstek stałych silnika Diesla”, dlatego też program jednostka sterująca okresowo musi silnika czysty „filtr cząstek stałych silnika Diesla” przez trybie tak zwanej „postinzhektsii”, to znaczy wstrzyknięcie dodatkowego paliwa do cylindrów, pod koniec fazy spalania ze względu na Podnieś temperaturę gazów i odpowiednio wyczyść filtr, spalając nagromadzoną sadzę. De facto standardem w budowie silników wysokoprężnych transportu była obecność turbosprężarki, i w ostatnich latach-i tak zwanej „chłodnicy” - to znaczy, że urządzenie chłodzące turbosprężarkę sprężonego powietrza. Doładowanie może podnieść szczególnych cech zasilane silniki wysokoprężne masowych, ponieważ pozwala na cykl pracy pominąć więcej powietrza poprzez cylindrów.
Zasadniczo konstrukcja silnika wysokoprężnego jest podobna do konstrukcji silnik benzynowy. Jednak podobne szczegóły dotyczące silnika wysokoprężnego są zwykle cięższe i bardziej odporne wysokie ciśnienia kompresja, która ma miejsce w silniku Diesla. Głowice tłokowe są jednak specjalnie zaprojektowane do spalania w silnikach wysokoprężnych i są często (ale nie zawsze) zaprojektowane do zwiększenia stopnia sprężania. Ponadto, głowice tłokowe w silnik diesla znajdują się powyżej górnej płaszczyzny bloku cylindrów, gdy tłok znajduje się w górnej części suwu. W wielu przypadkach głowice tłoków zawierają komorę spalania.
Eugene Vdovin 2017 rok.
Pytanie 2. Ogólny układ i działanie silników spalinowych
Silnik - Maszyna, która przekształca każdy rodzaj energii w pracę mechaniczną. Większość nowoczesnych samochodów ma tłokowe silniki spalinowe (ICE). Ciepło uwalniane podczas spalania paliwa w cylindrach jest przekształcane w pracę mechaniczną. Silnik jest źródłem energii mechanicznej, która jest niezbędna do ruchu samochodu.
Klasyfikacja silników. ICE jest klasyfikowany zgodnie z następującymi cechami:
według nazwy - transport i stacjonarny;
sposób wykonania cyklu roboczego to cztero- i dwusuwowy;
sposób tworzenia mieszaniny z formowaniem mieszaniny zewnętrznej (benzyna i gaz) i formowaniem mieszaniny wewnętrznej (silniki Diesla);
metoda zapłonu mieszaniny roboczej - z wymuszonym zapłonem iskry elektrycznej (benzyny, gazu itd.) i zapłonem samoczynnym, tj. z samozapłonem (silniki Diesla);
rodzaj używanego paliwa - praca na benzynie, ciężkim oleju napędowym (silniki Diesla), sprężonym lub skroplonym gazie, inne rodzaje paliwa;
liczba cylindrów - jedno i wielocylindrowa (dwu-, trzy-, cztero-, sześcio-, ośmiocylindrowa itp.);
rozmieszczenie cylindrów - jednorzędowe z pionowym układem cylindrów lub z nachyleniem osi cylindrów do pionu o 20 ... 40 °; Dwurzędowy w kształcie litery V z rozmieszczeniem cylindrów pod kątem i przeciwnie do przeciwnego poziomego ułożenia cylindrów pod kątem 180 °;
sposób napełniania cylindrów świeżym ładunkiem - bez ładowania (napełnianie odbywa się z powodu rozrzedzenia powstałego w cylindrze, gdy tłok porusza się od górne martwe centrum (VMT) do dolnego martwego punktu (nmT)) i doładowania (napełnianie cylindra świeżym ładunkiem odbywa się pod ciśnieniem, które jest wytwarzane przez sprężarkę);
metoda chłodzenia - z chłodzeniem cieczą i powietrzem.
Komponenty silników. Silnik spalinowy o ruchu posuwisto-zwrotnym składa się z mechanizmów korbowo-prętowych i rozdzielania gazu oraz układów chłodzenia, smarowania, podawania, zapłonu, rozruchu.
Mechanizm korbowy (KSHM) odczuwa ciśnienie gazów i przekształca prostoliniowy ruch posuwisto-zwrotny tłoka w ruch obrotowy wału korbowego.
Mechanizm dystrybucji gazu (GRM) jest przeznaczony do terminowego otwierania i zamykania zaworów, które są niezbędne do wejścia do cylindra mieszanki paliwa (gaźnika i silnika gazowego) lub powietrza (silniki Diesla) i spalin.
System zasilania służy do oddzielnego dostarczania paliwa i powietrza do cylindrów do silników wysokoprężnych lub do przygotowania palnej mieszanki z drobno rozproszonego paliwa i powietrza oraz do dostarczenia mieszaniny do cylindrów gaźnika lub silnika gazowego.
Układ chłodzenia zapewnia normalny tryb termiczny silnika.
Układ smarowania służy do dostarczania środka smarnego do powierzchni trących w celu zmniejszenia tarcia, zmniejszenia zużycia i usunięcia ciepła z kontaktujących się powierzchni.
Układ zapłonowy zapewnia zapłon mieszaniny roboczej w silnikach gaźnika i gazu.
System startowy służy do obracania wału korbowego silnika, gdy jest on uruchamiany.
Podstawowe pojęcia i definicje. Główne parametry silnika: średnica cylindra, skok tłoka i liczba cylindrów. Przy jednym obrocie wału korbowego silnika (rysunek 6) tłok wykonuje jeden skok w dół i jeden skok w górę. Zmiana kierunku ruchu tłoka w cylindrze występuje w dwóch skrajnych punktach zwanych martwymi. Rozważa się skrajne górne położenie tłoka górne martwe centrum (VMT), jego ekstremalnie niższe położenie - dolne martwe centrum (NMT). Odległość przebyta przez tłok od VMT. przed nm, nazywa się skok tłoka S, który jest dwa razy większy od promienia korby R: S = 2R.
Ryc. 6. Schemat wyznaczania głównych parametrów silnika
Gdy tłok przemieszcza się z jednego martwego punktu do drugiego, wał korbowy obraca się o kąt 180 °, tj. sprawia, że połowa obrotów. Przestrzeń nad dnem tłoka, gdy znajduje się w liczniku. jest a komora spalania. Jego objętość jest oznaczona jako Vs. Przestrzeń między cylindrami między dwoma punktami martwymi c (nmt i dm) jest wywołana objętość robocza i oznaczane jako Vh. Suma objętości komory spalania Vc i objętości roboczej Vh wynosi całkowita pojemność cylindra, oznaczony przez V a.
Objętość robocza cylindra, cm 3 lub l,
V h = π · D 2 S / 4,
gdzie D jest średnicą cylindra, cm 3 lub dm.
Suma wszystkich objętości roboczych cylindrów silnika wielocylindrowego jest nazywana pojemność silnika lub pojemność skokowa:
V h = π · D 2 S · i / 4,
gdzie i jest liczbą cylindrów.
Stosunek całkowitej objętości cylindra Va do objętości komory spalania Vc wynosi współczynnik kompresji:
ε = V a / V c lub ε = (V c + V h) / V c.
Stopień kompresji jest bezwymiarową ilością, która pokazuje, ile razy objętość roboczej mieszaniny lub powietrza w cylindrze spada, gdy tłok odsuwa się od NMT. do id. Im wyższy stopień sprężania, tym wyższa temperatura i ciśnienie mieszaniny roboczej po zakończeniu kompresji.
Wraz ze wzrostem stopnia kompresji zwiększa się moc i zużycie paliwa silnika. Jednakże wzrost stopnia sprężania silników gaźnika jest możliwy tylko do pewnych wartości, powyżej których występuje przedwczesne samozapłon i wybuchowe spalanie (detonacja) mieszaniny roboczej, co zmniejsza sprawność silnika. Różne rodzaje paliw płynnych i gazowych mają różne temperatury samozapłonu, więc rodzaj paliwa, na którym pracuje silnik, określa granice jego stopnia sprężania. Silniki samochodowe napędzane benzyną (silniki gaźnikowe) mają współczynnik sprężania 6 ... 10, gaz - 7 ... 9 i silniki Diesla - 15 ... 20.
Klasyfikacja ICE
ICE - zestaw mechanizmów, węzłów i systemów, które zamieniają energię cieplną paliwa w pracę mechaniczną.
Klasyfikacja Silniki cieplne są wytwarzane na podstawie charakterystyki klasyfikacyjnej. Odzwierciedlają one cel, cechy konstrukcyjne cyklu roboczego i charakterystykę działania różnych rodzajów drewna, fizyczny charakter ich pracy i inne charakterystyczne właściwości.
1) Według rodzaju używanego paliwa:
·
dwa, pracujące na paliwach płynnych (benzyna, nafta, olej napędowy), były na ropie naftowej, alkoholu.·
dwóch, pracujących na paliwach gazowych.2) Przy okazji cyklu roboczego:
·
2-suwowy - pełny slave. cykl w jednym cylindrze. na 2 uderzenia (skok tłoka), tj. za 1 obrót wału korbowego,·
4-suwowy - pełny niewolnik. cykl w jednym cylindrze. na 4 suwy (skok tłoka), tj. na 2 obroty wału korbowego,3) Metodą tworzenia mieszaniny:
·
z zewnętrznym tworzeniem mieszaniny (gaźnik i gazy),·
z mieszaniem wewnętrznym (matrycami i wtryskiem bezpośrednim)4) Za pomocą metody zapłonu mieszaniny roboczej:
·
z wymuszonym zapłonem mieszaniny (gaźnik, silniki z bezpośrednim wtryskiem lekkich paliw);·
z zapłonem samoczynnym (diesle).5) Przez liczbę i rozmieszczenie cylindrów:
·
jeden, dwa, trzy, itd. cylinder;·
pojedynczy rząd, podwójny rząd6) Za pomocą metody chłodzenia cylindrów:
·
z płynnym chłodzeniem;·
z chłodzeniem powietrzem.Podstawowe pojęcia i definicja ICE
(narysuj zdjęcie cylindra-tłoka, suwu, punktu, objętości)
Martwe punkty imię. takie położenia LRW, w których są zbieżne w kierunku osi korby i korbowodu. W martwych punktach tłok zmienia kierunek ruchu. Prędkość tłoka w MT wynosi zero. Położenie tłoka, przy którym jest on maksymalnie usunięty z osi wału korbowego - ВМТ. Położenie tłoka, przy którym jest on minimalnie usunięty z osi wału korbowego - НМТ.
Odległość wzdłuż osi cylindra między TDC i BDC jest wywoływana skok tłoka (S): S=2 R. Odległość od osi wału korbowego do czopa korbowego - średnica korbyZostaje wywołana objętość uwolniona przez tłok przy przenoszeniu go z TDC na NMT objętość robocza cylinder ( V n): . Oblicza się sumę objętości roboczych wszystkich cylindrów silnika wyrażoną w litrach przesunięcie silnikaObjętość powyżej tłoka w jego położeniu w GMP jest nazywana objętość komory kompresji(spalanie). Objętość utworzona powyżej tłoka w jego pozycji w NMT nazywana jest całkowitą objętością cylindra: V a= V c+ V n
Stosunek całkowitej objętości cylindra do objętości komory kompresji wynosi stopień sprężania: ε= V a/ Vc. Stopień kompresji pokazuje, ile razy objętość mieszaniny roboczej lub powietrza zmniejsza się, gdy tłok przemieszcza się z HMT do TDC. Mieszanina paliwa i powietrza wpływająca do cylindra z zewnętrznym tworzeniem mieszaniny - palna mieszanina. Powietrze lub palna mieszanina wchodząca do cylindra przez 1 cykl roboczy - świeży ładunek. Produkty spalania pozostałe w cylindrze - z pozostałymi (zużytymi) gazami. Mieszanina świeżego ładunku z resztkowymi gazami jest mieszaniną roboczą. Zapłon mieszaniny roboczej w gaźniku. dwa. wyprodukowane przez e-mail. iskra generowana między elektrodami świecy zapłonowej. W diesel dv. Mieszanka robocza spontanicznie rozpala się od temperatury powietrza ogrzanego w cylindrze ze względu na wysoki stopień sprężania.