Një motor nxehtësie i bazuar në një parim të ri termodinamik. Ndikimi i temperaturës në motorin me djegie në një ndryshim të vogël të temperaturës

Dërguar:

Duke marrë parasysh temën e marrjes së energjisë elektrike në terren, ne disi e humbëm plotësisht një konvertues të tillë të energjisë termike në energji mekanike (dhe më tej në energji elektrike), si motorët me djegie të jashtme. Në këtë përmbledhje, ne do të shqyrtojmë disa prej tyre që janë në dispozicion edhe për vetë-prodhim nga amatorë.

Në të vërtetë, zgjedhja e modeleve për motorë të tillë është e vogël - motorët me avull dhe turbinat, një motor Stirling në modifikime të ndryshme dhe motorë ekzotikë, siç janë ato me vakum. Tani do t'i heqim motorët me avull, sepse deri më tani asgjë nuk është bërë në madhësi të vogël dhe lehtësisht të përsëritshme, por ne do t'i kushtojmë vëmendje motorëve Stirling dhe atyre vakum.
Jepni klasifikimin, llojet, parimin e funksionimit, etj. Unë nuk do të jem këtu - kushdo që ka nevojë do t'i gjejë lehtësisht të gjitha në internet.

Në termat më të përgjithshëm, pothuajse çdo motor nxehtësie mund të mendohet si një gjenerator i dridhjeve mekanike që përdor një ndryshim potencial konstant (në këtë rast, termik) për funksionimin e tij. Kushtet e vetë-ngacmimit të një motori të tillë, si në çdo gjenerator, sigurohen nga reagimet e vonuara.

Kjo vonesë krijohet ose nga një lidhje e ngurtë mekanike përmes maniakut, ose me anë të një lidhjeje elastike, ose, si në një motor me "ngrohje të ngadaltë", me anë të inercisë termike të rigjeneruesit.

Në mënyrë optimale, nga këndvështrimi i marrjes së amplitudës maksimale të lëkundjeve, heqja e fuqisë maksimale nga motori, kur zhvendosja e fazës në lëvizjen e pistonave është 90 gradë. Në motorët me një mekanizëm fiksimi, ky ndërrim përcaktohet nga forma e maniakut. Në motorët ku një vonesë e tillë kryhet me anë të bashkimit elastik, ose inercisë termike, kjo zhvendosje fazore kryhet vetëm në një frekuencë të caktuar rezonante në të cilën fuqia e motorit është maksimale. Sidoqoftë, motorët pa mekanizëm fiksimi janë shumë të thjeshtë dhe për këtë arsye janë shumë tërheqës për tu prodhuar.

Pas kësaj hyrje të shkurtër teorike, mendoj se do të jetë më interesante të shikohen ato modele që janë ndërtuar në të vërtetë dhe që mund të jenë të përshtatshme për përdorim në kushte të lëvizshme.

YouTube përmban sa vijon:

Motori Stirling me temperaturë të ulët për ndryshime në temperaturë të ulët,

Motori Stirling për gradiente të mëdha të temperaturës,

Motor me "ngrohje të ngadaltë", emra të tjerë janë Lamina Flow Engine, motor termoakustik Stirling (edhe pse emri i fundit është i pasaktë, pasi ekziston një klasë e veçantë e motorëve termoakustikë),

Motori Stirling me piston të lirë (pistoni i lirë motori Stirling),

Motor vakumi (FlameSucker).

Pamja e përfaqësuesve më tipikë tregohet më poshtë.

Motori Stirling me temperaturë të ulët.

Motori Stirling me temperaturë të lartë.
(Nga rruga, fotografia tregon një llambë flakëruese të ndezur të mundësuar nga një ganerator i lidhur me këtë motor)

Lamina Flow Motor

Motor pa piston.

Motori me vakum (pompë flakë).

Le të shqyrtojmë secilin prej llojeve më në detaje.

Le të fillojmë me një motor me temperaturë të ulët Stirling. Një motor i tillë mund të funksionojë nga një ndryshim i temperaturës fjalë për fjalë disa gradë. Por fuqia e hequr prej tij do të jetë e vogël - fraksionet dhe njësitë e Watt.
Isshtë më mirë të vëzhgoni punën e motorëve të tillë në video, në veçanti, në faqet si YouTube, paraqiten një numër i madh i kopjeve të punës. Për shembull:

Motori Stirling me temperaturë të ulët

Në këtë model të motorit, pllakat e sipërme dhe të poshtme duhet të jenë në temperatura të ndryshme sepse njëri prej tyre është një burim nxehtësie, tjetri është një pije freskuese.

Lloji i dytë i motorëve Stirling tashmë mund të përdoret për të marrë energji në njësi apo edhe dhjetëra watt, gjë që është mjaft e mundshme për të furnizuar shumicën e pajisjeve elektronike në kushtet e fushës. Një shembull i motorëve të tillë është treguar më poshtë.

Motori i Stirlingut

Ka shumë motorë të tillë në YouTube, dhe disa janë bërë nga këto gjëra ... por ato funksionojnë.

Pushton me thjeshtësinë e saj. Diagrami i tij tregohet në figurën më poshtë.

Motor me ngrohje të ngadaltë

Siç është përmendur tashmë, prania e një fiksimi është gjithashtu opsionale këtu, është e nevojshme vetëm për të kthyer oscilimet e pistonit në rrotullim. Nëse heqja e energjisë mekanike dhe transformimi i saj i mëtejshëm kryhen duke përdorur skemat e përshkruara tashmë, atëherë dizajni i një gjeneratori të tillë mund të dalë shumë, shumë i thjeshtë.

Motori Stirling me piston falas.
Në këtë motor, pistoni i zhvendosur është i lidhur me pistonin e forcës përmes një lidhjeje elastike. Në këtë rast, në frekuencën rezonante të sistemit, lëvizja e tij mbetet prapa lëkundjeve të pistonit të energjisë, e cila është rreth 90 gradë, e cila kërkohet për ngacmimin normal të një motori të tillë. Në fakt, merret një gjenerator i dridhjeve mekanike.

Motor vakum, ndryshe nga të tjerët, ai përdor efektin në punën e tij ngjeshja gaz kur ftohet. Funksionon si më poshtë: së pari, pistoni thith flakën e ndezësit në dhomë, pastaj valvula e lëvizshme mbyll vrimën e thithjes dhe gazi, ftohja dhe kontraktimi, e detyron pistonin të lëvizë në drejtim të kundërt.
Funksionimi i motorit ilustrohet në mënyrë të përsosur nga videoja e mëposhtme:

Diagrami i funksionimit të motorit vakum

Dhe më poshtë është vetëm një shembull i një motori të prodhuar.

Motor vakumi

Më në fund, vërejmë se megjithëse efikasiteti i motorëve të tillë shtëpiak është, në rastin më të mirë, disa përqind, por edhe në këtë rast, gjeneratorë të tillë celularë mund të gjenerojnë një sasi energjie të mjaftueshme për të furnizuar pajisjet mobile. Gjeneratorët termoelektrik mund të shërbejnë si një alternativë e vërtetë për ta, por efikasiteti i tyre është gjithashtu 2 ... 6% me parametra të krahasueshëm të peshës dhe madhësisë.

Në fund, fuqia termike e llambave të thjeshta të alkoolit është dhjetëra watt (dhe nga zjarri - kilovat) dhe shndërrimi i të paktën disa përqind të këtij fluksi nxehtësie në energji mekanike dhe elektrike tashmë ju lejon të merrni fuqi mjaft të pranueshme të përshtatshme për karikimin e pajisjeve reale ...

Le të kujtojmë se, për shembull, fuqia e një baterie diellore e rekomanduar për të karikuar një PDA ose një komunikues është rreth 5 ... 7W, por edhe këto vat bateria diellore do t'i japë vetëm në kushte ideale të ndriçimit, në të vërtetë më pak. Prandaj, edhe kur gjenerojnë disa vat, por të pavarur nga moti, këta motorë do të jenë tashmë mjaft konkurrues, madje edhe me të njëjtët panele diellore dhe gjeneratorë termikë.

Pak lidhje.

Një numër i madh vizatimesh për prodhimin e modeleve të motorëve Stirling mund të gjenden në këtë sit.

Faqja www.keveney.com përmban modele të animuara të motorëve të ndryshëm, përfshirë Stirlings.

Unë gjithashtu do të rekomandoja të shikoni në faqen http://ecovillage.narod.ru/, veçanërisht pasi libri "Walker G. Machines që veprojnë në ciklin Stirling. 1978" është postuar atje. Mund të shkarkohet si një skedar i vetëm në formatin djvu (rreth 2 MB).

disa lëng do të punojnë në cilindër. Dhe nga lëvizja e pistonit, ashtu si në një motor me avull, edhe volant edhe rrotull do të fillojnë të rrotullohen me ndihmën e boshtit të boshtit. Kështu, një mekanik

Kjo do të thotë që ju duhet vetëm të ngrohni dhe të freskoni në mënyrë alternative një lëng pune. Për këtë, u përdorën kontrastet arktike: alternuar uji nga akulli nënujor ose ajri i ftohtë vjen në cilindër; temperatura e lëngut në cilindër ndryshon shpejt dhe një motor i tillë fillon të funksionojë. Nuk ka rëndësi nëse temperaturat janë mbi ose nën zero, thjesht duhet të keni një ndryshim midis tyre. Në këtë rast, natyrisht, lëngu i punës për motorin duhet të merret i tillë që të mos ngrijë në temperaturën më të ulët.

Tashmë në vitin 1937 u krijua një motor i ndryshimit të temperaturës. Dizajni i këtij motori ishte disi i ndryshëm nga skema e përshkruar. U hartuan dy sisteme tubash, njëra prej të cilave duhet të jetë në ajër dhe tjetra në ujë. Lëngu i punës në cilindër vihet automatikisht në kontakt me një ose sistemin tjetër të tubave. Lëngu brenda tubave dhe cilindrit nuk qëndron në vend: drejtohet gjatë gjithë kohës nga pompat. Motori ka disa cilindra, dhe ata alternuar vijnë në tuba. Të gjitha këto pajisje bëjnë të mundur përshpejtimin e procesit të ngrohjes dhe ftohjes së lëngut, dhe për këtë arsye rrotullimin e boshtit në të cilin janë bashkangjitur shufrat e pistonit. Si rezultat, shpejtësi të tilla merren që ato të mund të transmetohen përmes një kutia të shpejtësisë në boshtin e një gjeneratori elektrik dhe, kështu, energjia termike e marrë nga diferenca e temperaturës mund të shndërrohet në energji elektrike.

Motori i parë i ndryshimit të temperaturës u krijua vetëm për ndryshime relativisht të mëdha të temperaturës, të rendit prej 50 °. Ishte një termocentral i vogël 100 kilovat që funksiononte

mbi ndryshimin e temperaturës midis ajrit dhe ujit nga burimet e nxehta, të cilat janë në dispozicion këtu dhe atje në Veri.

Në këtë instalim, ishte e mundur të kontrollohej modeli i motorit me temperaturë të ndryshme dhe, më e rëndësishmja, të grumbullohej material eksperimental. Pastaj u ndërtua një motor që përdor ndryshime më të vogla të temperaturës - midis ujit të detit dhe ajrit të ftohtë arktik. Ndërtimi i stacioneve të temperaturës diferenciale u bë i mundur kudo.

Disi më vonë, u ndërtua një burim tjetër i energjisë elektrike në temperaturë të ndryshme. Por nuk ishte më një motor mekanik, por një pajisje që funksiononte si një qelizë e madhe galvanike.

Siç e dini, një reaksion kimik ndodh në qelizat galvanike, si rezultat i së cilës merret energjia elektrike. Shumë reaksione kimike përfshijnë ose lëshimin ose thithjen e nxehtësisë. Ju mund të zgjidhni elektroda dhe elektrolite të tilla që nuk do të ketë asnjë reagim për sa kohë që temperatura e qelizave mbetet e pandryshuar. Por posa të nxehen, ata do të fillojnë të japin rrymë. Dhe këtu temperatura absolute nuk ka rëndësi; është e rëndësishme vetëm që temperatura e elektrolitit të fillojë të rritet në krahasim me temperaturën e ajrit që rrethon instalimin.

Kështu, edhe në këtë rast, nëse një instalim i tillë vendoset në ajër të ftohtë, arktik dhe furnizohet ujë deti "i ngrohtë", do të merret energji elektrike.

Instalimet e temperaturave diferenciale ishin tashmë mjaft të zakonshme në Arktik në vitet '50. Ishin stacione mjaft të fuqishme.

Këto stacione u instaluan në një skelë në formë T. të dalë thellë në gjirin e detit. Një rregullim i tillë i stacionit shkurton tubacionet që lidhin lëngun e punës të instalimit diferencial-errët me ujin e detit. Instalimi kërkon një thellësi të konsiderueshme të gjirit për një pabotë të mirë. Duhet të ketë masa të mëdha uji pranë stacionit në mënyrë që kur të ftohet për shkak të transferimit të nxehtësisë në motor, mos ndodhë ngrirje.

Impianti i energjisë me temperaturë diferenciale

Termocentrali, duke përdorur ndryshimin e temperaturës midis ujit dhe ajrit, është instaluar në një iola, e cila prerë thellë në gji. Radiatorët cilindrik të ajrit janë të dukshëm në "çatinë e ndërtesës së termocentralit. Nga radiatorët e ajrit ka tuba përmes të cilave furnizohet lëngu i punës për çdo motor. Tubat gjithashtu zbresin nga motori në një radiator uji të zhytur në det (nuk tregohet në figurë). Motorët janë të lidhur me ato elektrikë. "gjeneratorët përmes kutive të marsheve (në figurë ato janë të dukshme në pjesën e hapur të ndërtesës, në mes midis motorit ^ dhe gjeneratorit), në të cilën, me ndihmën e një ingranazhi krimbi, rritet numri i rrotullimeve. Nga gjeneratori, energjia elektrike shkon te transformatorët që rrisin tensionin (transformatori / poret janë në të majtë pjesët

ndërtesa, jo e hapur në figurë), por nga transformatorët në bordet e shpërndarjes (kati i sipërm në plan të parë) dhe pastaj te linja e transmetimit. Një pjesë e energjisë elektrike shkon në elementë të mëdhenj të ngrohjes të zhytur në det (ato nuk janë të dukshme në figurë). Këto krijojnë një port anti-ngrirje.

Ndikimi i temperaturës në motorin me djegie të brendshme

Pjesa më e madhe e energjisë termike hiqet nga motori në sistemin e ftohjes dhe bartet me gazrat e shkarkimit. Heqja e nxehtësisë në sistemin e ftohjes është e nevojshme në mënyrë që të parandaloni djegien e unazave të pistonit, djegien e ndenjëseve të valvulave, konfiskimin dhe kapjen e pistonit, çarjen e kokës së cilindrit, shpërthimin, etj. Për të hequr nxehtësinë në atmosferë, një pjesë e fuqisë efektive të motorit harxhohet në ventilator dhe ujë pompë Me ftohjen e ajrit, fuqia e konsumuar për të drejtuar ventilatorin është më e lartë për shkak të nevojës për të kapërcyer tërheqjen e lartë aerodinamike të krijuar nga shiritat e kokat dhe cilindrat.

Për të zvogëluar humbjet, është e rëndësishme të zbuloni se sa nxehtësi duhet të hiqet në sistemin e ftohjes së motorit dhe si mund të zvogëlohet kjo sasi. G. Ricardo i kushtoi vëmendje të madhe kësaj çështje tashmë në fazën fillestare të zhvillimit të ndërtimit të motorit. Eksperimentet u kryen në një motor eksperimental me një cilindër me sisteme të veçanta ftohjeje për kokën e cilindrit dhe për cilindrin për të matur sasinë e nxehtësisë së hequr në këto sisteme. U mat edhe sasia e nxehtësisë së hequr nga ftohja gjatë fazave individuale të ciklit të punës.

Koha e djegies është shumë e shkurtër, por gjatë kësaj periudhe presioni i gazit rritet ndjeshëm, dhe temperatura arrin 2300-2500 ° C. Gjatë djegies në cilindër, proceset e lëvizjes së gazit ndodhin intensivisht, duke kontribuar në transferimin e nxehtësisë në muret e cilindrit. Nxehtësia e kursyer në këtë fazë të ciklit të punës mund të shndërrohet në punë të dobishme gjatë goditjes pasuese të zgjerimit. Gjatë djegies, rreth 6% e energjisë termike që përmbahet në karburant humbet për shkak të transferimit të nxehtësisë në muret e dhomës dhe cilindrit të djegies.

Gjatë goditjes së zgjerimit, rreth 7% e energjisë termike të karburantit transferohet në muret e cilindrit. Kur zgjerohet, pistoni lëviz nga TDC në BDC dhe gradualisht lëshon një sipërfaqe në rritje të mureve të cilindrit. Sidoqoftë, vetëm rreth 20% e nxehtësisë së kursyer edhe me një kurs të gjatë zgjerimi mund të shndërrohet në punë të dobishme.

Rreth gjysma e nxehtësisë së shpërndarë në sistemin e ftohjes bie në ciklin e shkarkimit. Gazrat e shkarkimit largohen nga cilindri me shpejtësi të lartë dhe janë të nxehtë. Disa nga nxehtësia e tyre hiqen në sistemin e ftohjes përmes valvulës së shkarkimit dhe portës së shkarkimit të kokës së cilindrit. Direkt prapa valvulës, rrjedha e gazrave ndryshon drejtimin me gati 90 °, ndërsa shfaqen vorbulla, të cilat intensifikojnë transferimin e nxehtësisë në muret e kanalit të daljes.

Gazrat e shkarkimit duhet të hiqen nga koka e cilindrit nga rruga më e shkurtër, pasi nxehtësia e transferuar në të ngarkon ndjeshëm sistemin e ftohjes dhe kërkon përdorimin e një pjese të fuqisë efektive të motorit për ta hequr atë në ajrin e ambientit. Gjatë periudhës së lëshimit të gazit, rreth 15% e nxehtësisë që përmbahet në karburant hiqet në sistemin e ftohjes. Bilanci termik i një motori benzine është dhënë në tabelë. tetë.

Tabela 8. Bilanci termik i një motori benzine

Një motor nafte ka kushte të ndryshme të shpërndarjes së nxehtësisë. Për shkak të raportit më të lartë të ngjeshjes, temperatura e gazrave që largohen nga cilindri është shumë më e ulët. Për këtë arsye, sasia e nxehtësisë së hequr gjatë goditjes së shkarkimit është më e vogël dhe në disa raste arrin në rreth 25% të nxehtësisë totale të dhënë në sistemin e ftohjes.

Presioni dhe temperatura e gazrave gjatë djegies në një motor dizel është më i lartë se ai i një motor benzine. Së bashku me shpejtësitë e mëdha të rrotullimit të gazrave në cilindër, këta faktorë kontribuojnë në një rritje të sasisë së nxehtësisë të transferuar në muret e dhomës së djegies. Gjatë djegies, kjo vlerë është rreth 9%, dhe gjatë zgjerimit - 6%. Gjatë goditjes së shkarkimit, 9% e energjisë që përmbahet në karburant hiqet në sistemin e ftohjes. Bilanci i nxehtësisë i motorit me naftë jepet në tabelën. nëntë

Tabela 9. Bilanci i nxehtësisë dizel

Nxehtësia e gjeneruar nga fërkimi i pistonit ndaj mureve të cilindrit në një motor benzinë \u200b\u200bështë rreth 1.5%, dhe në një motor dizel - rreth 2% të sasisë së tij totale. Kjo nxehtësi transferohet gjithashtu në sistemin e ftohjes. Duhet të theksohet se shembujt e dhënë përfaqësojnë rezultatet e matjeve të kryera në motorët kërkues me një cilindër dhe nuk karakterizojnë motorët e automobilave, por shërbejnë vetëm për të demonstruar ndryshimet në ekuilibrat termikë të një motori benzine dhe një motor dizel.

NGROHJA E ZBULUAR N TO SISTEMIN E FTOHJES

Sistemi i ftohjes heq rreth 33% të energjisë termike që përmbahet në karburantin e përdorur. Tashmë në agimin e zhvillimit të motorëve me djegie të brendshme, filluan kërkimet për mënyra për të shndërruar të paktën një pjesë të nxehtësisë së hequr në sistemin e ftohjes në fuqinë efektive të motorit. Në atë kohë, një motor me avull me një cilindër të izoluar termikisht ishte përdorur gjerësisht dhe mjaft efektivisht, dhe për këtë arsye, natyrshëm, ata u përpoqën të zbatonin këtë metodë të izolimit termik në një motor me djegie të brendshme. Eksperimentet në këtë drejtim u kryen nga specialistë të shquar, të tillë si, për shembull, R. Diesel. Sidoqoftë, eksperimentet zbuluan probleme të rëndësishme.

Në mekanizmin e fiksimit të përdorur në motorët me djegie të brendshme, presioni i gazit në pistoni dhe forca e inercisë së masave që lëvizin në mënyrë shtypëse shtypin pistonin kundër murit të cilindrit, i cili me shpejtësi të lartë të pistonit kërkon vajosje të mirë të këtij çifti fërkimi. Në këtë rast, temperatura e vajit nuk duhet të kalojë kufijtë e lejueshëm, gjë që nga ana tjetër kufizon temperaturën e murit të cilindrit. Për vajrat modernë të motorit, temperatura e murit të cilindrit nuk duhet të jetë më e lartë se 220 ° C, ndërsa temperatura e gazrave në cilindër gjatë djegies dhe zgjerimit është një rend i madhësisë më të lartë, dhe cilindri duhet të ftohet për këtë arsye.

Një problem tjetër lidhet me ruajtjen e temperaturës normale të valvulës së daljes. Forca e çelikut zvogëlohet në temperatura të larta. Duke përdorur çeliqe të veçantë si material i valvulës së shkarkimit, temperatura maksimale e lejuar e saj mund të rritet në 900 ° C.

Temperatura e gazrave në cilindër gjatë djegies arrin 2500-2800 ° C. Nëse nxehtësia e transferuar në muret e dhomës së djegies dhe cilindrit nuk hiqet, atëherë temperatura e tyre do të tejkalonte vlerat e lejueshme për materialet nga të cilat janë bërë këto pjesë. Shumë varet nga shpejtësia e gazit pranë murit. Practshtë praktikisht e pamundur të përcaktohet kjo shpejtësi në dhomën e djegies, pasi ajo ndryshon gjatë gjithë ciklit të funksionimit. Po kështu, është e vështirë të përcaktohet ndryshimi i temperaturës midis murit të cilindrit dhe ajrit. Në marrje dhe në fillim të kompresimit, ajri është më i ftohtë se muret e cilindrit dhe dhoma e djegies, dhe për këtë arsye nxehtësia transferohet nga muri në ajër. Duke filluar nga një pozicion i caktuar i pistonit gjatë goditjes së kompresimit, temperatura e ajrit rritet mbi temperaturat e murit dhe fluksi i nxehtësisë ndryshon drejtimin, domethënë nxehtësia transferohet nga ajri në muret e cilindrit. Llogaritja e transferimit të nxehtësisë në kushte të tilla është një problem me kompleksitet të madh.

Ndryshimet e mprehta në temperaturën e gazrave në dhomën e djegies ndikojnë gjithashtu në temperaturën e mureve, e cila luhatet gjatë një cikli në sipërfaqen e mureve dhe në një thellësi më të vogël se 1.5-2 mm, dhe më thellë, vendoset në një vlerë mesatare të caktuar. Kur llogaritni transferimin e nxehtësisë, është kjo vlerë mesatare e temperaturës që duhet të merret për sipërfaqen e jashtme të murit të cilindrit, nga e cila nxehtësia transferohet në ftohës.

Sipërfaqja e dhomës së djegies përfshin jo vetëm pjesë të ftohura me forcë, por edhe pllaka të kurorës së pistonit dhe valvulës. Transferimi i nxehtësisë në muret e dhomës së djegies frenohet nga një shtresë e depozitave të karbonit dhe në muret e cilindrit - nga një film vaji. Kokat e valvulave duhet të jenë të sheshta për të siguruar një sipërfaqe minimale për gazrat e nxehtë. Kur hapet, valvula e marrjes ftohet nga rrjedha e ngarkesës hyrëse, ndërsa valvula e shkarkimit është shumë e nxehtë gjatë operimit nga gazrat e shkarkimit. Rrjedha e kësaj valvule është e mbrojtur nga gazrat e nxehtë nga një udhëzues i gjatë që pothuajse arrin në diskun e valvulës.

Siç është vërejtur tashmë, temperatura maksimale e valvulës së daljes është e kufizuar nga rezistenca termike e materialit nga i cili është bërë. Nxehtësia nga valvula hiqet kryesisht përmes sediljes së saj në kokën e cilindrit të ftohur dhe pjesërisht përmes një udhëzuesi, i cili gjithashtu duhet të ftohet. Për valvulat e shkarkimit që veprojnë në kushte të rënda të temperaturës, rrjedhja është e zbrazët dhe pjesërisht e mbushur me natrium. Kur valvula nxehet, natriumi është në gjendje të lëngët, dhe meqenëse nuk e mbush tërë zgavrën e shufrës, kur valvula lëviz, ajo lëviz intensivisht në të, duke hequr kështu nxehtësinë nga disku i valvulës te udhëzuesi i saj dhe më pas te mediumi ftohës.

Disku i valvulës së shkarkimit ka ndryshimin më të vogël të temperaturës me gazrat në dhomën e djegies dhe për këtë relativisht pak nxehtësi transferohet tek ajo gjatë djegies. Sidoqoftë, kur hapet valvula e shkarkimit, transferimi i nxehtësisë nga rrjedha e gazit të shkarkimit në diskun e valvulës është shumë i lartë, gjë që përcakton temperaturën e saj.

MOTORT ADIABAT

Në një motor adiabatik, cilindri dhe koka e tij nuk janë ftohur, kështu që nuk ka humbje të nxehtësisë për shkak të ftohjes. Kompresimi dhe zgjerimi në cilindër ndodh pa shkëmbim nxehtësie me muret, d.m.th. adiabatikisht, i ngjashëm me ciklin Carnot. Zbatimi praktik i një motori të tillë shoqërohet me vështirësitë e mëposhtme.

Në mënyrë që flukset e nxehtësisë midis gazrave dhe mureve të cilindrit të mungojnë, është e nevojshme që temperaturat e murit të jenë të barabarta me temperaturën e gazit në çdo moment të kohës. Një ndryshim kaq i shpejtë në temperaturën e murit gjatë ciklit është praktikisht i pamundur. Do të ishte e mundur të realizohet një cikël afër adiabatikës nëse temperatura e mureve gjatë ciklit sigurohet brenda intervalit prej 700-1200 ° C. Në të njëjtën kohë, materiali i mureve duhet të mbetet i operueshëm në kushtet e një temperature të tillë, dhe, përveç kësaj, izolimi termik i mureve është i nevojshëm për të eliminuar heqjen e nxehtësisë prej tyre.

Possibleshtë e mundur të sigurohet një temperaturë e tillë mesatare e mureve të cilindrit vetëm në pjesën e sipërme të tij, e cila nuk është në kontakt me kokën e pistonit dhe unazat e saj dhe, për këtë arsye, nuk kërkon vajosje. Në këtë rast, sidoqoftë, është e pamundur të sigurohet që gazrat e nxehtë të mos lahen mbi pjesën e lubrifikuar të mureve të cilindrit kur pistoni lëviz drejt BDC. Në të njëjtën kohë, mund të supozohet se cilindri dhe pistoni nuk kanë nevojë për vajosje.

Vështirësitë e mëtejshme shoqërohen me valvola. Valvula e marrjes ftohet pjesërisht nga ajri i marrjes. Kjo ftohje ndodh për shkak të një rritje në temperaturën e ajrit dhe, në fund të fundit, çon në një humbje të një pjese të fuqisë efektive dhe efikasitetit të motorit. Transferimi i nxehtësisë në valvulë gjatë djegies mund të zvogëlohet shumë nga izolimi termik i diskut të valvulës.

Kushtet e temperaturës së valvulës së shkarkimit janë shumë më të vështira. Gazrat e nxehtë që largohen nga cilindri kanë një shpejtësi të lartë në kalimin e diskut të valvulës në rrjedhin dhe ngrohin fuqishëm valvulën. Prandaj, për të marrë efektin e adiabaticitetit, izolimi i nxehtësisë kërkohet jo vetëm për diskun e valvulës, por edhe për rrjedhën e tij, heqja e nxehtësisë nga e cila kryhet duke ftohur sediljen dhe udhëzuesin e saj. Përveç kësaj, i gjithë kanali i shkarkimit në kokën e cilindrit duhet të jetë i izoluar termikisht në mënyrë që nxehtësia e gazrave të shkarkimit që lënë cilindrin të mos transferohet përmes mureve të tij në kokë.

Siç është përmendur tashmë, gjatë goditjes së kompresimit, ajri relativisht i ftohtë nxehet së pari nga muret e cilindrit të nxehtë. Më tej, gjatë procesit të kompresimit, temperatura e ajrit rritet, drejtimi i rrjedhës së nxehtësisë ndryshon në të kundërtën, dhe nxehtësia nga gazrat e nxehtë transferohet në muret e cilindrit. Në fund të kompresimit adiabatik, arrihet një vlerë më e lartë e temperaturës së gazit në krahasim me ngjeshjen në një motor konvencional, por kjo kërkon më shumë energji.

Më pak energji harxhohet kur ajri i kompresuar ftohet, sepse nevojitet më pak punë për të kompresuar më pak vëllim të ajrit për shkak të ftohjes. Kështu, ftohja e cilindrit gjatë kompresimit përmirëson efikasitetin mekanik të motorit. Në rrjedhën e zgjerimit, përkundrazi, këshillohet të izoloni cilindrin ose të furnizoni me nxehtësi ngarkesën në fillim të kësaj goditjeje. Këto dy kushte janë reciprokisht përjashtuese dhe është e pamundur të zbatohen ato njëkohësisht.

Ftohja e ajrit të kompresuar mund të arrihet në motorët me djegie të brendshme të mbingarkuar duke furnizuar ajrin, pasi të jetë ngjeshur në një kompresor, në një radiator ndërftohës.

Furnizimi me nxehtësi i ajrit nga muret e cilindrit në fillim të zgjerimit është i mundur në një masë të kufizuar. Temperaturat e murit të dhomës së djegies të një motori adiabatik

shumë e lartë, gjë që bën që ajri që hyn në cilindër të nxehet. Raporti i mbushjes, dhe për këtë arsye fuqia e një motori të tillë, do të jetë më i ulët se ai i një motori ftohës të detyruar. Ky disavantazh mund të eliminohet me ndihmën e një karburanti që përdor energjinë e gazrave të shkarkimit; një pjesë e kësaj energjie mund të transferohet direkt në boshtin e motorit përmes një turbine fuqie (motor turbo i përbërë).

Muret e nxehta të dhomës së djegies së një motori adiabatik sigurojnë ndezjen e karburantit mbi to, gjë që paracakton përdorimin e një procesi të punës me naftë në një motor të tillë.

Me izolim të përsosur termik të dhomës së djegies dhe cilindrit, temperatura e murit do të rritet deri në arritjen e temperaturës mesatare të ciklit në një thellësi prej rreth 1.5 mm nga sipërfaqja, d.m.th. do të ishte 800-1200 ° C. Kushtet e tilla të temperaturës imponojnë kërkesa të mëdha për materialet e cilindrit dhe pjesët që formojnë dhomën e djegies, të cilat duhet të jenë rezistente ndaj nxehtësisë dhe të kenë veti izoluese termike.

Cilindri i motorit, siç është përmendur, duhet të jetë i lyer. Vajrat e zakonshëm mund të përdoren deri në një temperaturë prej 220 ° C, mbi të cilën ekziston rreziku i djegies dhe humbjes së elasticitetit të unazave të pistonit. Nëse koka e cilindrit është bërë nga një aliazh alumini, atëherë forca e një koke të tillë zvogëlohet shpejt tashmë kur temperatura arrin 250-300 ° C. Temperatura e lejuar e ngrohjes së valvulës së shkarkimit është 900-1000 ° C. Këto vlera të temperaturave maksimale të lejueshme duhet të drejtohen kur krijoni një motor adiabatik.

Suksesi më i madh në zhvillimin e motorëve adiabatikë u arrit nga Kompania Cummins (SHBA). Diagrami i një motori adiabatik të zhvilluar nga kjo kompani është treguar në Fig. 75 për një port të shkarkimit të cilindrit, pistonit dhe kokës së cilindrit të izoluar termikisht. Temperatura e gazit të shkarkimit në tubin e shkarkimit të izoluar termikisht është 816 ° C. Turbina e lidhur me tubin e shkarkimit lidhet me boshtin e boshtit përmes një kutia të shpejtësisë me dy faza e pajisur me një amortizues dridhjesh rrotulluese.

Prototipi i motorit adiabatik u bazua në një motor me naftë me gjashtë cilindra NH. Një seksion kryq skematik i këtij motori është treguar në Fig. 76, dhe parametrat e tij janë dhënë më poshtë:

Numri i cilindrave ............................................... 6
Diametri i cilindrit, mm ...................................... 139,7
Goditje pistoni, mm .............................................. ... 152.4
Frekuenca e rrotullimit, min-1 .................................. 1900
Presioni maksimal në cilindër, MPa ..... 13
Lloji i lubrifikantit ............................... Vaj
Presioni mesatar efektiv, MPa ............... 1.3
Raporti i masës së ajrit / karburantit ............... 27: 1
Temperatura e ajrit hyrës, ° С ................ 60

Rezultatet e pritura

Fuqia, kW ............................................. 373
Frekuenca e rrotullimit, min-1 ............................. 1900
Emetimi i NOx + CHx ..................................... 6,7
Konsumi specifik i karburantit, g / (kW orë) .......... 170
Jeta e shërbimit, h ............................................ 250

Materialet qelqi-qeramike me rezistencë të lartë të nxehtësisë përdoren gjerësisht në modelimin e motorit. Sidoqoftë, deri më sot, nuk ka qenë e mundur të sigurohet cilësi e lartë dhe jetëgjatësi e shërbimit e pjesëve të bëra nga këto materiale.

Shumë vëmendje i është kushtuar krijimit të pistonit të përbërë të treguar në fig. 77. Koka e pistonit qeramike 1 e lidhur me bazën e saj 2 rrufe në qiell të veçantë 3 me rondele 4 . Temperatura maksimale në mes të kokës arrin 930 ° C. Koka është e izoluar termikisht nga baza nga një paketë ndarësish të hollë çeliku 6 me një sipërfaqe shumë të pabarabartë dhe të ashpër. Çdo shtresë e paketimit ka një rezistencë të lartë termike për shkak të sipërfaqes së vogël të kontaktit. Zgjerimi termik i rrufe në qiell kompensohet me anë të sustave diskale 5.

Shkarkimi i nxehtësisë në ajër dhe rregullimi i tij

Heqja e nxehtësisë nga sistemi i ftohjes shkakton jo vetëm humbjen e energjisë termike që mund të realizohet në punë, por edhe humbje direkte të një pjese të fuqisë efektive të motorit për shkak të drejtimit të ventilatorit dhe pompës së ujit. Heqja e nxehtësisë nga sipërfaqja e ftohur S në mjedisin e ajrit varet nga ndryshimi i temperaturës midis kësaj sipërfaqe dhe ajrit tdhe gjithashtu në koeficientin e transferimit të nxehtësisë të sipërfaqes ftohëse në ajër. Ky faktor nuk ndryshon në asnjë mënyrë domethënëse pavarësisht nëse sipërfaqja e ftohjes formohet nga gishtat e radiatorit të sistemit të ftohjes së lëngshme ose nga finat e pjesëve të motorit të ftohur me ajër. Para së gjithash, merrni parasysh motorët me sistem ftohës të lëngshëm.

Sasia e ajrit ftohës është më e vogël, aq më shumë nxehtësi hiqet për njësi të vëllimit të tij, d.m.th. aq më shumë do të nxehet ajri ftohës. Kjo kërkon një shpërndarje të barabartë të ajrit në të gjithë sipërfaqen e ftohjes dhe një ndryshim maksimal të temperaturës midis tij dhe ajrit. Në radiatorin e sistemit të ftohjes së lëngët, krijohen kushte nën të cilat sipërfaqja e ftohur ka një fushë pothuajse të njëtrajtshme të temperaturës, dhe temperatura e ajrit të ftohjes gradualisht rritet ndërsa lëviz nëpër radiator, duke arritur një vlerë maksimale në dalje prej tij. Diferenca e temperaturës midis ajrit dhe sipërfaqes së ftohur gradualisht zvogëlohet. Në shikim të parë, duket se preferohet një radiator i thellë, pasi ajri nxehet më shumë në të, por kjo çështje duhet të konsiderohet nga pikëpamja e energjisë.

Koeficienti i transferimit të nxehtësisë sipërfaqësore a është një varësi komplekse nga një numër faktorësh, megjithatë, ndikimi më i madh në vlerën e tij ushtrohet nga shpejtësia e rrjedhës së ajrit pranë sipërfaqes së ftohjes. Marrëdhënia midis tyre mund të përfaqësohet nga një raport prej 6 0.6-0.7.

Me një rritje të shpejtësisë së ajrit me 10%, heqja e nxehtësisë rritet me vetëm 7%. Shkalla e rrjedhjes së ajrit është proporcionale me shpejtësinë e saj të rrjedhës përmes radiatorit. Nëse dizajni i radiatorit nuk ndryshon, atëherë për të rritur sasinë e nxehtësisë së hequr me 7%, shpejtësia e ventilatorit duhet të rritet me 10%, pasi sasia e ajrit të furnizuar nga ventilatori varet drejtpërdrejt nga ajo. Presioni i ajrit në një zonë konstante të prerjes tërthore të ventilatorit varet nga shkalla e dytë e shpejtësisë së rrotullimit të tij, dhe fuqia e drejtimit të ventilatorit është proporcionale me shkallën e tretë. Kështu, kur shpejtësia e ventilatorit rritet me 10%, fuqia e makinës rritet me 33%, gjë që ka pasoja negative, e manifestuar në përkeqësimin e efikasitetit mekanik të motorit.

Varësia e sasisë së ajrit ftohës nga sasia e nxehtësisë së hequr, si dhe nga rritja e presionit të ajrit dhe fuqisë së drejtimit të ventilatorit është treguar në Fig. 78. Nga këndvështrimi i uljes së kostove të energjisë, ky nomogram është shumë i dobishëm. Nëse sipërfaqja ballore e radiatorit rritet me 7%, atëherë zona e rrjedhës dhe sipërfaqja ftohëse e radiatorit rriten proporcionalisht, dhe, për këtë arsye, sasia e ajrit ftohës është e mjaftueshme për t'u rritur me të njëjtën 7% për të hequr 7% më shumë nxehtësi, d.m.th., si në shembulli i përshkruar më sipër. Në këtë rast, fuqia e ventilatorit rritet vetëm me 22.5% në vend të 33%. Nëse ajri rrjedh përmes ventilatorit V z rritet me 20% (pika dhe shigjeta) 1 në fig. 78), atëherë sasia e heqjes dhe nxehtësisë Q, proporcionale me V z0,3 , do të rritet me 11.5%. Një ndryshim në rrjedhën e ajrit duke rritur shpejtësinë e ventilatorit me të njëjtin 20% çon në një rritje të presionit të rrjedhës së ajrit me 44%, dhe fuqinë e drejtimit të ventilatorit me 72.8%. Për të rritur shpërndarjen e nxehtësisë me 20% në të njëjtën mënyrë, rrisni konsumin e ajrit me 35.5% (shigjeta me pika dhe pika) 2 në fig. 78), që sjell një rritje të presionit të ajrit me 84%, dhe fuqinë e drejtimit të ventilatorit - me gati 2.5 herë (me 149%). Prandaj, është më e dobishme të rritet sipërfaqja ballore e radiatorit sesa të rritet shpejtësia e rrotullimit të këtij të fundit me të njëjtin radiator dhe ventilator.

Nëse radiatori është i ndarë në dy pjesë të barabarta përgjatë thellësisë së tij, atëherë ndryshimi i temperaturës në pjesën e përparme t1 do të jetë më shumë se në pjesën e prapme t2 , dhe për këtë arsye, pjesa e përparme e radiatorit do të ftohet më shumë nga ajri. Dy radiatorë, të marrë nga ndarja e një në dy pjesë, do të kenë më pak rezistencë ndaj rrjedhës së ajrit ftohës në thellësi. Prandaj, një radiator shumë i thellë është i pafavorshëm për përdorim.

Radiatori duhet të jetë prej një materiali me përçueshmëri të mirë termike dhe rezistenca e tij ndaj ajrit dhe rrjedhave të lëngshme duhet të jetë e vogël. Masa e radiatorit dhe vëllimi i lëngut në të duhet të jenë gjithashtu të vogla, pasi kjo është e rëndësishme për ngrohjen e shpejtë të motorit dhe ndezjen e sistemit të ngrohjes në makinë. Makinat moderne të pasagjerëve me një fund të ulët përpara kërkojnë radiatorë të ulët.

Për të minimizuar kostot e energjisë, është e rëndësishme të arrihet një efikasitet i lartë i ventilatorit, për të cilin përdoret një kanal ajri udhëzues, i cili ka një boshllëk të vogël përgjatë diametrit të jashtëm të shtytësit të ventilatorit. Helika e ventilatorit shpesh është prej plastike, e cila garanton formën e saktë të profilit të tehut, sipërfaqen e lëmuar të tyre dhe zhurmën e ulët. Me shpejtësi të lartë, fletët e tilla deformohen, duke zvogëluar rrjedhën e ajrit, e cila është shumë e përshtatshme.

Një temperaturë e lartë e lavamanit të nxehtësisë rrit efikasitetin e saj. Prandaj, aktualisht përdoren radiatorë të mbyllur, presioni i tepërt në të cilin rritet pika e vlimit të ftohësit dhe, rrjedhimisht, temperatura e të gjithë matricës së radiatorit, e cila mund të jetë më e vogël dhe më e lehtë.

Për një motor të ftohur në ajër, zbatohen të njëjtat ligje si për një motor të ftohur me lëng. Dallimi është se pendët e pjesëve të motorit të ftohur me ajër kanë një temperaturë më të lartë se matrica e radiatorit, kështu që kërkohet më pak ajër ftohës për të hequr të njëjtën sasi nxehtësie gjatë ftohjes së ajrit. Ky avantazh është i një rëndësie të madhe kur veprojnë automjete në klimë të nxehtë. Tabela 10 tregon mënyrat e funksionimit të motorëve të ftohur me lëng dhe ajër kur temperatura e ambientit ndryshon nga 0 në 50 ° C. Për një motor të ftohur me lëng, shkalla e ftohjes zvogëlohet me 45.5%, ndërsa për një motor të ftohur me ajër në të njëjtat kushte, është vetëm 27.8%. Për një motor të ftohur me lëng, kjo do të thotë një sistem ftohje më i rëndë dhe me më shumë energji. Për një motor të ftohur në ajër, një modifikim i vogël i ventilatorit është i mjaftueshëm.

Tabela 10. Efikasiteti i ftohjes së motorit nga sistemet e ftohjes së lëngut dhe ajrit në varësi të temperaturës së jashtme

Kontrolli i ftohjes rezulton në kursime të mëdha të energjisë. Ftohja mund të rregullohet që të jetë e kënaqshme në ngarkesën maksimale të motorit dhe temperaturën maksimale të ambientit. Sidoqoftë, në temperatura të ulëta të ambientit dhe në ngarkesë të pjesshme të motorit, kjo ftohje është natyrshëm e tepruar dhe ftohja duhet të rregullohet përsëri për të zvogëluar konsumimin dhe efikasitetin mekanik të motorit. Në motorët e ftohur me lëng, kjo zakonisht bëhet duke mbytur rrjedhën e lëngut përmes radiatorit. Në këtë rast, konsumi i energjisë i ventilatorit nuk ndryshon, dhe nga pikëpamja e energjisë, rregullimi i tillë nuk sjell ndonjë përfitim. Për shembull, për të ftohur një motor 50 kW në një temperaturë prej 30 ° C, konsumohen 2,5 kW, dhe në një temperaturë prej 0 ° C dhe një ngarkesë motori prej 50% të motorit të plotë, do të kërkohen vetëm 0,23 kW. Me kusht që sasia e kërkuar e ajrit ftohës të jetë proporcionale me ndryshimin e temperaturës midis sipërfaqes së radiatorit dhe ajrit, me 50% ngarkesë të motorit, gjysma e rrjedhës së ajrit të kontrolluar nga shpejtësia e ventilatorit është gjithashtu e mjaftueshme për ta ftohur atë. Kursimet në energji dhe, rrjedhimisht, konsumi i karburantit me një rregullim të tillë mund të jenë mjaft domethënëse.

Prandaj, aktualisht vëmendje e veçantë i kushtohet rregullimit të ftohjes. Rregullorja më e përshtatshme është ndryshimi i shpejtësisë së ventilatorit, por për zbatimin e tij është e nevojshme të keni një makinë të ndryshueshme.

Çaktivizimi i ventilatorit shërben për të njëjtin qëllim si ndryshimi i shpejtësisë së tij. Për këtë, është e përshtatshme të përdorni një tufë elektromagnetike, e cila aktivizohet nga një termostat në varësi të temperaturës së lëngut (ose kokës së cilindrit). Nëse tufa ndizet nga një termostat, atëherë rregullimi kryhet jo vetëm në varësi të temperaturës së ambientit, por edhe nga ngarkesa e motorit, e cila është shumë efektive.

Ventilatori fiket duke përdorur një tufë viskoze në disa mënyra. Si shembull, merrni parasysh një bashkim të trashë nga Holset (SHBA).

Metoda më e thjeshtë përdor kufizimin e çift rrotullues të transmetuar. Meqenëse çift rrotullimi i kërkuar për të rrotulluar ventilatorin rritet me rritjen e shpejtësisë, rrëshqitja e tufës viskoze gjithashtu rritet, dhe në një vlerë të caktuar të konsumit të energjisë së ventilatorit, shpejtësia e tij nuk rritet më (Fig. 79). Shpejtësia e ventilatorit me një makinë të parregulluar të rripave V nga boshti i boshtit të motorit rritet në proporcion me shpejtësinë e motorit (lakorja B), ndërsa në rastin e një drejtimi të një ventilator përmes një tufë viskoze, frekuenca e tij rritet vetëm në hv \u003d 2500 min-1 (kurba e rrotullimit DHEmakinë e parregulluar, rritet në proporcion me të tretën ). Fuqia e konsumuar nga ventilatori në nivelin e shpejtësisë dhe në mënyrën maksimale të energjisë është 8.8 kW. Për një ventilator të drejtuar nga një tufë viskoze, rrotullimi rritet, siç është përmendur, në 2500 min-1, dhe frekuenca e kërkuar në modalitetin e fuqisë së ventilatorit është 2 kW. Meqenëse një kW shtesë shpërndahet në tufën viskoze në rrëshqitje 50%, një kW shtesë shpërndahet në nxehtësi, kursimi i përgjithshëm i energjisë në sistemin e ventilatorit zvogëlon konsumin e karburantit. Një rregullim i tillë ftohës prej 5.8 kW, megjithatë, edhe kjo mund të konsiderohet e kënaqshme, konsumi i ajrit nuk rritet në përpjesëtim të drejtpërdrejtë me frekuencën, pasi rrotullimi i motorit dhe shpejtësia e lëvizjes mbetet rritja e kokës së shpejtësisë, përveç kësaj, me një rritje të ajrit, e cila ndihmon në ftohjen e motorit.

Një lloj tjetër i bashkimit viskoz të ndërmarrjes "Holset" siguron rregullimin e regjimit termik të motorit përveç temperaturës së ambientit (Fig. 80). Ky tufë ndryshon nga ai i konsideruar më parë në atë që vëllimi i lëngut në të, çift rrotullues transmetues, varet nga temperatura e jashtme. Streha e tufës ndahet nga një ndarje 5 (shih Fig. 81) në dhomën e diskut 1 dhe një dhomë vëllimi rezervë 2, e lidhur me një valvul 3. Valvula kontrollohet nga një termostat bimetal 4 në varësi të temperaturës së ajrit. Scoop 6, i shtypur nga disku nga një sustë, shërben për të shkarkuar lëngun nga disku dhe për të përshpejtuar daljen e tij nga dhoma e diskut në vëllim 2. Një pjesë e lëngut është vazhdimisht në dhomën e diskut dhe është në gjendje të transmetojë një çift rrotullues të vogël në ventilator. Në një temperaturë ajri prej 40 ° C, për shembull, shpejtësia maksimale e ventilatorit është 1300 min-1, dhe konsumi i energjisë nuk është më shumë se 0.7 kW. Kur motori nxehet, termostati bimetalik hap valvulën, dhe një pjesë e lëngut hyn në dhomën e diskut. Ndërsa zona e rrjedhës së valvulës rritet, sasia e lëngut që hyn në dhomën e diskut rritet dhe kur valvula hapet plotësisht, niveli i saj në të dy gjysmat është i njëjtë. Ndryshimi në çift rrotulluesin e transmetuar dhe shpejtësinë e ventilatorit tregohet nga kurbat A2 (shih Fig. 80).

Në këtë rast, shpejtësia maksimale e krijuesit është 3200 min-1, dhe konsumi i energjisë rritet në 3.8 kW. Hapja maksimale e valvulës korrespondon me një temperaturë të ambientit prej 65 ° C. Kontrolli i përshkruar i ftohjes së motorit mund të zvogëlojë konsumin e karburantit në makinat e pasagjerëve me 1 l / 100 km.

Motorët e fuqishëm kanë sisteme edhe më të përparuara të kontrollit të ftohjes. Në dizeljet Tatra, ventilatori drejtohet përmes një bashkimi lëngu, vëllimi i vajit në të cilin kontrollohet nga një termostat në varësi të temperaturave të gazrave të shkarkimit dhe ajrit të ambientit. Leximet e sensorit të temperaturës në tubin e shkarkimit varen kryesisht nga ngarkesa e motorit dhe, në një masë më të vogël, nga shpejtësia e tij. Vonesa e këtij sensori është shumë e vogël, kështu që rregullimi i ftohjes me të është më i përsosur.

Kontrolli i ftohjes nga shpejtësia e ventilatorit është relativisht i lehtë në çdo lloj motori me djegie të brendshme; kjo zvogëlon zhurmën e përgjithshme të gjeneruar nga automjeti.

Kur motori është i vendosur përpara automjetit, ngasja mekanike e ventilatorit shkakton disa vështirësi dhe prandaj përdoret më shpesh motori elektrik i ventilatorit. Në këtë rast, kontrolli i ftohjes thjeshtësohet shumë. Tifozi me një makinë elektrike nuk duhet të ketë një konsum të madh të energjisë, prandaj, ata priren të përdorin efektin e ftohjes nga presioni i ajrit me shpejtësi të lartë kur makina është në lëvizje, pasi që me një rritje të ngarkesës së motorit, shpejtësia e një makine dhe, për këtë arsye, presioni i shpejtësisë së ajrit që rrjedh rreth tij rritet. Makina e ventilatorit elektrik punon vetëm për një kohë të shkurtër kur kapërcen ngjitje të gjata ose në temperatura të larta të ambientit. Rrjedha e ajrit ftohës përmes ventilatorit rregullohet duke ndezur motorin elektrik duke përdorur një termostat,

Nëse radiatori ndodhet larg motorit, siç është në një autobus me motor të pasëm, ventilatori zakonisht drejtohet në mënyrë hidrostatike. Një pompë hidraulike e drejtuar nga motori i autobusit furnizon vaj nën presion nga një motor pistoni hidraulik me pllakë swash. Një makinë e tillë është më e komplikuar dhe përdorimi i saj këshillohet në motorët me fuqi të lartë.

DHEP USRDORIMI I NGROHJES S BARVE ME GAZET E SHPATHJES

Gazrat e shkarkimit të motorit përmbajnë një sasi të konsiderueshme të energjisë termike. Mund të përdoret, për shembull, për të ngrohur një makinë. Ngrohja e ajrit nga gazrat e shkarkimit në këmbyesin e nxehtësisë gaz-ajër të sistemit të ngrohjes është i rrezikshëm për shkak të mundësisë së djegies ose rrjedhjes së tubave të tij. Prandaj, vaji ose lëngu tjetër antifriz i nxehtë nga gazrat e shkarkimit përdoret për të transferuar nxehtësinë.

Evenshtë edhe më e përshtatshme të përdorni gazrat e shkarkimit për të drejtuar tifozin e ftohjes. Në ngarkesa të larta të motorit, gazrat e shkarkimit janë në temperaturën më të lartë dhe motori ka nevojë për ftohje intensive. Prandaj, përdorimi i një turbine me gaz shter për të drejtuar një ventilator të sistemit të ftohjes është shumë i këshillueshëm dhe aktualisht ka filluar të gjejë zbatim. Një makinë e tillë mund të rregullojë automatikisht ftohjen, megjithëse është mjaft e shtrenjtë.

Ftohja me nxjerrje mund të konsiderohet më e pranueshme për sa i përket kostos. Gazrat e shkarkimit thithen nga ajri ftohës i nxjerrësit, i cili përzihet me to dhe shkarkohet në atmosferë. Një pajisje e tillë është e lirë dhe e besueshme pasi nuk ka pjesë lëvizëse. Një shembull i një sistemi ftohjeje me nxjerrje është treguar në Fig. 82

Ftohja me nxjerrje është përdorur me sukses në makinat e garës Tatra dhe në disa automjete të specializuara. Disavantazhi i sistemit është niveli i lartë i zhurmës, pasi gazrat e shkarkimit duhet të furnizohen drejtpërdrejt me nxjerrësin dhe vendndodhja e silenciatorit prapa tij shkakton vështirësi.

Mënyra kryesore për të përdorur energjinë e gazrave të shkarkimit është zgjerimi i tyre në një turbinë, e cila përdoret më shpesh për të drejtuar një kompresor centrifugale për rritjen e motorit. Mund të përdoret gjithashtu për qëllime të tjera, për shembull, për tifozin e përmendur; në motorët me përbërje turbo, është i lidhur drejtpërdrejt me boshtin e boshtit të motorit.

Në motorët që përdorin hidrogjenin si lëndë djegëse, nxehtësia nga gazrat e shkarkimit, si dhe refuzuar në sistemin e ftohjes, mund të përdoret për të ngrohur hidridet, duke nxjerrë kështu hidrogjenin që përmbahet në to. Me këtë metodë, kjo nxehtësi akumulohet në hidride, dhe me një mbushje të re të rezervuarëve të hidritit me hidrogjen, mund të përdoret për qëllime të ndryshme për ngrohjen e ujit, ngrohjen e ndërtesave, etj.

Energjia e gazrave të shkarkimit përdoret pjesërisht për të përmirësuar rritjen e motorit, duke përdorur luhatjet që rezultojnë në presionin e tyre në tubacionin e shkarkimit. Përdorimi i luhatjeve të presionit konsiston në faktin se pas hapjes së valvulës, një valë goditje presioni lind në tubacion, duke kaluar me shpejtësinë e zërit në skajin e hapur të tubacionit, i reflektuar prej tij dhe duke u kthyer në valvul në formën e një vale të rrallimit. Gjatë gjendjes së hapur të valvulës, vala mund të kalojë nëpër tubacion disa herë. Në këtë rast, është e rëndësishme që nga faza e mbylljes së valvulës së shkarkimit, një valë vakumi të vijë në të, e cila ndihmon në pastrimin e cilindrit nga gazrat e shkarkimit dhe pastrimin e tij me ajër të pastër. Çdo degë e tubacionit krijon pengesa në rrugën e valëve të presionit, prandaj, kushtet më të favorshme për përdorimin e luhatjeve të presionit krijohen në rastin e tubacioneve individuale nga secili cilindër, që kanë gjatësi të barabartë nga koka e cilindrit deri në integrimin në një tubacion të përbashkët.

Shpejtësia e zërit nuk varet nga shpejtësia e motorit, prandaj, kushtet e favorshme dhe të pafavorshme të funksionimit për sa i përket mbushjes dhe pastrimit të cilindrave ndryshojnë në të gjithë gamën e tij. Në kthesat e fuqisë së motorit Ne dhe presionit mesatar efektiv të tij, kjo manifestohet në formën e "gungave", e cila shihet qartë në Fig. 83, e cila tregon karakteristikën e shpejtësisë së jashtme të një motori garë Porsche. Luhatjet e presionit përdoren gjithashtu në shumëzimin e marrjes: ardhja e një vale presioni në valvulën e marrjes, veçanërisht në fazën e mbylljes së saj, kontribuon në pastrimin dhe pastrimin e dhomës së djegies.

Nëse disa cilindra të motorit janë të lidhur në një tub të zakonshëm të shkarkimit, atëherë numri i tyre nuk duhet të jetë më shumë se tre, dhe alternimi i punës duhet të jetë uniform, në mënyrë që dalja e gazit të shkarkimit nga një cilindër të mos bllokojë dhe të mos ndikojë në procesin e shkarkimit nga një tjetër. Në një motor me katër cilindra në linjë, dy cilindrat e jashtëm zakonisht kombinohen në një degë të përbashkët, dhe dy cilindrat e mesëm në një tjetër. Në një motor me gjashtë cilindra në rresht, këto degë formohen përkatësisht nga tre cilindra të përparmë dhe tre të pasmë. Secila prej degëve ka një hyrje të pavarur në shall, ose në një farë distance nga ajo degët kombinohen dhe organizohet hyrja e tyre e përbashkët në shall.

Motori i karikimit të automjeteve

Turbo-ngarkimi përdor energji nga gazi i shkarkimit në një turbinë që drejton një kompresor centrifugale për të furnizuar me ajër motorin. Masa e madhe e ajrit që hyn në motor nën presion nga kompresori ndihmon në rritjen e fuqisë specifike të motorit dhe zvogëlimin e konsumit specifik të tij të karburantit. Kompresimi i ajrit me dy faza dhe zgjerimi i gazrave të shkarkimit, të kryera në një motor me turbo, sigurojnë një efikasitet të lartë tregues të motorit.

Nëse një kompresor i drejtuar mekanikisht përdoret për mbingarkesë, atëherë për shkak të furnizimit me më shumë ajër, rritet vetëm fuqia e motorit. Nëse goditja e zgjerimit mbahet vetëm në cilindrat e motorit, gazrat e shkarkimit e lënë atë nën presion të lartë dhe nëse nuk përdoren në të ardhmen, kjo shkakton një rritje të konsumit specifik të karburantit.

Shkalla e rritjes varet nga qëllimi i motorit. Në presione më të larta të rritjes, ajri në kompresor nxehet shumë dhe duhet të ftohet në hyrjen e motorit. Aktualisht, turbo-karikimi përdoret kryesisht në motorët me naftë, rritja e fuqisë së të cilave me 25-30% nuk \u200b\u200bkërkon një rritje të madhe sipas presionit të rritjes, dhe ftohja e motorit nuk shkakton ndonjë vështirësi. Kjo metodë e rritjes së energjisë së naftës përdoret më shpesh.

Një rritje në sasinë e ajrit që hyn në motor bën të mundur funksionimin e përzierjeve të dobëta, gjë që zvogëlon prodhimin e CO dhe CHx. Meqenëse fuqia e motorëve me naftë rregullohet nga furnizimi i karburantit dhe ajri i furnizuar nuk mbyt, përdoren përzierje shumë të dobëta në ngarkesa të pjesshme, gjë që ndihmon në zvogëlimin e konsumit specifik të karburantit. Ndezja e dobët në motorët me naftë të mbingarkuar është e thjeshtë pasi ndodh në temperatura të larta të ajrit. Pastrimi i dhomës së djegies me ajrin e furnizuar në motorët me naftë është e lejueshme, pasi që, ndryshe nga një motor benzinë, ato nuk mbajnë karburant në tubin e shkarkimit.

Në një motor nafte të mbingarkuar, raporti i ngjeshjes zakonisht zvogëlohet pak për të kufizuar presionin maksimal në cilindër. Presionet dhe temperaturat më të larta të ajrit në fund të goditjes së kompresimit zvogëlojnë vonesën e ndezjes dhe ngurtësia e motorit bëhet më e vogël.

Naftët me karburant turbo kanë probleme të caktuara kur është e nevojshme të rritet shpejt fuqia e motorit. Kur shtypni pedalin e kontrollit, rritja e furnizimit me ajër për shkak të inercisë së karikuesit turbo mbetet prapa rritjes së furnizimit me karburant, prandaj, në fillim, motori funksionon në një përzierje të pasur me rritjen e duhanit dhe vetëm pas një periudhe të caktuar kohe përbërja e përzierjes arrin vlerën e kërkuar. Kohëzgjatja e kësaj periudhe varet nga momenti i inercisë së rotorit të ngarkuesit turbo. Një përpjekje për të zvogëluar inercinë e rotorit në minimum duke zvogëluar diametrin e turbinave dhe impesave të kompresorit sjell nevojën për të rritur shpejtësinë e karikuesit të turbo në 100,000 min. Turbochargers të tillë janë të vegjël dhe të lehtë, një shembull i njërit prej tyre është treguar në Fig. 84. Për të marrë rrotullime të larta të një ngarkuesi turbo, përdoren turbina centripetale. Transferimi i nxehtësisë nga zorra e turbinës në zorrën e kompresorit duhet të minimizohet, prandaj të dy shtresat janë të izoluara mirë nga njëra-tjetra. Në varësi të numrit të cilindrave dhe skemës së lidhjes së tubacioneve të tyre të shkarkimit, turbinat kanë një ose dy hyrje për gazrat e shkarkimit. Falë shfrytëzimit të energjisë së gazrave të shkarkimit, motori me naftë i mbingarkuar bën të mundur arritjen e konsumit specifik të karburantit shumë të ulët. Kujtojmë që ekuilibrat termikë të motorëve me djegie të brendshme janë dhënë në tabelë. 1 dhe 2.

Për makinat e pasagjerëve, disavantazhi i një motori me naftë është masa e tij e madhe. Prandaj, motorët e rinj me naftë që po krijohen për makinat e pasagjerëve bazohen kryesisht në motorë me benzinë \u200b\u200bme shpejtësi të lartë, pasi që përdorimi i shpejtësive të larta rrotulluese lejon që masa e naftës të reduktohet në një vlerë të pranueshme.

Konsumi i karburantit i një motori me naftë, veçanërisht kur ngasni në qytet me ngarkesa të pjesshme, është dukshëm më i ulët. Zhvillimi i mëtejshëm i këtyre motorëve me naftë shoqërohet me ngarkim turbo, në të cilin përmbajtja e përbërësve të dëmshëm që përmbajnë karbon në gazrat e shkarkimit zvogëlohet dhe funksionimi i tij bëhet më i butë. Rritja e NOx për shkak të temperaturave më të larta të djegies mund të zvogëlohet nga qarkullimi i gazit të shkarkimit. Kostoja e një motori me naftë është më i lartë se ai i një motori me benzinë, megjithatë, nëse ka mungesë vaji, përdorimi i tij është më fitimprurës, pasi mund të jetë nga nafta! Kapet më shumë naftë sesa benzina me oktan të lartë

Turbo-ngarkimi i motorëve me benzinë \u200b\u200bka disa veçori. Temperatura e lëndëve të para të shkarkimit të motorëve me benzinë \u200b\u200bështë më e lartë, kjo vendos kërkesa më të larta për materialin e teheve të turbinës, por nuk është një faktor që kufizon përdorimin e super-ngarkimit. Shtë e nevojshme të rregulloni kapakun e rrjedhës së ajrit, i cili është veçanërisht i rëndësishëm në frekuencat e larta të bashkimit kur kompresori jep një sasi të madhe të ajrit. Ndryshe nga një motor nafte, ku fuqia kontrollohet duke zvogëluar furnizimin me karburant, në një motor benzinë \u200b\u200bnjë metodë e ngjashme është e pazbatueshme, pasi përbërja e përzierjes do të ishte aq e dobët në këto mënyra sa ndezja nuk do të garantohej. Prandaj, furnizimi i ajrit me shpejtësinë maksimale të rrotullimit të ngarkuesit të turbo duhet të jetë i kufizuar. Ka disa mënyra për ta bërë këtë. Bypasi më i përdorur i gazrave të shkarkimit përmes një kanali të veçantë kalon turbinën, duke zvogëluar kështu shpejtësinë e rrotullimit të karikuesit të turbës dhe sasinë e ajrit të furnizuar me të. Skema e një rregullimi të tillë është treguar në Fig. 85

Gazrat e shkarkimit nga motori hyjnë në tubin e shkarkimit 10, dhe pastaj përmes turbinës 11 në silenciatorin e shkarkimit 12. Me ngarkesë maksimale dhe shpejtësi të lartë të motorit, presioni në portin e marrjes 7, i transmetuar përmes portit 15, hap valvulën e bajpasit 13, përmes së cilës gazrat e shkarkimit përmes tubacionit 14 shkoni direkt në shall, duke anashkaluar turbinën. Më pak gaz shterues derdhet në turbinë dhe ajri furnizohet nga kompresori 4 në hyrje 6 ulet 6-8 herë. (Dizajni i valvulës EGR tregohet në figurën 86.)

Metoda e konsideruar e rregullimit të furnizimit me ajër ka disavantazhin që ulja e fuqisë së motorit kur lëshohet pedali i kontrollit të motorit nuk ndodh menjëherë dhe zgjat, për më tepër, më shumë sesa bie shpejtësia e turbinës. Kur pedali shtypet përsëri, fuqia e kërkuar arrihet me një vonesë, shpejtësia e karikuesit rritet ngadalë edhe pasi bajpasi të mbyllet. Një vonesë e tillë është e padëshirueshme gjatë trafikut të madh, kur duhet të frenoni shpejt dhe pastaj shpejtoni shpejt makinën. Prandaj, përdoret një metodë e ndryshme kontrolli, domethënë, ata gjithashtu përdorin bajpas ajri përmes kanalit të bajpasit të kompresorit 4.

Ajri hyn në motor përmes filtrit të ajrit 1, rregullatori i raportit të përzierjes 2 firma "Bosch" (Gjermani) e tipit "K-Jetronic", e cila kontrollon injektorët e karburantit 9 (shih Ch. 13), pastaj në tubacionin e hyrjes 5, dhe pastaj kompresorin 4 derdhur në kanale hyrëse dhe tuba 6 -pese Kur lëshoni shpejt pedalin e kontrollit, kompresori përsëri rrotullohet dhe për të zvogëluar presionin në kanal 6 valvula e bajpasit 5 me vakum në kolektorin e marrjes 8 hapet dhe ajri i shtypur nga kanali 6 përmes së njëjtës valvul 5 anashkalohet përsëri në tubacion 3 para kompresorit. Barazimi i presionit është shumë i shpejtë dhe shpejtësia e karikuesit nuk bie ndjeshëm. Herën tjetër kur shtypni pedalin, valvulën e bajpasit 5 mbyllet shpejt dhe kompresori jep ajër nën presion në motor me një vonesë të vogël. Kjo metodë lejon që motori të arrijë fuqinë e plotë brenda një fraksioni të sekondës pasi të keni shtypur kontrollin e këmbës.

Një shembull i mirë i një motori me benzinë \u200b\u200btë mbingarkuar është Porsche 911 (FRG). Fillimisht, ishte një motor i ftohur me ajër me gjashtë cilindra me ajër të ajrit me një zhvendosje prej 2000 cm3, i cili kishte një fuqi prej 96 kW. Në versionin e super ngarkuar, vëllimi i tij i punës u rrit në 3000 cm3, dhe fuqia u rrit në 220 kW, ndërsa plotësonte kërkesat për nivelin e zhurmës dhe praninë e substancave të dëmshme në gazrat e shkarkimit. Në të njëjtën kohë, dimensionet e motorit nuk u rritën. Gjatë zhvillimit të motorit 911, u përdor përvoja e madhe e fituar gjatë krijimit të motorit garues dymbëdhjetë cilindra model 917, i cili tashmë në 1978 zhvilloi një fuqi prej 810 kW me një shpejtësi prej 7800 min-1 dhe një presion rritje prej 140 kPa. Motori ishte i pajisur me dy karikues turb, çift rrotullimi maksimal ishte 1100 Nm dhe pesha e tij ishte 285 kg. Në mënyrën nominale të fuqisë së motorit, furnizimi i ajrit nga kompresorët e tubave me një shpejtësi rrotullimi prej 90,000 min-1 ishte 0,55 kg / s në një temperaturë ajri prej 150-160 ° C. Në fuqinë maksimale të motorit, temperatura e gazit të shkarkimit arriti 1000-1100 ° C. Nxitimi i makinës garuese nga vendndodhja në 100 km / orë me këtë motor zgjati 2.3 sekonda. Gjatë krijimit të këtij motori garash, u zhvillua një sistem i përsosur i kontrollit të turbullimit, i cili lejoi të arrinte cilësi të mira dinamike të makinës. E njëjta skemë kontrolli u zbatua në motorin Porsche 911.

Në mbytje të plotë, presioni maksimal i rritjes në valvulën e bajpasit të motorit Porsche 911 13 (shih fig. 85) është i kufizuar në 80 kPa. Ky presion arrihet tashmë me një shpejtësi prej 3000 rpm, në intervalin e shpejtësisë së motorit 3000-5500 rpm, presioni i rritjes është konstant dhe temperatura e ajrit prapa kompresorit është 125 ° C. Në fuqinë maksimale të motorit, shpejtësia e pastrimit arrin 22% të konsumit të gazit të shkarkuar. Një valvul sigurie i instaluar në portin e marrjes rregullohet në një presion prej 110-140 kPa, dhe në rast të një dëmtimi të valvulës bajpas të gazit shkarkues, ajo ndërpret furnizimin me karburant, duke kufizuar kështu rritjen e pakontrolluar të fuqisë së motorit. Në fuqinë maksimale të motorit, furnizimi i ajrit nga kompresori është 0.24 kg / s. Raporti i ngjeshjes, i barabartë me e \u003d 8.5 në një motor me ajër të natyrshëm, u ul në 6.5 me futjen e mbingarkesës. Përveç kësaj, valvulat e shkarkimit të ftohura me natrium janë futur, koha e valvulave është ndryshuar dhe sistemi i ftohjes është përmirësuar. Në fuqinë maksimale të motorit, rpm i karikuesit të turbos është 90,000 rpm, ndërsa fuqia e turbinës arrin 26 kW. Makinat e destinuara për eksport në SHBA duhet të përmbushin kërkesat për përmbajtjen e substancave të dëmshme në gazrat e shkarkimit, dhe për këtë arsye makinat Porsche 911 të furnizuar në SHBA janë pajisur shtesë me dy reaktorë termikë, një sistem për furnizimin e ajrit sekondar dhe gazeve të shkarkimit për djegien e tyre, si dhe sistemi i riciklimit të gazeve shter. Fuqia e motorit të Porsche 911 zvogëlohet në 195 kW.

Për shembull, në disa sisteme të tjera të kontrollit të turbullimit ARSkompania suedeze SAAB, elektronika përdoret për të rregulluar presionin e rritjes. Presioni i rritjes është i kufizuar nga një valvul që rregullon rrjedhën e gazrave të shkarkimit përmes derës së mbeturinave të kaluara në turbinë. Valvula hapet kur ndodh një vakum në kolektorin e marrjes, vlera e të cilit rregullohet duke mbytur rrjedhën e ajrit midis kolektorit të marrjes dhe hyrjes së kompresorit.

Valvula e mbytjes që rregullon vakumin në valvulën e bajpasit ka një makinë elektrike, e kontrolluar nga një pajisje elektronike sipas sinjaleve nga sensorët e presionit të rritjes, detonimit dhe shpejtësisë. Sensori i trokitjes është një element i ndjeshëm piezoelektrik i instaluar në bllokun e cilindrit dhe zbulon shfaqjen e trokitjeve. Sinjali nga ky sensor kufizon vakumin në dhomën e kontrollit të valvulës së bajpasit.

Një sistem i tillë i kontrollit të turbullimit lejon të sigurojë cilësi të mira dinamike të makinës, të cilat janë të nevojshme, për shembull, për parakalim të shpejtë në kushte të trafikut të rëndë. Për ta bërë këtë, motori mund të vihet shpejt në punë me presion maksimal të rritjes, pasi që trokitja në një motor relativisht të ftohtë, me ngarkesë të pjesshme nuk ndodh menjëherë. Pas disa sekondash, kur temperaturat rriten dhe shpërthimi fillon të shfaqet, pajisja e kontrollit do të zvogëlojë presionin e rritjes në sinjalin nga sensori i goditjes.

Përparësia e kësaj rregulloreje është se lejon përdorimin e karburanteve me numra të ndryshëm oktani në motor pa ndonjë ndryshim. Kur përdorni karburant me një vlerësim oktani prej 91, një motor SAAB me një sistem të tillë kontrolli mund të funksionojë për një kohë të gjatë me një presion të rritjes deri në 70 kPa. Raporti i ngjeshjes së këtij motori, në të cilin përdoret pajisja e injektimit të benzinës Bosch K-Jetronic, është e \u003d 8.5. Përparimet e bëra në uljen e konsumit të karburantit të makinave të pasagjerëve përmes përdorimit të karburantit kanë kontribuar në përdorimin e tij në ndërtimin e motorëve. Këtu duhet të përmendim firmën japoneze "Honda", e cila ishte e para që përdori karburantin në një motor me dy cilindra të ftohur me lëng të modelit "SH500 ”për të rritur fuqinë e saj dhe për të zvogëluar konsumin e karburantit. Përdorimi i turbo-karikuesve në motorët me një zhvendosje të vogël ka një numër vështirësish që lidhen me nevojën për të marrë të njëjtat presione shtytëse si në motorët me fuqi të lartë, por me konsum të ulët të ajrit. Presioni i rritjes varet kryesisht nga shpejtësia rrethuese e rrotës së kompresorit, dhe diametri i kësaj rrote përcaktohet nga furnizimi i kërkuar i ajrit. Prandaj është e nevojshme që turbo-ngarkuesi të ketë një shpejtësi rrotullimi shumë të lartë me diametra të vegjël të helikës. Diametri i rrotës së kompresorit në motorin e lartpërmendur 500 cm3 Honda është 48.3 mm dhe me një presion rritje prej 0.13 MPa rrotulluesi i turbo-ngarkuesit rrotullohet në një frekuencë prej 180,000 min-1. Shpejtësia maksimale e lejuar e këtij karburanti është 240,000 min-1.

Kur presioni i rritjes rritet mbi 0.13 MPa, valvula anashkaluese e gazit shkarkues (Fig. 87) hapet, kontrollohet nga presioni i rritjes në dhomë, dhe një pjesë e gazrave të shkarkimit, duke anashkaluar turbinën, dërgohet në tubacionin e shkarkimit, gjë që kufizon një rritje të mëtejshme në shpejtësinë e kompresorit. Valvula e bajpasit hapet me një shpejtësi të motorit prej rreth 6500 min-1, dhe me rritjen e saj të mëtejshme, presioni i rritjes nuk rritet më.

Sasia e karburantit të injektuar nga injektori e nevojshme për të marrë përbërjen e kërkuar të përzierjes përcaktohet nga një pajisje llogaritëse e vendosur mbi rrotën e pasme të motorit, e cila gjithashtu përpunon informacionin nga sensorët e temperaturës së ajrit dhe ftohësit në hyrje, sensorit të pozicionit të mbytjes, sensorëve të presionit të ajrit dhe sensorit të shpejtësisë së motorit.

Avantazhi kryesor i një motori të mbingarkuar është ulja e konsumit të karburantit duke rritur fuqinë e motorit. Motor "Honda SH500 "i aspiruar natyrshëm harxhon 4.8 l / 100 km, ndërsa i njëjti super karikues CX 500 7X përdor vetëm 4.28 l / 100 km. Pesha e motorit Honda SH500 g ”është 248 kg, që është më shumë se 50 kg më e lartë se masa e motoçikletave të një klase të ngjashme me një zhvendosje të motorit 500-550 cm3 (për shembull, Kawasaki KZ550 ”ka një masë prej 190 kg). Në të njëjtën kohë, megjithatë, cilësitë dinamike dhe shpejtësia maksimale e motorit "Honda CX 500 7" janë të njëjta me ato të motoçikletave me dyfishin e zhvendosjes. Në të njëjtën kohë, sistemi i frenimit është përmirësuar në lidhje me rritjen e cilësive të shpejtësisë së kësaj motoçiklete. Motori Honda CX 500 G është krijuar për shpejtësi edhe më të larta dhe shpejtësia maksimale e rrotullimit është 9000 min-1.

Një rënie në konsumin mesatar të karburantit arrihet edhe nga fakti se kur motoçikleta po lëviz me një shpejtësi mesatare të funksionimit, presioni në shumëfishin e marrjes është i barabartë me atmosferën ose edhe pak më e ulët se ajo, domethënë, përdorimi i shtytjes është shumë i parëndësishëm. Vetëm kur valvula e mbytjes është hapur plotësisht dhe, rrjedhimisht, sasia dhe temperatura e gazrave të shkarkimit rriten, shpejtësia e karikuesit të turbos dhe presioni i rritjes rriten dhe kështu fuqia e motorit rritet. Ndodh një vonesë në rritjen e fuqisë së motorit me një hapje të mprehtë të valvulës së mbytjes dhe shoqërohet me kohën e nevojshme për të përshpejtuar turbo-ngarkuesin.

Diagrami i përgjithshëm i termocentralit të motorit "Honda CX 500 T "me turbo është treguar në fig. 87. Luhatjet e mëdha të presionit të ajrit në kolektorin e marrjes së një motori me dy cilindra me një rend të pabarabartë të funksionimit të cilindrave amortizohen nga një dhomë dhe një marrës amortizimi. Kur ndizni motorin, valvulat parandalojnë kthimin e ajrit të shkaktuar nga një mbivendosje e madhe e kohës së valvulës. Sistemi i ftohjes së lëngshme eliminon furnizimin me ajër të nxehtë në këmbët e shoferit, i cili ndodh me ftohjen e ajrit. Radiatori i sistemit të ftohjes fryhet nga një ventilator i drejtuar elektrikisht. Tubi i shkurtër i shkarkimit në turbinë zvogëlon humbjet e energjisë në gazrat e shkarkimit dhe ndihmon në uljen e konsumit të karburantit. Shpejtësia maksimale e motorit është 177 km / orë.

LLOJI BLOWER "COMPREX"

Një metodë shumë interesante për rritjen e Comprex, e zhvilluar nga Brown & Boveri, Zvicër, është përdorimi i presionit të gazit të shkarkimit që vepron drejtpërdrejt në rrjedhën e ajrit në motor. Performanca e motorit që rezulton është e njëjtë si në rastin e përdorimit të një ngarkuesi turbo, por mungon turbina dhe kompresori centrifugale, për prodhimin dhe balancimin e të cilave kërkojnë materiale të veçanta dhe pajisje me precizion të lartë.

Skema e sistemit të presionit të tipit "Comprex" tregohet në Fig. 88. Pjesa kryesore është një rotor i kthesës që rrotullohet në një strehë me një frekuencë rrotullimi tre herë më të madhe se boshti i boshtit të motorit.Rotorri është i instaluar në strehën mbi kushinetat rrotulluese dhe drejtohet nga një rrip V ose një rrip me dhëmbë. Makina e kompresorit e tipit "Comprex" konsumon jo më shumë se 2% të fuqisë së motorit. Njësia "Comprex" nuk është një kompresor në kuptimin e plotë të fjalës, pasi që rotori i tij ka vetëm kanale paralele me boshtin e rrotullimit. Në këto kanale, ajri që hyn në motor është i ngjeshur nga presioni i gazrave të shkarkimit. Hapësira e skajit të rotorit siguron shpërndarjen e gazrave të shkarkimit dhe ajrit përmes kanaleve të rotorit. Pllakat radiale janë të vendosura në konturin e jashtëm të rotorit, të cilat kanë boshllëqe të vogla me sipërfaqen e brendshme të strehimit, për shkak të së cilës formohen kanale që mbyllen në të dy anët nga kapakët fundorë.

Ka dritare në mbulesën e duhur për furnizimin e gazrave të shkarkimit nga motori në strehën e njësisë dhe r -për shkarkimin e gazrave të shkarkimit nga strehimi në tubin e shkarkimit dhe pastaj në atmosferë Ka dritare në mbulesën e majtë bpër furnizimin me ajër të kompresuar të motorit dhe dritareve dpër furnizimin me ajër të pastër të strehimit nga kolektori i marrjes eLëvizja e kanaleve gjatë rrotullimit të rotorit bën që ato të lidhen në mënyrë alternative me tubat e shkarkimit dhe marrjes së motorit.

Kur hapni një dritare dhelind një valë goditje presioni, e cila lëviz me shpejtësinë e zërit në skajin tjetër të tubacionit të shkarkimit dhe drejton njëkohësisht gazrat e shkarkimit në kanalin e rotorit pa i përzier ato me ajrin. Kur kjo valë presioni të arrijë në skajin tjetër të tubacionit të shkarkimit, dritarja b do të hapet dhe ajri i ngjeshur nga gazrat e shkarkimit në kanalin e rotorit do të shtyhet jashtë tij në tubacion nëte motori. Sidoqoftë, edhe para se gazrat e shkarkimit në këtë kanal rotor të afrohen në skajin e majtë, dritarja mbyllet e para. dhedhe pastaj dritarja b, dhe ky kanal i rotorit me gazrat e shkarkimit nën presion në të do të mbyllet në të dy anët nga muret fundore të strehimit.

Me rrotullimin e mëtejshëm të rotorit, ky kanal me gazrat e shkarkimit do të vijë në dritare rnë tubin e shkarkimit, tela dhe gazrat e shkarkimit do të dalin nga kanali në të. Kur kanali lëviz para dritareve rgazrat e shkarkimit dalin nga dritaret dajri i pastër, i cili, duke mbushur të gjithë kanalin, fryn dhe ftoh rotorin. Duke kaluar nëpër dritare rdhe d,kanali i rotorit, i mbushur me ajër të pastër, është përsëri i mbyllur në të dy anët nga muret fundore të strehimit dhe kështu është gati për ciklin tjetër. Cikli i përshkruar është shumë i thjeshtë në krahasim me atë që ndodh në realitet dhe kryhet vetëm në një diapazon të ngushtë të shpejtësisë së motorit. Kjo është arsyeja pse kjo metodë e super ngarkimit, e cila është e njohur për 40 vjet, nuk përdoret në makina. Gjatë 10 viteve të fundit, nga puna e Brown & Bover, rritja e Comprex është përmirësuar ndjeshëm, në veçanti, një dhomë shtesë është futur në mbulesën përfundimtare, e cila siguron furnizim të besueshëm të ajrit në një gamë të gjerë të shpejtësisë së motorit, përfshirë këtu me shpejtësi të ulët.

Presioni i kompresit u testua në automjete jashtë rrugës me të gjitha rrotat e ndërmarrjes austriake Steyer-Daimler-Pooh, të cilat ishin të pajisura me naftë Opel Record 2,3D dhe Mercedes-Benz 200D.

Përparësia e metodës Comprex në krahasim me karburantin turbo është se nuk ka vonesë në rritjen e presionit të rritjes pas shtypjes së pedalës së kontrollit. Efikasiteti i sistemit të karburantit përcaktohet nga energjia e gazrave të shkarkimit, e cila varet nga temperatura e tyre. Nëse, për shembull, me fuqi të plotë të motorit, temperatura e gazit shkarkues është 400 ° C, atëherë në dimër duhen disa minuta për ta arritur atë. Një avantazh i rëndësishëm i metodës "Comprex" është gjithashtu në marrjen e një çift rrotullues të madh të motorit me shpejtësi të ulët, i cili lejon përdorimin e një kuti ingranazhi me më pak hapa.

Një ndërtim i shpejtë i fuqisë së motorit duke shtypur pedalin e këmbës është veçanërisht e dëshirueshme për makinat garuese Firma italiane Ferrari po teston metodën e presionit të Comprex në makinat e saj garuese, që kur përdorni turbo aplikimi i sistemit të kontrollit kompleks të përshkruar më parë.

Kur testoni sistemin e presionit Comprex në motorët me gjashtë cilindra të makinave garuese Ferrari F1ka pasur një reagim shumë të shpejtë të motorit ndaj lëvizjes së pedalës së kontrollit

Për të marrë presionin maksimal të rritjes në këto motorë, përdoret ftohja e ajrit të ngarkuar. Më shumë ajër rrjedh përmes rotorit të njësisë Comprex sesa kërkohet nga motori, pasi një pjesë e ajrit përdoret për të ftohur njësinë e rritjes. Kjo është shumë e dobishme për motorët garues, të cilët edhe në fillim funksionojnë me rrjedhje pothuajse të plotë të ajrit përmes interftohësit. Në këto kushte, motori me njësinë Comprex do të jetë në gjendjen më të mirë të temperaturës deri në kohën e fillimit për të arritur fuqinë e plotë.

Përdorimi i një njësie nën presion të Comprex në vend të një karikuesi turbo zvogëlon zhurmën e motorit, pasi ajo operon me një shpejtësi më të ulët. Në fazat e hershme të zhvillimit, shpejtësia e rotorit ishte shkaku i zhurmës me të njëjtën frekuencë si ajo e turbo-ngarkuesit. Kjo pengesë u eleminua nga lartësia e pabarabartë e kanaleve rreth perimetrit të rotorit.

Kur përdorni sistemin "Comprex", riciklimi i gazrave të shkarkimit thjeshtohet shumë, i cili përdoret për të zvogëluar përmbajtjen në to NOx.Në mënyrë tipike, riciklimi kryhet duke marrë pjesë të gazrave të shkarkimit nga tubi i shkarkimit, duke i dozuar, ftohur dhe furnizuar me to në shumëzimin e marrjes së motorit. Në sistemin "Comprex", kjo skemë mund të jetë shumë më e thjeshtë, pasi përzierja e gazrave të shkarkimit me rrjedhën e ajrit të freskët dhe ftohja e tyre ndodh drejtpërdrejt në kanalet e rotorit.

M WNYRAT E RRITJES S E EFIKASITETIT MEKANIK T OF ENGINEZIT T COM BRENDSHME TB Djegies

Efikasiteti mekanik pasqyron marrëdhënien midis fuqisë së treguar dhe efektive të motorit. Dallimi në këto vlera është shkaktuar nga humbjet që lidhen me transferimin e forcave të gazit nga kurora e pistonit në volantin dhe me drejtimin e pajisjeve ndihmëse të motorit. Të gjitha këto humbje duhet të dihen saktësisht kur detyra është të përmirësojmë efikasitetin e karburantit të motorit.

Shumica e humbjeve janë shkaktuar nga fërkimi në cilindër, më pak nga fërkimi në kushinetat e lubrifikuara mirë dhe pajisjet e drejtimit të nevojshme për funksionimin e motorit. Humbjet për shkak të hyrjes së ajrit në motor (humbjet e pompimit) janë shumë të rëndësishme pasi ato rriten në proporcion me katrorin e shpejtësisë së motorit.

Humbjet e energjisë që kërkohen për të drejtuar pajisjet që sigurojnë funksionimin e motorit përfshijnë fuqinë për të drejtuar mekanizmin e shpërndarjes së gazit, vajin, ujin dhe pompat e karburantit dhe tifozin e ftohjes. Me ftohjen e ajrit, ventilatori i furnizimit me ajër është një pjesë integrale e motorit kur e provon atë në stol, ndërsa motorët e ftohur me lëng shpesh nuk kanë një ventilator dhe një radiator gjatë provave, dhe uji nga një qark i jashtëm ftohës përdoret për ftohje. Nëse konsumi i energjisë i ventilatorit të një motori të ftohur me lëng nuk merret parasysh, atëherë kjo jep një mbivlerësim të dukshëm të treguesve të tij ekonomikë dhe të energjisë në krahasim me një motor të ftohur me ajër.

Humbjet e tjera për drejtimin e pajisjeve shoqërohen me gjeneratorin, kompresorin pneumatik, pompat hidraulike të nevojshme për ndriçimin, duke siguruar funksionimin e instrumenteve, sistemin e frenimit dhe drejtimin e një makine. Kur provoni një motor në një qëndrim frenash, duhet të përcaktohet saktësisht se çfarë konsiderohet aksesor dhe si ta ngarkoni atë, pasi kjo është e nevojshme për një krahasim objektiv të karakteristikave të motorëve të ndryshëm. Në veçanti, kjo vlen për sistemin e ftohjes së vajit, i cili, kur automjeti është në lëvizje, ftohet duke fryrë enën e vajit me ajër që mungonte gjatë provave në një vend frenimi. Kur testoni një motor pa një ventilator në stol, nuk riprodhohen kushtet për fryrjen e ajrit përmes tubacioneve, gjë që shkakton një rritje të temperaturave në tubin e marrjes dhe çon në një rënie të faktorit të mbushjes dhe fuqisë së motorit.

Vendndodhja e filtrit të ajrit dhe vlera e rezistencës së tubit të shkarkimit duhet të jenë të përshtatshme për kushtet e motorit në automjet. Këto karakteristika të rëndësishme duhet të merren parasysh kur krahasoni karakteristikat e motorëve të ndryshëm ose të një motori të destinuar për përdorim në kushte të ndryshme, për shembull, në një makinë, kamion, traktor ose për drejtimin e një gjeneratori të palëvizshëm, kompresor, etj.

Me një rënie të ngarkesës së motorit, efikasiteti i tij mekanik përkeqësohet, pasi vlera absolute e shumicës së humbjeve nuk varet nga ngarkesa. Një shembull ilustrues është funksionimi i motorit pa ngarkesë, domethënë me shpejtësi boshe, kur efikasiteti mekanik është zero dhe e gjithë fuqia e treguar e motorit harxhohet për tejkalimin e humbjeve të tij. Kur motori është i ngarkuar me 50% ose më pak, konsumi specifik i karburantit në krahasim me ngarkesën e plotë rritet ndjeshëm, dhe për këtë arsye është krejtësisht jo ekonomike për të përdorur një motor që ka më shumë se sa fuqia e kërkuar për drejtimin.

Efikasiteti mekanik i motorit varet nga lloji i vajit të përdorur. Përdorimi i vajrave me viskozitet të lartë në dimër çon në një rritje të konsumit të karburantit. Fuqia e motorit në lartësi të mëdha mbi nivelin e detit zvogëlohet për shkak të një rënie të presionit atmosferik, por humbjet e tij praktikisht nuk ndryshojnë, si rezultat i së cilës konsumi specifik i karburantit rritet në të njëjtën mënyrë siç ndodh në ngarkesën e pjesshme të motorit.

HUMBJET E FRIKSIONIT N IN GRUPIN PISTON TY CILINDERIT DHE BAZAT

Humbjet më të mëdha në motor janë shkaktuar nga fërkimi i pistonit në cilindër. Kushtet e vajosjes për muret e cilindrit nuk janë të kënaqshme. Shtresa e vajit në murin e cilindrit me pistonin në pozicionin BDC është nën ndikimin e gazrave të nxehtë të shkarkimit. Për të zvogëluar konsumin e vajit, unaza e kruajtësit të vajit heq një pjesë të saj nga muri i cilindrit kur pistoni lëviz në BDC, megjithatë, një shtresë lubrifikant midis skajit të pistonit dhe cilindrit mbetet.

Unaza e parë e kompresimit shkakton fërkimin më të madh. Kur pistoni lëviz në TDC, kjo unazë qëndron në sipërfaqen e poshtme të brazdës së pistonit të pistonit dhe presioni që del nga shtypja dhe më pas djegia e përzierjes së punës e shtyp atë në murin e cilindrit. Meqenëse regjimi i vajosjes së unazës së pistonit është më pak i favorshëm për shkak të pranisë së fërkimit të thatë dhe temperaturës së lartë, humbjet e fërkimit janë më të lartat këtu. Regjimi i vajosjes për unazën e dytë të kompresimit është më i favorshëm, por fërkimi mbetet i konsiderueshëm. Prandaj, numri i unazave të pistonit ndikon gjithashtu në sasinë e humbjes së fërkimit në grupin cilindër-pistoni.

Një faktor tjetër i pafavorshëm është shtypja e pistonit pranë TDC kundër murit të cilindrit nga presioni i gazit dhe forcat inerciale të masave kthyese. Në motorët e automobilave me shpejtësi të lartë, forcat inerciale janë më të mëdha se ato të gazit. Prandaj, kushinetat e shufrave lidhëse kanë ngarkesën më të madhe në TDC të goditjes së shkarkimit kur shufra lidhëse shtrihet nga forcat inerciale të aplikuara në kokat e saj të sipërme dhe të poshtme.

Forca që vepron përgjatë shufrës lidhëse zbërthehet në forca të drejtuara përgjatë boshtit të cilindrit dhe normale në murin e saj.

Kushinetat e rrotullimit në një motor janë të dobishëm për t'u përdorur kur ka forca të mëdha që veprojnë mbi to. Advisshtë e këshillueshme, për shembull, të vendosni "krahët lëkundës të valvulave në kushineta me gjilpërë. Kushinetat e rulit janë përdorur gjithashtu më parë si kushineta me kunj pistoni në shufrën lidhëse, veçanërisht në motorët me dy goditje me fuqi të lartë. Mbajtësi i kunjit të pistonit dhe pistonit të një motori dy-goditës në shumicën e rasteve janë të ngarkuar vetëm në një drejtim, filmi i kërkuar i vajit nuk mund të formohet në mbajtësin e mëngës. Për vajosje të mirë të kushinetës së mëngës, në kokën e sipërme të shufrës lidhëse përgjatë gjithë gjatësisë së mëngës së saj, në këtë rast, bëhen brazda të vajosjes tërthore, të vendosura në një distancë të tillë nga njëra-tjetra që një film vaji mund të formohet në këtë vend gjatë lëkundjes ...

Për të marrë humbje të ulëta të fërkimit në grupin cilindër-pistoni, është e nevojshme të keni pistona me një masë të vogël, një numër të vogël unazash pistoni dhe një shtresë mbrojtëse në skajin e pistonit që mbron pistonin nga heqja dhe konfiskimi.

HUMBJET GJAT SHKEMBIMIT T G GAZIT

Për të mbushur cilindrin me ajër, është e nevojshme të krijoni një ndryshim presioni midis cilindrit dhe mjedisit të jashtëm. Vakumi në cilindër në marrje, duke vepruar në drejtim të kundërt me lëvizjen e pistonit dhe duke frenuar rrotullimin e boshtit, varet nga koha e valvulës, diametri i kolektorit të marrjes, si dhe nga forma e kanalit të marrjes, e cila është e nevojshme, për shembull, për të krijuar rrotullimin e ajrit në cilindër. Motori në këtë pjesë të ciklit vepron si një pompë ajri dhe një pjesë e fuqisë së treguar të motorit konsumohet për ta drejtuar atë.

Për një mbushje të mirë të cilindrit, është e nevojshme që humbja e presionit, proporcionale me katrorin e shpejtësisë së motorit, gjatë mbushjes të jetë më e vogla. Humbjet e fërkimit në grupin cilindër-piston kanë një natyrë të ngjashme të varësisë nga shpejtësia e rrotullimit, dhe meqenëse kjo lloj humbje mbizotëron ndër të tjera, humbjet totale gjithashtu varen nga shkalla e dytë e shpejtësisë së motorit. Prandaj, efikasiteti mekanik zvogëlohet me rritjen e shpejtësisë, dhe konsumi specifik i karburantit përkeqësohet.

Në fuqinë maksimale të motorit, efikasiteti mekanik është tipikisht 0.75 dhe ndërsa shpejtësia e motorit rritet më tej, fuqia efektive bie shpejt. Në shpejtësinë maksimale të motorit dhe ngarkesat e pjesshme, efikasiteti efektiv është minimal.

Humbjet gjatë shkëmbimit të gazit gjithashtu përfshijnë kostot e energjisë që lidhen me fryrjen e karrocës së boshtit të boshtit. Motorët me një cilindër me katër goditje kanë humbjet më të mëdha, në të cilën ajri thithet në karrocë me çdo goditje të pistonit dhe përsëri shtyhet jashtë tij. Një vëllim i madh i ajrit të pompuar nëpër karrocë ka edhe motorë me dy cilindra me rregullime cilindrash në formë V dhe të kundërta. Ky lloj i humbjes mund të zvogëlohet duke instaluar një valvul kontrolli që krijon një vakum në karrocë. Vakumi në karrocë gjithashtu zvogëlon humbjen e vajit për shkak të rrjedhjeve. Në motorët me shumë cilindra, në të cilin një piston lëviz poshtë dhe tjetri lart, vëllimi i gazit në karrocë nuk ndryshon, por pjesët ngjitur të cilindrave duhet të komunikojnë mirë me njëri-tjetrin.

HUMBJET N ON DRIVE T OF PAJISJEVE NDIHMSE T THE ENGJINGS

Humbjet në drejtimin e pajisjeve shpesh nënvlerësohen, megjithëse ato kanë një ndikim të madh në efikasitetin mekanik të një motori. Humbjet për drejtimin e mekanizmit të shpërndarjes së gazit janë studiuar mirë. Puna e shpenzuar në hapjen e valvulës rikuperohet pjesërisht kur susta e valvulës mbyll valvulën dhe kështu drejton boshtin e shufrave me gumga. Humbjet për makinën e shpërndarjes së gazit janë relativisht të vogla dhe me zvogëlimin e tyre është e mundur të merrni vetëm një kursim të vogël në kostot e energjisë për disqet. Ndonjëherë boshti i gdhendjes është montuar në kushineta anti-fërkim, por kjo përdoret vetëm në motorët e makinave garuese.

Më shumë vëmendje duhet t'i kushtohet pompës së vajit. Nëse dimensionet e pompës dhe rrjedha e vajit përmes saj mbivlerësohen, atëherë pjesa më e madhe e vajit shkarkohet përmes valvulës zvogëluese të presionit në presion të lartë, ka humbje të konsiderueshme për nxitjen e pompës së vajit. Në të njëjtën kohë, është e nevojshme të keni rezerva në sistemin e vajosjes në mënyrë që të siguroni presion të mjaftueshëm për vajosjen e kushinetave të zakonshme, duke përfshirë ato të konsumuara. Në këtë rast, një furnizim i ulët i vajit nga pompë çon në një rënie të presionit në shpejtësi të ulët të motorit dhe gjatë funksionimit të zgjatur me ngarkesë të plotë. Valvula e zvogëlimit të presionit duhet të mbyllet në këto kushte dhe e gjithë furnizimi me vaj duhet të përdoret për vajosje. Pompa e karburantit dhe shpërndarësi i shpërndarësit të ndezjes kërkon pak energji. Gjithashtu, alternatori harxhon pak energji. Një pjesë e konsiderueshme e fuqisë efektive, përkatësisht 5-10%, shpenzohet për drejtimin e ventilatorit dhe pompës së sistemit të ftohjes, të cilat kërkohen për të hequr nxehtësinë nga motori. Kjo tashmë është diskutuar. Ka, siç mund të shihet, disa mënyra për të përmirësuar efikasitetin mekanik të një motori.

Një sasi e vogël e energjisë mund të kursehet në drejtimin e pompës së karburantit dhe hapjen e injektorëve. Në një masë disi më të madhe, kjo është e mundur në motorët me naftë.

HUMBJET N ON DREJTIMIN E PAJISJEVE SHTES T OF MJETIT

Një makinë zakonisht është e pajisur me pajisje që konsumojnë një pjesë të fuqisë efektive të motorit, dhe në këtë mënyrë zvogëlon pjesën tjetër të saj që do të drejtojë makinën. Në një makinë pasagjerësh, pajisje të tilla përdoren në një numër të kufizuar, kryesisht amplifikatorë të ndryshëm që përdoren për të lehtësuar kontrollin e automjetit, për shembull, drejtimin, drejtimin e tufës, drejtimin e frenave. Sistemi i kondicionimit të një makine kërkon gjithashtu një sasi të caktuar energjie, veçanërisht për njësinë e kondicionimit të ajrit. Energjia është e nevojshme edhe për njësi të ndryshme hidraulike, të tilla si lëvizëse të vendeve, dritareve të hapura, çative, etj.

Ka shumë më tepër pajisje shtesë në një kamion. Në mënyrë tipike, përdoret një sistem frenimi që përdor një burim të veçantë energjie, trupat e hedhjes, pajisjet e vetë-ngarkimit, një pajisje për ngritjen e rrotave rezervë, etj. Mekanizmat e tillë përdoren edhe më gjerësisht në automjetet me qëllim të veçantë. Këto raste të konsumit të energjisë duhet gjithashtu të merren parasysh në konsumin e përgjithshëm të karburantit.

Më e rëndësishmja nga këto pajisje është një kompresor për krijimin e një presioni të vazhdueshëm të ajrit në sistemin frenues pneumatik. Kompresori punon vazhdimisht, duke mbushur marrësin e ajrit, një pjesë e ajrit nga e cila lëshohet në atmosferë përmes një valvule zvogëluese të presionit pa përdorim të mëtejshëm. Sistemet hidraulike me presion të lartë që shërbejnë pajisje ndihmëse karakterizohen kryesisht nga humbjet në valvulat reduktuese të presionit. Ata zakonisht përdorin një valvul, i cili, pasi arrin presionin e punës në akumulator, fik furnizimin e mëtejshëm të lëngut të punës në të dhe kontrollon vijën e bajpasit midis pompës dhe rezervuarit.

Krahasimi i humbjeve mekanike në motorët e naftës dhe naftës

Të dhëna krahasuese për humbjet mekanike të matura në të njëjtat kushte të funksionimit të një motori me benzinë \u200b\u200bme një raport të ngjeshjes e \u003d 6 dhe një motor dizel me një raport të ngjeshjes e \u003d 16 (Tabela 11, A).

Për një motor benzinë, përveç kësaj, në tabelë. 11, B gjithashtu krahason humbjet mekanike në ngarkesa të plota dhe të pjesshme.

Tabela 11.A. Presioni mesatar i llojeve të ndryshme të humbjeve mekanike në motorët me benzinë \u200b\u200bdhe naftë (1600 min-1), MPa

Tabela 11.B. Presioni mesatar i llojeve të ndryshme të humbjeve mekanike në një motor benzinë \u200b\u200b(1600 min-1, e \u003d 6) në ngarkesa të ndryshme, MPa

Humbjet totale, siç mund të shihet nga tabela. 11 janë relativisht të vogla sepse ato janë matur në rpm të ulët (1600 rpm). Me një rritje të shpejtësisë së rrotullimit, humbjet rriten për shkak të veprimit të forcave të inercisë të masave lëvizëse që lëvizin, të cilat rriten në proporcion me fuqinë e dytë të shpejtësisë së rrotullimit, si dhe shpejtësinë relative në mbajtje, meqenëse fërkimi i trashë është gjithashtu proporcional me katrorin e shpejtësisë. Alsoshtë gjithashtu interesante të krahasohen diagramet e treguesve në cilindrat e dy motorëve në shqyrtim (Fig. 89). Presioni në cilindrin e një motori me naftë është pak më i lartë se ai i një motor benzine, dhe kohëzgjatja e tij është më e gjatë. Kështu, gazrat shtypin unazat kundër murit të cilindrit me forcë më të madhe dhe për një kohë më të gjatë; prandaj, humbja e fërkimit në grupin cilindër-pistoni është më e madhe në motorin me naftë. Dimensionet më të mëdha krahasuar me një motor benzinë, veçanërisht diametri i kushinetave në një motor dizel, gjithashtu kontribuojnë në një rritje të humbjeve mekanike.

Fërkimi i mbajtjes shkaktohet nga sforcimet e prerjes në filmin vajor. Kjo varet në mënyrë lineare nga madhësia e sipërfaqeve të fërkimit dhe është proporcionale me katrorin e shpejtësisë së prerjes. Viskoziteti i vajit dhe, në një masë më të vogël, trashësia e filmit të vajit në kushineta kanë një ndikim të rëndësishëm në fërkimin. Presioni i gazit në cilindër nuk ka pothuajse asnjë efekt në humbjet e kushinetave.

EFEKTI I DIAMETRIT TY CILINDERIT DHE POLITIKES NRO EFIKASITETIN E EFIKASITETIT T OF ENGJINS SB BRENDSHME

Më parë, kishte të bënte me zvogëlimin në një humbje minimale të nxehtësisë për të rritur efikasitetin e treguesit të motorit, dhe kishte të bënte kryesisht me zvogëlimin e raportit të sipërfaqes së dhomës së djegies me vëllimin e tij. Vëllimi i dhomës së djegies është në një farë mase tregues i sasisë së futjes së nxehtësisë. Vlera kalorifike e ngarkesës hyrëse në një motor benzine përcaktohet nga raporti i ajrit me karburantin, afër stoichiometrik. Ajri i pastër furnizohet me motorin dizel dhe furnizimi me karburant është i kufizuar nga shkalla e paplotësisë së djegies, në të cilën tymi shfaqet në gazrat e shkarkimit. Prandaj, marrëdhënia midis sasisë së nxehtësisë së futur dhe vëllimit të dhomës së djegies është mjaft e qartë

Sfera ka raportin më të vogël sipërfaqe-vëllim. Nxehtësia hiqet në hapësirën përreth nga sipërfaqja, kështu që masa në formë topi ftohet në shkallën më të vogël. Këto marrëdhënie të dukshme merren parasysh gjatë hartimit të dhomës së djegies. Sidoqoftë, duhet të kihet parasysh ngjashmëria gjeometrike e pjesëve të motorit me madhësi të ndryshme. Siç e dini, vëllimi i një sfere është 4 / 3lR3, dhe sipërfaqja e saj është 4lR2, dhe, kështu, vëllimi me diametër në rritje rritet më shpejt se sipërfaqja, dhe, për këtë arsye, një sferë me një diametër më të madh do të ketë një raport më të vogël sipërfaqe-vëllim. Nëse sipërfaqet e një sfere me diametra të ndryshëm kanë të njëjtat rënie të temperaturës dhe të njëjtët koeficientë të transferimit të nxehtësisë a, atëherë sfera e madhe do të ftohet më ngadalë.

Motorët janë gjeometrikisht të ngjashëm kur kanë të njëjtin model por ndryshojnë në madhësi. Nëse motori i parë ka një diametër cilindri, për shembull, i barabartë me një, dhe motori i dytë ka ai është në 2herë më shumë, atëherë të gjitha dimensionet lineare të motorit të dytë do të jenë 2 herë, sipërfaqet - 4 herë dhe vëllimet - 8 herë më të mëdha se ato të motorit të parë. Sidoqoftë, nuk është e mundur të arrihet ngjashmëri e plotë gjeometrike, pasi përmasat, për shembull, të kandelave dhe injektorëve të karburantit janë të njëjta për motorët me madhësi të ndryshme të gypave të cilindrit.

Nga ngjashmëria gjeometrike, mund të konkludohet se një cilindër më i madh gjithashtu ka një raport më të pranueshëm sipërfaqe-vëllim, prandaj, humbjet e nxehtësisë kur sipërfaqja ftohet në të njëjtat kushte do të jenë më të vogla.

Sidoqoftë, kur përcaktohet fuqia, duhet të merren parasysh disa faktorë kufizues. Fuqia e motorit varet jo vetëm nga madhësia, d.m.th., vëllimi i cilindrave të motorit, por edhe nga shpejtësia e motorit, si dhe presioni mesatar efektiv. Shpejtësia e motorit është e kufizuar nga shpejtësia maksimale mesatare e pistonit, pesha dhe përsosja e dizajnit të mekanizmit të fiksimit. Shpejtësitë maksimale të pistonit të motorëve me benzinë \u200b\u200bjanë në intervalin prej 10-22 m / s. Për motorët e makinave të pasagjerëve, shpejtësia maksimale mesatare e pistonit arrin 15 m / s, dhe presioni mesatar efektiv në ngarkesë të plotë është afër 1 MPa.

Zhvendosja dhe dimensionet e motorit nuk përcaktohen vetëm nga faktorët gjeometrikë. Për shembull, trashësia e mureve përcaktohet nga teknologjia, jo nga ngarkesa mbi to. Transferimi i nxehtësisë përmes mureve nuk varet nga trashësia e tyre, por nga përçueshmëria termike e materialit të tyre, koeficientët e transferimit të nxehtësisë në sipërfaqet e murit, ndryshimet e temperaturës, etj. Lëkundjet e presionit të gazit në tubacione përhapen me shpejtësinë e zërit pavarësisht nga madhësia e motorit, pastrimet e mbajtjes përcaktohen nga vetitë e filmit të vajit dhe Sidoqoftë, duhet të bëhen disa përfundime në lidhje me ndikimin e dimensioneve gjeometrike të cilindrave.

Avantazhet dhe disavantazhet e një cilindri me një vëllim të madh të punës

Një cilindër me një vëllim më të madh pune ka një humbje relativisht të ulët të nxehtësisë në mure. Kjo është konfirmuar mirë nga shembujt e motorëve me naftë të palëvizshme me cilindra me zhvendosje të madhe, të cilat kanë konsum specifik shumë të ulët të karburantit. Në rastin e veturave të pasagjerëve, gjithsesi, nuk ndodh gjithmonë kështu.

Një analizë e ekuacionit të fuqisë së motorit tregon se fuqia më e lartë e motorit mund të arrihet me një goditje të vogël pistoni.

Shpejtësia mesatare e pistonit mund të llogaritet si

ku: S është goditja e pistonit, m; n - frekuenca e rrotullimit, min-1.

Kur shpejtësia mesatare e pistonit C p është e kufizuar, frekuenca e rrotullimit mund të jetë më e lartë, aq më e vogël është goditja e pistonit. Ekuacioni i fuqisë për një motor me katër goditje është

ku: Vh - vëllimi i motorit, dm3; n - frekuenca e rrotullimit, min-1; pe - presion mesatar, MPa.

Si pasojë, fuqia e motorit është drejtpërdrejt proporcionale me shpejtësinë dhe zhvendosjen e tij. Kështu, në të njëjtën kohë, motorit i imponohen kërkesat e kundërta - një zhvendosje e madhe e cilindrit dhe një goditje e shkurtër. Një zgjidhje kompromisi është të përdorni më shumë cilindra.

Zhvendosja më e preferuar për një cilindër të një motori me benzinë \u200b\u200bme shpejtësi të lartë është 300-500 cc. Një motor me një numër të vogël cilindrash të tillë është i ekuilibruar dobët, dhe me një numër të madh të cilindrave të tillë ai ka humbje të konsiderueshme mekanike dhe për këtë arsye ka një konsum specifik të karburantit në rritje. Një motor me tetë cilindra me një zhvendosje prej 3000 cm3 ka një konsum specifik më të ulët të karburantit sesa një dymbëdhjetë cilindra me të njëjtën zhvendosje.

Për të arritur një konsum të ulët të karburantit, këshillohet të përdorni motorë me një numër të vogël cilindrash. Sidoqoftë, një motor me një cilindër me një zhvendosje të madhe nuk përdoret në makina, pasi që masa e tij relative është e madhe dhe balancimi është i mundur vetëm me përdorimin e mekanizmave të veçantë, gjë që çon në një rritje shtesë të masës, madhësisë dhe kostos së tij. Përveç kësaj, pabarazia e madhe e momentit rrotullues të një motori me cilindër të vetëm është e papranueshme për transmetimet e automjeteve.

Numri më i vogël i cilindrave në një motor modern automobilistik është dy. Motorë të tillë përdoren me sukses në makinat e një klase veçanërisht të vogël (Citroen 2 CV, Fiat 126). Nga pikëpamja e ekuilibrit, tjetri në një seri aplikimesh të përshtatshme është një motor me katër cilindra, megjithatë, motorët me tre cilindra me një vëllim të vogël cilindrash tani kanë filluar të përdoren, pasi ato ju lejojnë të merrni konsum të ulët të karburantit. Përveç kësaj, më pak cilindra thjeshtojnë dhe ulin koston e aksesorëve të motorit, pasi numri i kandelave, injektorëve, çifteve kumarxhi të pompës së karburantit me presion të lartë zvogëlohet. Kur pozicionohet tërthorazi në një makinë, një motor i tillë ka një gjatësi më të shkurtër dhe nuk kufizon rrotullimin e timonit.

Motori me tre cilindra lejon përdorimin e pjesëve themelore të unifikuara me një motor me katër cilindra: një astar cilindri, një set pistoni, një set shufre lidhëse, një mekanizëm valvul. E njëjta zgjidhje është e mundur për një motor me pesë cilindra, i cili bën të mundur, nëse është e nevojshme të rritet diapazoni i fuqisë lart nga motori bazë me katër cilindra, për të shmangur kalimin në një gjashtë cilindër më të gjatë.

Përparësitë e përdorimit të motorëve me naftë me një zhvendosje të madhe cilindri tashmë janë theksuar. Përveç zvogëlimit të humbjes së nxehtësisë gjatë djegies, kjo bën të mundur marrjen e një dhome më kompakte të djegies, në të cilën, në raporte mesatare të kompresimit, krijohen temperatura më të larta në kohën e injektimit të karburantit. Për një cilindër me një vëllim të madh pune, mund të përdoren hundë me një numër të madh të hundëve, të cilat janë më pak të ndjeshme ndaj formimit të karbonit.

RAPORTI I POLITIKS NDRORMARRJES N C DIAMETRN E CILINDRIT

Herësi i pjesëtimit të madhësisë së goditjes së pistonit me madhësinë e diametrit të cilindrit Dështë një vlerë e përdorur zakonisht për raportin S / D . Pikëpamja për madhësinë e goditjes së pistonit ka ndryshuar gjatë zhvillimit të ndërtimit të motorit.

Në fazën fillestare të ndërtimit të motorit të automobilave, e ashtuquajtura formula e taksave ishte në fuqi, mbi bazën e së cilës u llogarit taksa e mbledhur për fuqinë e motorit duke marrë parasysh numrin dhe diametrin D cilindrat e saj. Klasifikimi i motorëve gjithashtu u krye në përputhje me këtë formulë. Prandaj, preferenca iu dha motorëve me një goditje të madhe pistoni në mënyrë që të rritet fuqia e motorit brenda kësaj kategorie taksash. Fuqia e motorit u rrit, por rritja e shpejtësisë ishte e kufizuar nga shpejtësia mesatare e lejuar e pistonit. Meqenëse mekanizmi i shpërndarjes së gazit të motorit gjatë kësaj periudhe nuk ishte projektuar për rrotullime të larta, kufizimi i rrotullimeve nga shpejtësia e pistonit nuk kishte rëndësi.

Sapo formula e përshkruar e taksave u shfuqizua dhe klasifikimi i motorëve u krye në përputhje me vëllimin e punës së cilindrit, goditja e pistonit filloi të ulej ndjeshëm, gjë që bëri të mundur rritjen e shpejtësisë së rrotullimit dhe, si rrjedhojë, fuqinë e motorit. Në cilindrat më të mëdhenj, madhësitë më të mëdha të valvulave janë bërë të mundshme. Prandaj, motorët me goditje të shkurtër u krijuan me një raport S / D që arrin në 0.5. Përmirësimi i mekanizmit të shpërndarjes së gazit, veçanërisht kur përdorni katër valvola në cilindër, bëri të mundur sjelljen e shpejtësisë nominale të motorit në 10,000 rpm dhe më shumë, si rezultat i së cilës fuqia specifike u rrit me shpejtësi

Aktualisht, shumë vëmendje i kushtohet uljes së konsumit të karburantit.Studimet e efektit të S / D të kryera për këtë qëllim kanë treguar se motorët me goditje të shkurtër kanë një konsum specifik të shtuar të karburantit. Kjo është shkaktuar nga sipërfaqja e madhe e dhomës së djegies, si dhe një rënie në efikasitetin mekanik të motorit për shkak të vlerës relativisht të madhe të masave lëvizëse të pjesëve të bashkimit të shufrës së pistonit dhe rritjes së humbjeve në drejtuesit e pajisjeve ndihmëse. Me një goditje shumë të shkurtër, shufra lidhëse duhet të zgjatet në mënyrë që pjesa e poshtme e skajit të pistonit të mos zgjatet prekur nga kundërpeshat e boshtit të boshtit. Me një rënie në goditjen e tij, masa e pistonit është ulur pak dhe me përdorimin e gropave dhe gropave në skajin e pistonit. Për të zvogëluar emetimin e substancave toksike në gazrat e shkarkimit, është më e përshtatshme të përdorni motorë me një dhomë kompakte me djegie dhe një goditje më të gjatë të pistonit. Prandaj, aktualisht, nga motorët me një S / shumë të ulët D refuzoj.

Varësia e presionit mesatar efektiv në raportin S / D motorët më të mirë të garave, ku zvogëlimi i q është qartë i dukshëm, në raporte të ulëta S / D, tregohet në Fig. 90 Aktualisht, një raport S / D i barabartë ose pak më i madh se një konsiderohet më i favorshëm. Megjithëse, me një goditje të shkurtër pistoni, raporti i sipërfaqes së cilindrit me vëllimin e tij të punës në pozicionin e pistonit në BDC është më i vogël se ai i motorëve me goditje të gjatë, zona e poshtëm e cilindrit nuk është aq e rëndësishme për heqjen e nxehtësisë, pasi që temperatura e gazit tashmë po bie dukshëm

Një motor me goditje të gjatë ka një raport më të favorshëm të sipërfaqes së ftohur me vëllimin e dhomës së djegies kur pistoni është në TDC, gjë që është më e rëndësishme, pasi që gjatë kësaj periudhe të ciklit temperatura e gazit, e cila përcakton humbjen e nxehtësisë, është më e larta. Reduktimi i sipërfaqes së transferimit të nxehtësisë gjatë kësaj faze të procesit të zgjerimit zvogëlon humbjet e nxehtësisë dhe përmirëson efikasitetin e treguar të motorit.

M WNYRA T OTHER TJERA P TOR TED ZBATUAR KONSUMIN E KARBURANTIT N EN ENGINEER

Motori funksionon me konsum minimal të karburantit vetëm në një zonë të caktuar të karakteristikave të tij.

Kur përdorni një automjet, fuqia e tij e motorit duhet të vendoset gjithmonë në kurbën e konsumit specifik minimal të karburantit. Në një makinë pasagjerësh, ky kusht plotësohet nëse përdoret një kuti ingranazhesh me katër dhe pesë shpejtësi, dhe sa më pak ingranazhe, aq më e vështirë është të përmbushësh këtë kusht. Kur ngasni në një pjesë horizontale të rrugës, motori nuk punon në mënyrë optimale edhe kur ingranazhi i katërt është i angazhuar. Prandaj, për ngarkesë optimale të motorit, makina duhet të përshpejtohet në marshin më të lartë derisa të arrihet shpejtësia maksimale e ligjshme. Tjetra, është e këshillueshme që të zhvendosni kutinë e shpejtësisë në neutral, të fikni motorin dhe bregun në një rënie të shpejtësisë, për shembull, në 60 km / orë, dhe pastaj të ndizni motorin dhe ingranazhin e sipërm përsëri në kutinë dhe, me presionin optimal në pedalin e kontrollit të motorit, të riktheni shpejtësinë në 90 km / orë.

Një makinë e tillë ngas në mënyrën "përshpejtim-mbështjell". Kjo metodë lëvizëse është e pranueshme për konkurrencën e ekonomisë sepse motori ose funksionon në intervalin e ekonomisë ose është i fikur. Sidoqoftë, nuk është i përshtatshëm për funksionimin e vërtetë të një makine në trafik të dendur.

Ky shembull tregon një mënyrë për të zvogëluar konsumin e karburantit. Një mënyrë tjetër për të minimizuar konsumin specifik të karburantit është të kufizoni fuqinë e motorit duke ruajtur efikasitetin e mirë mekanik. Efekti negativ i ngarkesës së pjesshme në efikasitetin mekanik tashmë është treguar në Tabelën. 11A Në veçanti, nga tabela. 11B mund të shihet se kur ngarkesa e motorit zvogëlohet nga 100% në 30%, pjesa e humbjeve mekanike në punën e treguesit rritet nga 12% në 33% dhe efikasiteti mekanik zvogëlohet nga 88% në 67%. Një nivel fuqie prej 30% i maksimumit mund të arrihet me vetëm dy cilindra të motorit me katër cilindra në punë.

Mbyllni cilindrat

Nëse, në ngarkesë të pjesshme të një motori me shumë cilindra, disa cilindra janë të fikur, atëherë pjesa tjetër do të funksionojë me një ngarkesë më të lartë me efikasitet më të mirë. Për shembull, kur një motor me tetë cilindra po funksionon me pjesë të ngarkesës, i gjithë vëllimi i ajrit mund të drejtohet vetëm në katër cilindra, ngarkesa e tyre do të dyfishohet dhe efikasiteti efektiv i motorit do të rritet. Sipërfaqja ftohëse e dhomave të djegies prej katër cilindrave është më e vogël se ajo e tetë, kështu që sasia e nxehtësisë së shpërndarë nga sistemi i ftohjes zvogëlohet dhe konsumi i karburantit mund të zvogëlohet me 25%.

Kontrolli i drejtimit të valvulave zakonisht përdoret për të mbyllur cilindrat. Nëse të dy valvulat janë të mbyllura, atëherë përzierja nuk hyn në cilindër dhe gazi përgjithmonë në të kompresohet dhe zgjerohet në mënyrë sekuenciale. Puna e shpenzuar në këtë rast për kompresimin e gazit lirohet përsëri kur zgjerohet në kushte të shpërndarjes së vogël të nxehtësisë nga muret e cilindrit. Efikasiteti mekanik dhe tregues në këtë rast është përmirësuar në krahasim me efikasitetin e një motori me tetë cilindra që punon në të gjithë cilindrat me të njëjtën fuqi efektive.

Kjo metodë e fikjes së cilindrave është shumë e përshtatshme, pasi cilindri fiket automatikisht kur motori kalon në ngarkesa të pjesshme dhe ndizet pothuajse menjëherë kur shtypni pedalin e kontrollit. Si pasojë, shoferi mund të përdorë fuqinë e plotë të motorit në çdo kohë për të kapërcyer ose shpejt të ngjitet në një kodër. Ekonomia e karburantit është veçanërisht e dukshme kur ngasni makinën në qytet. Cilindrat e fikur nuk kanë humbje të pompimit dhe nuk furnizojnë ajrin në vijën e shkarkimit. Kur ngisni tatëpjetën, cilindrat e paangazhuar ofrojnë më pak rezistencë, frenimi i motorit zvogëlohet dhe automjeti del në një distancë më të gjatë, si me një makinë të lirë.

Convenientshtë i përshtatshëm për të fikur cilindrin e një motori të valvulës së sipërme me një bosht të poshtme me gumga më të ulët duke përdorur një ndalesë të krahut lëkundës të valvulës elektromagnetike të lëvizshme. Kur solenoidi është i fikur, valvula mbetet e mbyllur, pasi krahu lëkundës rrotullohet nga kamerja e boshtit shigjetor rreth pikës së kontaktit me fundin e rrjedhës së valvulës, dhe krahu i lëkundësit mund të lëvizë lirisht në të njëjtën kohë.

Me një motor me tetë cilindra, dy ose katër cilindra fiken në mënyrë të tillë që alternimi i cilindrave të punës të jetë sa më i barabartë që të jetë e mundur. Në një motor me gjashtë cilindra, një deri në tre cilindra janë të fikur. Testimi është gjithashtu në proces për të mbyllur dy cilindra të një motori me katër cilindra.

Një mbyllje e tillë e valvulave në një motor me një shufër me gumga ajrore është e vështirë, prandaj përdoren metoda të tjera të mbylljes së cilindrave. Për shembull, gjysma e cilindrave të një motori gjashtë cilindër BMW (FRG) janë të fikur në mënyrë që ndezja dhe injeksioni të jenë të fikura për tre cilindra, dhe gazrat e shkarkimit nga tre cilindra që punojnë shkarkohen përmes tre cilindrave të fikur dhe mund të zgjerohen më tej. Ky proces kryhet nga valvulat në tubat e marrjes dhe shkarkimit. Avantazhi i kësaj metode është se cilindrat e fikur nxehen vazhdimisht nga gazrat e shkarkimit që kalojnë.

Motori Porsche 928 V-8 me çaktivizimin e cilindrit ka dy seksione V me katër cilindra pothuajse plotësisht të ndarë. Secili prej tyre është i pajisur me një tubacion të pavarur të hyrjes, ndërsa mekanizmi i shpërndarjes së gazit nuk ka një mbyllje të drejtuesve të valvulave. Njëri nga motorët mbyllet duke mbyllur mbytjen dhe duke ndaluar injeksionin e benzinës dhe testet kanë treguar se humbjet e pompimit do të jenë më të ultat në një hapje të vogël të mbytjes. Valvulat e mbytjes të të dy seksioneve janë të pajisura me drejtues të pavarur. Seksioni që do të fiket furnizon vazhdimisht një sasi të vogël të ajrit në tubin e zakonshëm të shkarkimit, i cili përdoret për djegien e gazrave të shkarkimit në reaktorin termik. Kjo përjashton përdorimin e një pompë speciale për furnizimin e ajrit sekondar.

Kur motori me tetë cilindra ndahet në dy seksione me katër cilindra, njëri prej tyre rregullohet për një çift rrotullues të lartë në një rpm të ulët dhe është vazhdimisht në punë, dhe i dyti vendoset në fuqinë maksimale dhe ndizet vetëm kur është e nevojshme të keni një fuqi afër maksimumit. Seksionet e motorit mund të kenë kohë të ndryshme të valvulave dhe gjatësi të ndryshme të tubave të marrjes.

Karakteristikat me shumë parametra të motorit Porsche 928 gjatë funksionimit të tetë (kthesave të ngurta) dhe katër cilindrave (kthesa të ndërprera) tregohen në Fig. 91. Zonat e përmirësimit të konsumit specifik të karburantit duke çaktivizuar katër cilindra motorësh janë të hijezuara. Për shembull, me një shpejtësi rrotullimi prej 2000 rpm dhe një çift rrotullues prej 80 Nm, konsumi specifik i karburantit kur veprojnë të tetë cilindrat e motorit është 400 g / (kWh), ndërsa për një motor me katër cilindra të fikur në të njëjtën mënyrë, është pak më shumë 350 g / (kWh).

Kursime edhe më të dukshme të karburantit mund të merren me shpejtësi të ulët të automjeteve. Diferenca në konsumin e karburantit me lëvizje uniforme përgjatë pjesës horizontale të autostradës tregohet në Fig. 92. Për një motor me katër cilindra të fikur (kurbë e ndërprerë) me një shpejtësi prej 40 km / orë, konsumi i karburantit bie me 25%: nga 8 në 6 l / 100 km.

Por ekonomia e karburantit në motor mund të arrihet jo vetëm duke fikur cilindrat. Në motorët e rinj Porsche TOP("Motori Porsche i optimizuar termodinamikisht") janë zbatuar të gjitha mënyrat e mundshme për të përmirësuar efikasitetin e treguesit të një motori tradicional me benzinë. Raporti i ngjeshjes u rrit së pari nga 8.5 në 10, dhe pastaj, duke ndryshuar formën e kurorës së pistonit, në 12.5, ndërsa rriti intensitetin e rrotullimit të ngarkesës në cilindër gjatë goditjes së kompresimit. Motorët "Porsche 924" dhe "Porsche 928" të azhurnuar në këtë mënyrë kanë ulur konsumin specifik të karburantit me 6-12%. Sistemi elektronik i ndezjes i përdorur në këtë rast, duke vendosur kohën optimale të ndezjes në varësi të shpejtësisë dhe ngarkesës së motorit, rrit efikasitetin e motorit kur ai punon me ngarkesa të pjesshme në kushtet e përzierjeve të dobëta, dhe gjithashtu eliminon shpërthimin në ngarkesat maksimale.

Fikja e motorit kur mjeti ndalet në kryqëzime gjithashtu kursen karburant. Kur motori është në punë me shpejtësi më të ulët se 1000 rpm dhe temperatura e ftohësit është më shumë se 40 ° C, ndezja fiket pas 3.5 s. Motori ndizet përsëri vetëm pasi të shtypni pedalin e kontrollit. Kjo zvogëlon konsumin e karburantit me 25-35%, dhe për këtë arsye motorët me benzinë \u200b\u200bPorsche TOPpër sa i përket efikasitetit të karburantit, ata mund të konkurrojnë me motorët me naftë.

Mercedes-Benz gjithashtu është përpjekur të zvogëlojë konsumin e karburantit në V-8 duke çaktivizuar cilindrat. Shkyçja u arrit duke përdorur një pajisje elektromagnetike që prish lidhjen e ngurtë midis kamerës dhe valvulës. Në kushtet e ngasjes urbane, konsumi i karburantit u ul me 32%.

NGJITJA PLASMA

Shtë e mundur të përdoren përzierje të dobëta për të zvogëluar konsumin e karburantit dhe përmbajtjen e substancave të dëmshme në gazrat e shkarkimit, por ndezja e shkëndijës është e vështirë. Ndezja e garantuar e shkëndijës ndodh kur raporti i masës së ajrit / karburantit nuk është më shumë se 17. Me përbërje më të dobëta, ndodhin gabime, gjë që çon në një rritje të përmbajtjes së substancave të dëmshme në gazrat e shkarkimit.

Duke krijuar një ngarkesë të shtresuar në cilindër, është e mundur të digjni një përzierje shumë të dobët, me kusht që të formohet një përzierje e pasur në zonën e kandeles. Përzierja e pasur është shumë e ndezshme, dhe flaka, e hedhur në vëllimin e dhomës së djegies, ndez përzierjen e ligët të vendosur atje.

Në vitet e fundit, është kryer hulumtim mbi ndezjen e përzierjeve të dobëta me anë të metodave të plazmës dhe lazerit, në të cilat formohen disa qendra të djegies në dhomën e djegies, pasi përzierja ndizet njëkohësisht në zona të ndryshme të dhomës. Si rezultat, problemet e trokitjes eliminohen dhe raporti i shtypjes mund të rritet edhe kur përdorni karburant të oktanit të ulët. Në këtë rast, është e mundur ndezja e përzierjeve të dobëta me një raport ajri / karburant deri në 27.

Gjatë ndezjes plazmatike, harku elektrik formon një përqendrim të lartë të energjisë elektrike në një boshllëk shkëndijë jonizues të një vëllimi mjaft të madh. Në të njëjtën kohë, temperaturat deri në 40,000 ° C zhvillohen në hark, domethënë, krijohen kushte të ngjashme me saldimin me hark.

Sidoqoftë, nuk është aq e lehtë të zbatohet metoda e ndezjes plazmatike në një motor me djegie të brendshme. Një kandele plazma është treguar në fig. 93. Një dhomë e vogël bëhet nën elektrodën qendrore në izoluesin e prizës. Kur ndodh një shkarkesë e gjatë elektrike midis elektrodës qendrore dhe trupit të qiriut, gazi në dhomë nxehet deri në një temperaturë shumë të lartë dhe, duke u zgjeruar, del përmes vrimës në trupin e qiriut në dhomën e djegies. Formohet një pishtar plazma me një gjatësi prej rreth 6 mm, për shkak të së cilës lindin disa pika të nxehta të flakës, duke kontribuar në ndezjen dhe djegien e përzierjes së dobët.

Një lloj tjetër i sistemit të ndezjes plazmatike përdor një pompë të vogël me presion të lartë që furnizon ajrin me elektrodat kur gjenerohet harku. Vëllimi i ajrit të jonizuar të formuar gjatë shkarkimit midis elektrodave hyn në dhomën e djegies.

Këto metoda janë shumë komplekse dhe nuk vlejnë për motorët e automobilave. Prandaj, është zhvilluar një metodë tjetër në të cilën xixa prodhon një hark elektrik konstant mbi një kënd prej 30 ° fiksimi. Në këtë rast, çlirohet deri në 20 MJ energji, që është shumë më tepër sesa me një shkarkesë të shkëndijës konvencionale. Dihet që nëse nuk prodhohet një sasi e mjaftueshme e energjisë gjatë ndezjes së shkëndijës, përzierja nuk do të ndizet.

Harku plazmatik, në kombinim me rrotullimin e ngarkesës në dhomën e djegies, formon një sipërfaqe të madhe ndezëse, pasi gjatë kësaj forma dhe madhësia e harkut plazmatik ndryshojnë ndjeshëm. Së bashku me një rritje në kohëzgjatjen e periudhës së ndezjes, kjo gjithashtu do të thotë prania e një energjie të lartë të lëshuar për të.

Në ndryshim nga sistemi standard, në qarkun sekondar të sistemit të ndezjes plazmatike operon një tension konstant prej 3000 V. Në momentin e shkarkimit, në shkëndijën e shkëndijës gjenerohet një shkëndijë normale. Në këtë rast, rezistenca në elektrodat e qiriut zvogëlohet, dhe një tension i vazhdueshëm prej 3000 V formon një hark, të ndezur në momentin e shkarkimit. Një tension prej rreth 900 V është i mjaftueshëm për të mbajtur harkun.

Sistemi i ndezjes së plazmës ndryshon nga copëtuesi standard i integruar me frekuencë të lartë (12 kHz) DC me një tension prej 12 V. Spiralja e induksionit rrit tensionin në 3000 V, e cila më pas korrigjohet. Duhet të theksohet se shkarkimi i harkut të zgjatur në një kandele do të zvogëlojë ndjeshëm jetën e tij të shërbimit.

Me ndezjen plazmatike, flaka përhapet përmes dhomës së djegies më shpejt, kështu që kërkohet një ndryshim përkatës në kohën e ndezjes. Testet e sistemit të ndezjes plazmatike në një makinë Ford Pinto (SHBA) me një kapacitet motorri 2300 cm3 dhe një transmetim automatik dhanë rezultatet e treguara në Tabelën. 12

Tabela 12. Rezultatet e provës së sistemit të ndezjes plazmatike në një makinë Ford Pinto

Me ndezjen plazmatike, është e mundur të kryhet një kontroll me cilësi të lartë të një motori me benzinë, në të cilin sasia e ajrit të furnizuar mbetet e pandryshuar dhe fuqia e motorit kontrollohet vetëm duke rregulluar sasinë e karburantit të furnizuar. Kur u përdor një sistem ndezjeje plazmatike në motor pa ndryshuar kohën e ndezjes dhe përbërjen e përzierjes, konsumi i karburantit u ul me 0.9%, me rregullimin e këndit të ndezjes - me 4.5%, dhe me këndin e ndezjes optimale dhe kontrollin e përbërjes së përzierjes - me 14% ( shih Tabelën 12). Ndezja plazmatike përmirëson performancën e motorit, veçanërisht në ngarkesa të pjesshme, dhe konsumi i karburantit mund të jetë i njëjtë me naftën.

Zvogëlimi i emisionit të substancave toksike me gaze shter

Rritja e motorizimit sjell me vete nevojën për masa të mbrojtjes së mjedisit. Ajri në qytete ndotet gjithnjë e më shumë nga substanca të dëmshme për shëndetin e njeriut, veçanërisht monoksidi i karbonit, hidrokarburet e djegura, oksidet e azotit, përbërjet e plumbit, squfurit, etj. Në një masë të madhe, këto janë produkte të djegies jo të plotë të karburanteve të përdorura në ndërmarrje, në jetën e përditshme, si dhe në motorët e makinave.

Së bashku me substancat toksike gjatë funksionimit të makinave, zhurma e tyre gjithashtu ka një efekt të dëmshëm në popullatë. Në vitet e fundit, niveli i zhurmës në qytete është rritur me 1 dB në vit, prandaj është e nevojshme jo vetëm për të ndaluar rritjen e nivelit të përgjithshëm të zhurmës, por edhe për të arritur zvogëlimin e tij. Ekspozimi i vazhdueshëm ndaj zhurmës shkakton sëmundje nervore, zvogëlon aftësinë për të punuar te njerëzit, veçanërisht ata që merren me aktivitet mendor. Motorizimi sjell zhurmë në vendet e largëta të qeta më parë. Fatkeqësisht, zvogëlimi i zhurmës së gjeneruar nga përpunimi i drurit dhe makineritë bujqësore nuk ka marrë vëmendjen e duhur. Sharrë elektrike me zinxhir krijon zhurmë në një pjesë të madhe të pyllit, e cila shkakton ndryshime në kushtet e jetesës së kafshëve dhe shpesh shkakton zhdukjen e specieve të caktuara.

Sidoqoftë, më shpesh, ndotja e atmosferës nga gazrat e shkarkimit të makinave shkakton kritika.

Tabela 13. Emetimi i lejueshëm i substancave të dëmshme me gazrat e shkarkimit të automjeteve të pasagjerëve në përputhje me legjislacionin copë. California, USA

Me trafik të zënë, gazrat e shkarkimit grumbullohen në sipërfaqen e tokës dhe në prani të rrezatimit diellor, veçanërisht në qytetet industriale të vendosura në pellgje të ajrosura dobët, formohet i ashtuquajturi smog. Atmosfera është e ndotur në një masë të tillë që të qenit në të është e dëmshme për shëndetin. Zyrtarët e trafikut në disa kryqëzime të ngarkuara përdorin maska \u200b\u200boksigjeni për të ruajtur shëndetin e tyre. Veçanërisht e dëmshme është monoksidi i karbonit relativisht i rëndë i vendosur afër sipërfaqes së tokës, duke depërtuar në katet e poshtme të ndërtesave, garazheve dhe më shumë se një herë duke çuar në vdekje.

Ndërmarrjet legjislative kufizojnë përmbajtjen e substancave të dëmshme në gazrat e shkarkimit të makinave, dhe ato vazhdimisht shtrëngohen (Tabela 13).

Rregulloret janë një shqetësim i madh për prodhuesit e makinave; ato indirekt ndikojnë edhe në efikasitetin e transportit rrugor.

Për djegie të plotë të karburantit, mund të lejohet një tepricë e caktuar e ajrit në mënyrë që të sigurohet përzierja e mirë e karburantit me të. Ajri i tepërt i kërkuar varet nga shkalla e përzierjes së karburantit me ajrin. Në motorët e karburatorit, ky proces merr një kohë të konsiderueshme, pasi rruga e karburantit nga pajisja e përzierjes në kandele është mjaft e gjatë.

Një karburator modern ju lejon të formoni lloje të ndryshme të përzierjes. Përzierja më e pasur është e nevojshme për fillimin e ftohtë të motorit, pasi një pjesë e konsiderueshme e karburantit kondensohet në muret e shumëzimit të marrjes dhe nuk hyn menjëherë në cilindër. Vetëm një pjesë e vogël e fraksioneve të karburantit të lehta avullohet. Kur motori ngroh, kërkohet gjithashtu një përzierje e një përbërje të pasur.

Kur makina është në lëvizje, përbërja e përzierjes së karburantit-ajrit duhet të jetë e dobët, gjë që do të sigurojë efikasitet të mirë dhe konsum specifik të ulët të karburantit. Për të arritur fuqinë maksimale të motorit, duhet të keni një përzierje të pasur në mënyrë që të shfrytëzoni plotësisht të gjithë masën e ajrit që hyn në cilindër. Për të siguruar veti të mira dinamike të motorit kur hapet shpejt valvula e mbytjes, është e nevojshme që në mënyrë plotësuese të furnizohet një sasi e caktuar e karburantit në kolektorin e marrjes, i cili kompenson karburantin që është vendosur dhe kondensuar në muret e tubacionit si rezultat i një rritje të presionit në të.

Për përzierjen e mirë të karburantit me ajrin, duhet të krijohet një shpejtësi e madhe ajri dhe rrotullim. Nëse prerja tërthore e shpërndarësit të karburatorit është konstante, atëherë me shpejtësi të ulët të motorit për një formim të mirë të përzierjes, shpejtësia e ajrit në të është e ulët dhe në të lartë - rezistenca e difuzorit çon në uljen e masës së ajrit që hyn në motor. Ky disavantazh mund të eliminohet duke përdorur një karburator me prerje tërthore të ndryshueshme ose duke injektuar karburant në shumëfishin e marrjes.

Ekzistojnë disa lloje të sistemeve të injektimit të shumëfishtë të marrjes së benzinës. Në sistemet më të përdorura, karburantet furnizohen përmes një hunde të veçantë për secilin cilindër, duke arritur kështu një shpërndarje të barabartë të karburantit midis cilindrave, duke eleminuar vendosjen dhe kondensimin e karburantit në muret e ftohta të shumëfishtë të marrjes. Sasia e karburantit të injektuar është më e lehtë për t'iu afruar optimumit të kërkuar nga motori për momentin. Nuk ka nevojë për një shpërndarës, dhe humbjet e energjisë që vijnë nga kalimi i ajrit eliminohen. Një shembull i një sistemi të tillë të shpërndarjes së karburantit është sistemi i injektimit Bosch K-Jetronic i përdorur shpesh, i përmendur tashmë në 9.5 kur merren parasysh motorët me turbo.

Diagrami i këtij sistemi është treguar në Fig. 94. Tub me degë me shirita / në të cilin lëviz lëkundja në levë 2 valvula 5 është projektuar në mënyrë që ngritja e valvulës të jetë proporcionale me rrjedhën e masës së ajrit. Dritare 5 për kalimin e karburantit hapen nga një bobinë 6 në trupin e rregullatorit kur leva lëviz nën ndikimin e kanalit të ajrit në hyrje. Ndryshimet e nevojshme në përbërjen e përzierjes në përputhje me karakteristikat individuale të motorit arrihen nga forma e tubit konik. Leva me valvul është e ekuilibruar nga kundër pesha, forcat e inercisë gjatë dridhjeve të automjetit nuk ndikojnë në valvul.

Rrjedhja e ajrit në motor rregullohet nga valvula e mbytjes 4. Amortizimi i dridhjeve të valvulave, dhe bashkë me të rrotulla e valvulave, që lindin me shpejtësi të ulët të motorit për shkak të pulsimeve të presionit të ajrit në shumëzimin e marrjes, arrihet nga avionët në sistemin e karburantit. Vidha 7 e vendosur në levën e valvulës shërben gjithashtu për të rregulluar sasinë e karburantit të furnizuar.

Midis dritares 5 dhe hundës 8 valvula e kontrollit e pozicionuar 10, mbështetur nga pranvera 13 dhe shalët 12, bazuar në membranën //, presioni i vazhdueshëm i injektimit në "atomizuesin e hundës prej 0.33 MPa në një presion para valvulës prej 0.47 MPa.

Karburant nga rezervuari 16 furnizuar nga një pompë elektrike e karburantit 15 përmes rregullatorit të presionit 18 dhe filtri i karburantit 17 në dhomën e poshtme 9 strehimi i rregullatorit. Presioni i vazhdueshëm i karburantit në rregullator mirëmbahet nga një valvul reduktues i presionit 14. Rregullatori i diafragmës 18 i projektuar për të ruajtur presionin e karburantit kur motori nuk funksionon. Kjo parandalon formimin e xhepave të ajrit dhe siguron fillimin e mirë të një motori të nxehtë. Rregullatori gjithashtu ngadalëson rritjen e presionit të karburantit kur ndizet motori dhe zbeh luhatjet e tij në tubacion.

Disa pajisje e bëjnë më të lehtë fillimin e motorit të ftohtë. Valvul bajpas 20, e kontrolluar nga një sustë bimetalike, ajo hap vijën e kullimit në rezervuarin e karburantit gjatë fillimit të ftohtë, gjë që zvogëlon presionin e karburantit në fund të bobinës. Kjo prish ekuilibrin e levës dhe e njëjta sasi e ajrit në hyrje do të korrespondojë me një vëllim më të madh të karburantit të injektuar. Një pajisje tjetër është një rregullator ndihmës i ajrit 19, diafragma e së cilës hapet edhe nga një sustë bimetalike. Ajri shtesë është i nevojshëm për të kapërcyer rezistencën e shtuar të fërkimit të një motori të ftohtë. Pajisja e tretë është një injektor i karburantit 21 start i ftohtë, i kontrolluar nga termostati 22 në xhaketën e ujit të motorit, i cili mban injektorin hapur derisa ftohësi i motorit të arrijë temperaturën e caktuar.

Elektronika e sistemit të konsideruar të injektimit të benzinës është e kufizuar në minimum. Pompa elektrike e karburantit fiket kur motori ndalet dhe, për shembull, në një aksident, furnizimi me karburant ndërpritet, gjë që parandalon një zjarr në makinë. Kur motori nuk funksionon, një levë në pozicionin poshtë shtyp një çelës të vendosur poshtë tij, i cili ndërpret rrymën e furnizuar me motorin dhe mbështjelljet e ngrohjes së termostatit. Performanca e injektorit me fillimin e ftohtë varet nga temperatura e motorit dhe koha e funksionimit të motorit.

Nëse në një cilindër futet më shumë ajër nga kolektori i marrjes sesa të tjerët, atëherë furnizimi me karburant përcaktohet nga kushtet e funksionimit të cilindrit me një sasi të madhe ajri, domethënë me një përzierje të ligët, në mënyrë që të sigurohet ndezja e besueshme në të. Në këtë rast, cilindrat e mbetur do të funksionojnë me përzierje të pasuruara, e cila është ekonomikisht e padobishme dhe çon në një rritje të përmbajtjes së substancave të dëmshme.

Në motorët me naftë, formimi i përzierjes është më i vështirë, pasi merret një kohë shumë e shkurtër për të përzier karburantin dhe ajrin. Procesi i ndezjes së karburantit fillon me një vonesë të lehtë pas fillimit të injektimit të karburantit në dhomën e djegies. Gjatë procesit të djegies, injektimi i karburantit është ende në proces dhe është e pamundur të arrihet përdorimi i plotë i ajrit në kushte të tilla.

Prandaj, në motorët me naftë, duhet të ketë një tepricë ajri dhe madje edhe kur pirja e duhanit (që tregon djegie jo të plotë të përzierjes), oksigjeni i papërdorur është i pranishëm në gazrat e shkarkimit. Kjo është shkaktuar nga përzierja e dobët e pikave të karburantit me ajrin. Ka një mungesë të ajrit në qendër të flakërimit të karburantit, e cila çon në tym, edhe pse ka ajër të papërdorur në afërsi të flakërimit. Disa nga këto janë përmendur tashmë në 8.7.

Avantazhi i motorëve me naftë është se ndezja e përzierjes është e garantuar edhe me një tepricë të madhe të ajrit. Mos përdorimi i të gjithë sasisë së ajrit që hyn në cilindër gjatë djegies është arsyeja për fuqinë specifike relativisht të ulët të motorit me naftë për njësi të peshës dhe zhvendosjes, pavarësisht nga raporti i tij i lartë i ngjeshjes.

Formimi më i përsosur i përzierjes bëhet në motorët me naftë me dhoma të ndara të djegies, në të cilën përzierja e pasur me djegie nga dhoma shtesë hyn në dhomën kryesore të djegies të mbushur me ajër, përzihet mirë me të dhe digjet. Kjo kërkon më pak ajër të tepërt sesa me injektimin e drejtpërdrejtë të karburantit, por sipërfaqja e madhe e murit ftohës çon në humbje të mëdha të nxehtësisë, gjë që shkakton një rënie të efikasitetit të treguesit.

13.1 FORMIMI I CO oksid karboni dhe hidrokarbure CHx

Kur digjet një përzierje e përbërjes stoichiometrike, duhet të formohet dioksid karboni CO2 dhe avuj uji, dhe nëse ka mungesë të ajrit për shkak të faktit se një pjesë e karburantit digjet jo plotësisht, përveç kësaj monoksid karboni toksik CO dhe hidrokarbure të pa djegur CHx.

Këto përbërës të gazrave të shkarkimit, të cilët janë të dëmshëm për shëndetin, mund të digjen dhe të bëhen të padëmshëm. Për këtë qëllim, është e nevojshme të furnizohet ajri i pastër me një kompresor special K (Fig. 95) në një vend në tubin e shkarkimit ku mund të digjen produkte të dëmshëm me djegie jo të plotë. Ndonjëherë për këtë, ajri furnizohet direkt në valvulën e nxehtë të shkarkimit.

Si rregull, një reaktor termik për djegien e CO dhe CHx vendoset menjëherë pas motorit, drejtpërdrejt në daljen e gazrave të shkarkimit. Gazrat e shkarkimit Mfurnizuar në qendër të reaktorit dhe larguar nga periferia e tij në tubacionin e daljes V.Sipërfaqja e jashtme e reaktorit ka izolim termik I.

Në pjesën qendrore më të nxehtë të reaktorit, ekziston një dhomë zjarri e nxehtë nga gazrat e shkarkimit,

ku digjen produktet e djegies jo të plotë të karburantit. Kjo çliron nxehtësi, e cila e mban reaktorin në një temperaturë të lartë.

Komponentët e djegur në gazrat e shkarkimit mund të oksidohen pa djegie duke përdorur një katalizator. Për ta bërë këtë, është e nevojshme të shtoni ajër sekondar në gazrat e shkarkimit, i cili është i nevojshëm për oksidimin, reagimi kimik i të cilit kryhet nga një katalizator. Kjo gjithashtu çliron nxehtësi. Zakonisht metalet e rralla dhe të çmuara shërbejnë si katalizator, prandaj është shumë i shtrenjtë.

Katalizatorët mund të përdoren në çdo lloj motori, por ato kanë një jetë relativisht të shkurtër të shërbimit. Nëse plumbi është i pranishëm në karburant, atëherë sipërfaqja e katalizatorit helmohet shpejt dhe bëhet e papërdorshme. Marrja e benzinës me oktan të lartë pa agjentë anti-goditës plumbi është një proces mjaft i komplikuar, në të cilin konsumohet shumë vaj, i cili është ekonomikisht i papërshtatshëm kur është me furnizim të shkurtër. Shtë e qartë se djegia e pasme e karburantit në një reaktor termik çon në humbje të energjisë, megjithëse djegia lëshon nxehtësi që mund të përdoret. Prandaj, është e këshillueshme që të organizoni procesin në motor në një mënyrë të tillë që kur karburanti digjet në të, formohet një sasi minimale e substancave të dëmshme. Në të njëjtën kohë, duhet të theksohet se përdorimi i katalizatorëve do të jetë i pashmangshëm për të përmbushur kërkesat premtuese legjislative.

FORMIMI I OXIDEVE TIT AZOTIT NOx

Oksidet e azotit, të dëmshëm për shëndetin, formohen në temperatura të larta të djegies në kushtet e një përzierjeje stekiometrike. Reduktimi i emetimit të përbërjeve të azotit shoqërohet me vështirësi të caktuara, pasi kushtet për zvogëlimin e tyre përkojnë me kushtet për formimin e produkteve të dëmshme të djegies jo të plotë dhe anasjelltas. Në të njëjtën kohë, temperatura e djegies mund të ulet duke futur pak gaz inert ose avuj uji në përzierje.

Për këtë qëllim, këshillohet që të riciklohen gazrat e shkarkimit të ftohur në kolektorin e marrjes. Fuqia zvogëluese që rezulton kërkon një pasurim të përzierjes, një hapje më të madhe të valvulës së mbytjes, e cila rrit emetimin e përgjithshëm të CO dhe CHx të dëmshëm me gazrat e shkarkimit.

Recirkulimi i gazit të shkarkimit, i kombinuar me një zvogëlim të raportit të shtypjes, kohën e ndryshueshme të valvulës dhe ndezjen e mëvonshme, mund të zvogëlojë NOx me 80%.

Oksidet e azotit largohen nga gazrat e shkarkimit duke përdorur gjithashtu metoda katalitike. Në këtë rast, gazrat e shkarkimit kalohen fillimisht përmes një katalizatori reduktues, në të cilin zvogëlohet përmbajtja e NOx, dhe pastaj, së bashku me ajrin shtesë, përmes një katalizatori oksidimi, ku eliminohen CO dhe CHx. Një diagram i një sistemi të tillë dy përbërës është treguar në Fig. 96

Për të zvogëluar përmbajtjen e substancave të dëmshme në gazrat e shkarkimit, përdoren të ashtuquajturat sonda β, të cilat gjithashtu mund të përdoren së bashku me një katalizator dy përbërës. Veçori e sistemit me një sondë është se ajri shtesë për oksidim nuk furnizohet me katalizatorin, por sonda monitoron vazhdimisht përmbajtjen e oksigjenit në gazrat e shkarkimit dhe kontrollon furnizimin me karburant në mënyrë që përzierja të jetë gjithmonë stokiometrike. Në këtë rast, CO, CHx dhe NOx do të jenë të pranishëm në gazrat e shkarkimit në sasi minimale.

Parimi i funksionimit të sondës është që në një diapazon të ngushtë afër përbërjes stokiometrike të përzierjes \u003d 1, voltazhi midis sipërfaqeve të brendshme dhe të jashtme të sondës ndryshon ashpër, i cili shërben si një impuls kontrolli për pajisjen që rregullon furnizimin me karburant. Elementi i ndijimit 1 sonda është bërë nga dioksidi i zirkonit dhe sipërfaqja e tij 2 e mbuluar me një shtresë platin. Karakteristika e tensionit Na midis sipërfaqeve të brendshme dhe të jashtme të elementit të ndjeshëm është treguar në Fig. 97

SUBSTANCAT E TJERA Toksike

Agjentët antiknock si plumbi tetraetil zakonisht përdoren për të rritur numrin e oktanit të karburantit. Për të parandaluar vendosjen e përbërjeve të plumbit në muret e dhomës së djegies dhe valvulave, përdoren të ashtuquajturit pastrues, në veçanti, dibromoetyl.

Këto përbërës hyjnë në atmosferë me gazë shkarkues dhe ndotin bimësinë përgjatë rrugëve. Duke hyrë në trupin e njeriut me ushqim, përbërësit e plumbit ndikojnë negativisht në shëndetin e tij. Depozitimi i plumbit në katalizatorët e gazeve shter tashmë është përmendur. Në këtë drejtim, një detyrë e rëndësishme në kohën e tanishme është heqja e plumbit nga benzina.

Vaji që hyn në dhomën e djegies nuk digjet plotësisht, dhe përmbajtja e CO dhe CHx në gazrat e shkarkimit rritet. Për të eliminuar këtë fenomen, kërkohet ngushtësi e lartë e unazave të pistonit dhe mirëmbajtja e gjendjes së mirë teknike të motorit.

Djegia e sasive të mëdha të vajit është veçanërisht e zakonshme në motorët me dy goditje, kur shtohet në karburant. Pasojat negative të përdorimit të përzierjeve të gazit-vaj zbuten pjesërisht nga matja e vajit me një pompë të veçantë në përputhje me ngarkesën e motorit. Vështirësi të ngjashme ekzistojnë kur përdorni motorin Wankel.

Avujt e benzinës gjithashtu kanë një efekt të dëmshëm në shëndetin e njeriut. Prandaj, ventilimi i crankcase duhet të kryhet në mënyrë të tillë që gazrat dhe avujt që të futet në karter për shkak të ngushtësi dobët nuk hyjnë në atmosferë. Rrjedhja e avujve të benzinës nga rezervuari i karburantit mund të parandalohet me thithjen dhe thithjen e avujve në sistemin e marrjes. Ndalohet edhe rrjedhja e vajit nga motori dhe kutia e shpejtësisë, ndotja e makinës si rezultat i kësaj me vajra për të ruajtur një mjedis të pastër.

Ulja e konsumit të naftës është po aq e rëndësishme nga pikëpamja ekonomike sa kursimi i karburantit sepse vajrat janë dukshëm më të shtrenjtë se karburantet. Kontrollet dhe mirëmbajtja e rregullt do të zvogëlojë konsumin e vajit për shkak të keqfunksionimit të motorit. Rrjedhjet e vajit në motor mund të vërehen, për shembull, për shkak të ngushtësisë së dobët të mbulesës së kokës së cilindrit. Rrjedhjet e vajit mund të ndotin motorin dhe të shkaktojnë zjarr.

Rrjedhja e vajit është gjithashtu e pasigurt për shkak të ngushtësisë së dobët të vulës së boshtit të boshtit. Në këtë rast, konsumi i vajit rritet dukshëm, dhe makina lë gjurmë të ndyra në rrugë.

Ndotja me vaj e një makine është shumë e rrezikshme dhe njollat \u200b\u200be vajit nën veturë shërbejnë si një justifikim për të ndaluar funksionimin e saj.

Nafta që rrjedh përmes vulës së boshtit të boshtit mund të hyjë në tufë dhe të shkaktojë rrëshqitjen e tij. Sidoqoftë, më shumë pasoja negative shkaktohen nga hyrja e vajit në dhomën e djegies. Dhe megjithëse konsumi i naftës është relativisht i ulët, djegia jo e plotë e tij rrit emetimin e përbërësve të dëmshëm me gazrat e shkarkimit. Vaji i djegies manifestohet në tym të tepërt nga makina, e cila është tipike për motorët me dy goditje, si dhe me motorë me katër goditje të veshura ndjeshëm.

Në motorët me katër goditje, vaji hyn në dhomën e djegies përmes unazave të pistonit, gjë që vihet re veçanërisht kur ato dhe cilindri janë veshur rëndë. Arsyeja kryesore për depërtimin e vajit në dhomën e djegies është përshtatja e pabarabartë e unazave të shtypjes në perimetrin e cilindrit. Nafta kullohet nga muret e cilindrit përmes vrimave të unazës së kruajtësit të vajit dhe vrimave në brazdën e tij.

Përmes hendekut midis rrjedhës dhe udhëzuesit të valvulës së marrjes, vaji hyn lehtësisht në kolektorin e marrjes aty ku ka një vakum. Kjo është veçanërisht e vërtetë kur përdorni vajra me viskozitet të ulët. Rrjedhja e vajit përmes këtij montimi mund të parandalohet duke përdorur një gjëndër gome në fund të udhëzuesit të valvulës.

Gazrat e karrocave të motorit, që përmbajnë shumë substanca të dëmshme, zakonisht shkarkohen nga një tubacion i veçantë në sistemin e marrjes. Gazet që vijnë nga ai në cilindër digjen së bashku me përzierjen e karburantit ajër.

Vajrat me viskozitet të ulët zvogëlojnë humbjet e fërkimit, përmirësojnë efikasitetin mekanik të motorit dhe ulin konsumin e karburantit. Sidoqoftë, nuk rekomandohet të përdorni vajra me një viskozitet më të ulët se sa përcaktohet nga standardet. Kjo mund të shkaktojë konsum të shtuar të vajit dhe konsum të lartë të motorit.

Për shkak të nevojës për të kursyer naftë, grumbullimi dhe përdorimi i mbetjeve të vajit po bëhet një çështje gjithnjë e më e rëndësishme. Duke rigjeneruar vajrat e vjetër, mund të merret një sasi e konsiderueshme e lubrifikantëve të lëngshëm cilësorë dhe në të njëjtën kohë të parandalojë ndotjen e mjedisit duke ndaluar shkarkimin e vajrave të përdorur në rrjedhat e ujit.

Caktimi i shumës së lejueshme të substancave të dëmshme

Eliminimi i substancave të dëmshme nga gazrat e shkarkimit është një detyrë mjaft e vështirë. Në përqendrime të larta, këta përbërës janë shumë të dëmshëm për shëndetin. Sigurisht, është e pamundur që menjëherë të ndryshohet situata aktuale, veçanërisht në lidhje me parkun e makinave të shfrytëzuar. Për këtë arsye, rregulloret ligjore për kontrollin e substancave të dëmshme në gazrat e shkarkimit janë hartuar për automjete të reja që prodhohen. Këto rregullore do të përmirësohen gradualisht duke marrë parasysh përparimet e reja në shkencë dhe teknologji.

Pastrimi i gazit të shkarkimit shoqërohet me një rritje të konsumit të karburantit me gati 10%, një rënie të fuqisë së motorit dhe një rritje të kostos së makinës. Në të njëjtën kohë, kostoja e mirëmbajtjes së makinës gjithashtu rritet. Katalizatorët janë gjithashtu të shtrenjtë pasi përbërësit e tyre përbëhen nga metale të rralla. Jeta e shërbimit duhet të llogaritet për 80,000 km të kilometrazhit të automjetit, por ende nuk është arritur. Katalizatorët aktualisht në përdorim zgjasin rreth 40,000 km duke përdorur benzinë \u200b\u200bpa plumb.

Situata aktuale hedh dyshime mbi efektivitetin e rregulloreve të rrepta për përmbajtjen e papastërtive të dëmshme, pasi kjo shkakton një rritje të konsiderueshme në koston e makinës dhe funksionimin e saj, dhe gjithashtu çon, si rezultat, në rritjen e konsumit të vajit.

Përmbushja e kërkesave të rrepta për pastërtinë e gazrave të shkarkimit të paraqitura në të ardhmen me gjendjen aktuale të motorëve me benzinë \u200b\u200bdhe naftë nuk është ende e mundur. Prandaj, këshillohet t'i kushtohet vëmendje një ndryshimi rrënjësor në termocentralin e automjeteve motorike.

Sipas teorisë së Carnot, ne jemi të detyruar të transferojmë një pjesë të energjisë së nxehtësisë të furnizuar në cikël në mjedis, dhe kjo pjesë varet nga ndryshimi i temperaturës midis burimeve të nxehta dhe të ftohta të nxehtësisë.

Sekreti i breshkës

Një tipar i të gjithë motorëve të nxehtësisë që i binden teorisë Carnot është përdorimi i procesit të zgjerimit të lëngut të punës, i cili bën të mundur marrjen e punës mekanike në cilindrat e motorëve pistoni dhe në rrotulluesit e turbinave. Kulmi i inxhinierisë së sotme të nxehtësisë dhe energjisë për sa i përket efikasitetit të konvertimit të nxehtësisë në punë janë impiante me cikël të kombinuar. Në to, efikasiteti tejkalon 60%, me ndryshime në temperaturë mbi 1000 С.

Në biologjinë eksperimentale, më shumë se 50 vjet më parë, u krijuan fakte të mahnitshme që binin ndesh me konceptet e vendosura mirë të termodinamikës klasike. Kështu, efikasiteti i aktivitetit muskulor të breshkës arrin një efikasitet prej 75-80%. Për më tepër, ndryshimi i temperaturës në kafaz nuk i kalon fraksionet e një shkalle. Për më tepër, si në një motor nxehtësie ashtu edhe në një qelizë, energjia e lidhjeve kimike së pari shndërrohet në nxehtësi në reaksionet e oksidimit, dhe pastaj nxehtësia shndërrohet në punë mekanike. Termodinamika për këtë çështje preferon të jetë e heshtur. Sipas kanuneve të tij, për një efikasitet të tillë, nevojiten ndryshime në temperaturë që nuk janë në përputhje me jetën. Cili është sekreti i breshkës?

Proceset tradicionale

Nga koha e motorit me avull Watt, motori i parë i nxehtësisë i prodhuar në masë, deri në ditët e sotme, teoria e motorëve të nxehtësisë dhe zgjidhjet teknike për zbatimin e tyre kanë bërë një rrugë të gjatë të evolucionit. Ky drejtim dha një numër të madh zhvillimesh të dizajnit dhe proceseve fizike të lidhura me to, detyra e përgjithshme e të cilave ishte shndërrimi i energjisë termike në punë mekanike. Koncepti i "kompensimit për shndërrimin e nxehtësisë në punë" ishte i pandryshuar për të gjithë larminë e motorëve të nxehtësisë. Ky koncept perceptohet sot si njohuri absolute, e provuar çdo ditë nga e gjithë praktika e njohur e veprimtarisë njerëzore. Vini re se faktet e praktikës së njohur nuk janë aspak baza e njohurive absolute, por vetëm baza e njohurive të kësaj praktike. Për shembull, aeroplanët nuk fluturonin gjithmonë.

Një disavantazh i zakonshëm teknologjik i motorëve të sotëm të nxehtësisë (motorët me djegie të brendshme, turbinat me gaz dhe avull, motorët me raketa) është nevoja për të transferuar në mjedis pjesën më të madhe të nxehtësisë së furnizuar në ciklin e motorëve të nxehtësisë. Kjo është kryesisht arsyeja pse ata kanë efikasitet dhe ekonomi të ulët.

Le t'i kushtojmë vëmendje të veçantë faktit se të gjithë motorët e listuar të nxehtësisë përdorin proceset e zgjerimit të lëngut të punës për të kthyer nxehtësinë në punë. Janë këto procese që bëjnë të mundur shndërrimin e energjisë potenciale të sistemit termik në energji kinetike bashkëpunuese të rrjedhave të lëngut punues dhe më pas në energji mekanike të pjesëve lëvizëse të makinave të nxehtësisë (pistonave dhe rrotulluesve).

Le të vërejmë një fakt tjetër, megjithëse të parëndësishëm, që motorët e nxehtësisë veprojnë në një atmosferë ajri nën shtypjen e vazhdueshme të forcave gravitacionale. Janë forcat e gravitetit ato që krijojnë presionin e mjedisit. Kompensimi për shndërrimin e nxehtësisë në punë shoqërohet me nevojën për të kryer punë kundër forcave të gravitetit (ose, ekuivalente, kundër presionit të mjedisit të shkaktuar nga forcat e gravitetit). Kombinimi i dy fakteve të sipërpërmendura çon në "inferioritetin" e të gjithë motorëve modernë të nxehtësisë, në nevojën e transferimit të një pjese të nxehtësisë së furnizuar në cikël në mjedis.

Natyra e kompensimit

Natyra e kompensimit për shndërrimin e nxehtësisë në punë është se 1 kg e lëngut të punës në dalje nga motori i nxehtësisë ka një vëllim më të madh - nën ndikimin e proceseve të zgjerimit brenda makinës - sesa vëllimi në hyrje të motorit të nxehtësisë.

Kjo do të thotë që duke drejtuar 1 kg të lëngut të punës përmes motorit të nxehtësisë, ne e zgjerojmë atmosferën me një sasi, për të cilën është e nevojshme të kryejmë punë kundër forcave të gravitetit - punën e shtyrjes.

Një pjesë e energjisë mekanike të marrë në makinë shpenzohet për këtë. Sidoqoftë, puna shtytëse është vetëm një pjesë e kostos së energjisë së kompensimit. Pjesa e dytë e kostove shoqërohet me faktin se 1 kg e lëngut të punës në shkarkimin nga motori i nxehtësisë në atmosferë duhet të ketë të njëjtën presion atmosferik si në hyrje të makinës, por me një vëllim më të madh. Dhe për këtë, në përputhje me ekuacionin e gjendjes së gaztë, ajo gjithashtu duhet të ketë një temperaturë më të lartë, dmth., Ne jemi të detyruar të transferojmë energji shtesë të brendshme në një kilogram të një lëngu që punon në një motor të nxehtësisë. Ky është komponenti i dytë i kompensimit për shndërrimin e nxehtësisë në punë.

Natyra e kompensimit formohet nga këto dy komponentë. Le t'i kushtojmë vëmendje ndërvarësisë së dy komponentëve të kompensimit. Sa më i madh të jetë vëllimi i lëngut të punës në shkarkimin nga motori i nxehtësisë krahasuar me vëllimin në hyrje, aq më e madhe është jo vetëm puna për të zgjeruar atmosferën, por edhe rritja e nevojshme e energjisë së brendshme, d.m.th., ngrohja e lëngut të punës në shkarkim. Dhe anasjelltas, nëse, për shkak të rigjenerimit, temperatura e lëngut të punës në shkarkim zvogëlohet, atëherë në përputhje me ekuacionin e gjendjes së gazit, vëllimi i lëngut të punës gjithashtu do të ulet, dhe kështu puna e shtytjes. Nëse kryejmë rigjenerim të thellë dhe zvogëlojmë temperaturën e lëngut të punës në shkarkim deri në temperaturën në hyrje dhe në të njëjtën kohë barazojmë vëllimin e një kilogram të lëngut të punës në shkarkim me vëllimin në hyrje, atëherë kompensimi për shndërrimin e nxehtësisë në punë do të jetë zero.

Por ekziston një mënyrë thelbësisht e ndryshme për shndërrimin e nxehtësisë në punë, pa përdorur procesin e zgjerimit të lëngut të punës. Në këtë metodë, një lëng i pakompresueshëm përdoret si një lëng pune. Vëllimi specifik i lëngut të punës në procesin ciklik të shndërrimit të nxehtësisë në punë mbetet konstant. Për këtë arsye, nuk ka zgjerim të atmosferës dhe, në përputhje me rrethanat, as konsum të energjisë, tipik për motorët e nxehtësisë që përdorin proceset e zgjerimit. Nuk ka nevojë të kompensohet shndërrimi i nxehtësisë në punë. Kjo është e mundur në shakull. Furnizimi me nxehtësi në një vëllim konstant të lëngut të pakompresueshëm çon në një rritje të mprehtë të presionit. Pra, ngrohja e ujit në një vëllim konstant me 1 leadsС çon në një rritje të presionit nga pesë atmosfera. Ky efekt përdoret për të ndryshuar formën (kemi ngjeshje) të shakullit dhe për të kryer punë.

Motori i pistonit shakull

Motori i nxehtësisë i propozuar për shqyrtim zbaton mënyrën thelbësisht të ndryshme të lartpërmendur për shndërrimin e nxehtësisë në punë. Ky instalim, duke përjashtuar transferimin e shumicës së nxehtësisë së furnizuar në mjedis, nuk ka nevojë për kompensim për shndërrimin e nxehtësisë në punë.

Për të realizuar këto mundësi, është propozuar një motor nxehtësie, i cili përmban cilindra punues, zgavra e brendshme e së cilës bashkohet me anë të një tubacioni bajpas me valvola kontrolli. Ajo mbushet si një lëng pune me ujë të valë (avull i lagësht me një shkallë të thatësisë të rendit prej 0,05-0,1). Pistonat e shakullit janë të vendosura brenda cilindrave të punës, zgavra e brendshme e së cilës bashkohet me anë të një tubacioni bajpas në një vëllim të vetëm. Zgavra e brendshme e pistonave të shakullit është e lidhur me atmosferën, e cila siguron presion të vazhdueshëm atmosferik brenda vëllimit të shakullës.

Pistonat shakull janë të lidhura nga një rrëshqitës me një mekanizëm fiksimi, i cili shndërron forcën tërheqëse të pistonave shakull në lëvizjen rrotulluese të boshtit të boshtit.

Cilindrat e punës ndodhen në vëllimin e enës së mbushur me vaj transformatori ose turbine të vluar. Vlimi i vajit në enë sigurohet nga furnizimi i nxehtësisë nga një burim i jashtëm. Çdo cilindër punues ka një shtresë izoluese të nxehtësisë së lëvizshme që, në kohën e duhur, ose mbulon cilindrin, duke ndaluar procesin e transferimit të nxehtësisë midis vajit të vluar dhe cilindrit, ose çliron sipërfaqen e cilindrit të punës dhe në të njëjtën kohë siguron transferimin e nxehtësisë nga vaji i vluar në trupin e punës të cilindrit.

Predhat ndahen përgjatë gjatësisë në seksione cilindrike të veçanta, të përbërë nga dy gjysma, predha, kur ato i afrohen cilindrit. Një tipar i projektimit është rregullimi i cilindrave të punës përgjatë një boshti. Shufra siguron bashkëveprim mekanik midis pistonave me shakull të cilindrave të ndryshëm.

Pistoni i shakullit, i bërë në formën e një shakulli, është fiksuar fiks në njërën anë me një tubacion që lidh zgavrat e brendshme të pistonave të shakullit me murin ndarës të trupit të cilindrit të punës. Ana tjetër, e bashkangjitur në rrëshqitës, është e lëvizshme dhe lëviz (e ngjeshur) në zgavrën e brendshme të cilindrit të punës nën ndikimin e presionit të rritur të trupit të punës të cilindrit.

Një shakull është një tub ose dhoma e valëzuar me mure të hollë e bërë prej çeliku, bronzi, bronzi, shtrirjeje ose ngjeshjeje (si një sustë), në varësi të ndryshimit të presionit brenda dhe jashtë ose nga një forcë e jashtme.

Nga ana tjetër, pistoni i shakullit është bërë nga materiali jo-përçueshëm termikisht. Possibleshtë e mundur të prodhohet pistoni nga materialet e lartpërmendura, por të mbuluara me një shtresë jo-përçuese termike. Pistoni gjithashtu nuk ka veti të pranverës. Ngjeshja e tij ndodh vetëm nën ndikimin e ndryshimit të presionit përgjatë anëve të shakullit, dhe zgjatja - nën ndikimin e shufrës.

Funksionimi i motorit

Motori i nxehtësisë funksionon si më poshtë.

Ne do të fillojmë përshkrimin e ciklit të funksionimit të një motori ngrohje me situatën e treguar në figurë. Pistoni shakull i cilindrit të parë është plotësisht i zgjatur, dhe pistoni shakull i cilindrit të dytë është plotësisht i ngjeshur. Mbështjellësit izolues të nxehtësisë në cilindra janë të shtrënguar fort kundër tyre. Valvula në tubacionin që lidh zgavrat e brendshme të cilindrave të punës është e mbyllur. Temperatura e vajit në enën e vajit në të cilën ndodhen cilindrat sillet në vlim. Presioni i vajit të vluar në zgavrën e enës, lëngu i punës brenda zgavrave të cilindrave të punës, është i barabartë me atmosferën. Presioni brenda zgavrave të pistonave të shakullës është gjithmonë i barabartë me atmosferën - pasi ato janë të lidhura me atmosferën.

Gjendja e lëngut të punës të cilindrave korrespondon me pikën 1. Në këtë moment, pajisjet dhe mbështjellësi izolues i nxehtësisë në cilindrin e parë hapen. Predhat e mbështjellësit izolues të nxehtësisë largohen nga sipërfaqja e mbështjellësit të cilindrit 1. Në këtë gjendje, sigurohet transferimi i nxehtësisë nga vaji i vluar në enën në të cilën ndodhen cilindrat në lëngun punues të cilindrit të parë. Nga ana tjetër, xhaketa izoluese e nxehtësisë në cilindrin e dytë përshtatet fort në sipërfaqen e predhës së cilindrit. Predhat e mbështjellësit izolues të nxehtësisë shtypen mbi sipërfaqen e mbështjellësit të cilindrit 2. Kështu, transferimi i nxehtësisë nga vaji i vluar në lëngun punues të cilindrit 2 është i pamundur. Meqenëse temperatura e vajit që vlon në presionin atmosferik (rreth 350 ºС) në zgavrën e enës që përmban cilindrat është më e lartë se temperatura e ujit që vlon në presionin atmosferik (avulli i lagësht me një shkallë të thatësisë prej 0,05-0,1) në zgavrën e cilindrit të parë, transferimi intensiv i energjisë termike nga vaji i vluar në lëngun e punës (uji i vluar) i cilindrit të parë.

Si bëhet puna

Gjatë funksionimit të një motori me pistoni, shfaqet një moment dukshëm i dëmshëm.

Nxehtësia transferohet nga zona e punës së fizarmonikës shakull, ku nxehtësia shndërrohet në punë mekanike, në zonën jo-punuese gjatë lëvizjes ciklike të lëngut punues. Kjo është e papranueshme, pasi ngrohja e lëngut të punës jashtë zonës së punës çon në një rënie të presionit në shakullën jo operacionale. Kështu, do të lindë një forcë e dëmshme kundër prodhimit të punës së dobishme.

Humbjet nga ftohja e lëngut të punës në një motor me shabllon nuk janë aq thelbësisht të pashmangshme sa humbjet e nxehtësisë në teorinë e Carnot për ciklet me procese zgjerimi. Humbjet e ftohjes në një motor pistoni shakull mund të reduktohen në një vlerë arbitrarisht të vogël. Vini re se në këtë punë po flasim për efikasitetin termik. Efikasiteti relativ i brendshëm i shoqëruar me fërkime dhe humbje të tjera teknike mbetet në nivelin e motorëve të sotëm.

Mund të ketë cilindo cilindër pune të çiftuar në motorin e përshkruar të nxehtësisë, në varësi të fuqisë së kërkuar dhe kushteve të tjera të dizajnit.

Në pika të vogla të temperaturës

Në natyrën përreth nesh, ka vazhdimisht rënie të ndryshme të temperaturës.

Për shembull, ndryshimet e temperaturës midis shtresave të ujit me lartësi të ndryshme në dete dhe oqeane, midis ujit dhe masave të ajrit, temperatura bie pranë burimeve termike, etj. Le të tregojmë mundësinë e një motori me shabllon që funksionon në rënie natyrore të temperaturës, duke përdorur burime të ripërtëritshme të energjisë. Le të bëjë vlerësime për kushtet klimatike të Arktikut.

Shtresa e ftohtë e ujit fillon nga skaji i poshtëm i akullit, ku temperatura e tij është 0 ° С dhe deri në + 4-5 ° С. Në këtë zonë, ne do të heqim atë sasi të vogël të nxehtësisë që merret nga tubacioni i bajpasit për të mbajtur një nivel të vazhdueshëm të temperaturës së lëngut të punës në zonat jo-punuese të cilindrave. Për një qark (kanal nxehtësie) që heq nxehtësinë, ne zgjedhim butilenin cis-2-B si bartës të nxehtësisë (temperatura e kondensimit të vlimit në presionin atmosferik është +3.7 ° C) ose butin 1-B (pika e vlimit + 8.1 ° C) ... Shtresa e e ujit të ngrohtë në thellësi përcaktohet në varg temperaturë 10-15 ° С. Këtu kemi të ulur motor shakull-pistoni. Cilindrat e punës janë në kontakt të drejtpërdrejtë me ujin e detit. Si lëng punues i cilindrave, ne zgjedhim substancat që kanë një pikë vlimi në presionin atmosferik nën temperaturën e shtresës së ngrohtë. Kjo është e nevojshme për të siguruar transferimin e nxehtësisë nga uji i detit në lëngun e punës së motorit. Kloruri i borit (pika e vlimit +12.5 ° C), butadieni 1.2 - B (pika e vlimit +10.85 ° C), vinil eter (pika e vlimit +12 ° C) mund të ofrohen si lëng punues i cilindrave.

Ka një numër të madh të substancave inorganike dhe organike që i plotësojnë këto kushte. Qarqet e ngrohjes me bartës të tillë të ngrohjes të zgjedhur do të funksionojnë në mënyrën e tubit të nxehtësisë (në modalitetin e vlimit), i cili do të sigurojë transferimin e kapaciteteve të mëdha të nxehtësisë me rënie të vogla të temperaturës. Rënia e presionit midis anës së jashtme dhe zgavrës së brendshme të shakullit, shumëzuar me zonën e fizarmonikës së shakullit, krijon një forcë në rrëshqitje dhe gjeneron fuqi të motorit proporcionale me fuqinë e furnizuar në cilindër nga nxehtësia.

Nëse temperatura e ngrohjes së lëngut të punës zvogëlohet dhjetëfish (me 0,1 ° C), atëherë rënia e presionit përgjatë anëve të shakullës gjithashtu do të ulet me rreth dhjetë herë, në 0,5 atmosfera. Nëse, në këtë rast, zona e fizarmonikës shakull rritet gjithashtu dhjetëfish (duke rritur numrin e pjesëve të fizarmonikës), atëherë forca në rrëshqitje dhe fuqia e zhvilluar do të mbetet e pandryshuar me një furnizim të vazhdueshëm të nxehtësisë në cilindër. Kjo do të bëjë të mundur, së pari, përdorimin e pikave shumë të vogla natyrore të temperaturës dhe, së dyti, zvogëlimin drastik të ngrohjes së dëmshme të lëngut të punës dhe heqjen e nxehtësisë në mjedis, gjë që do të bëjë të mundur marrjen e efikasitetit të lartë. Edhe pse ka një dëshirë për të lartë. Vlerësimet tregojnë se fuqia e motorit në rënie të temperaturës natyrore mund të jetë deri në disa dhjetëra kilovat për metër katror të sipërfaqes përçuese të cilindrit të punës. Në ciklin e konsideruar, nuk ka temperatura dhe presione të larta, gjë që ul ndjeshëm koston e instalimit. Motori, kur punon në ndryshime natyrore të temperaturës, nuk lëshon emisione të dëmshme në mjedis.

Si përfundim, autori dëshiron të thotë sa vijon. Postulati i "kompensimit për shndërrimin e nxehtësisë në punë" dhe pozicioni i papajtueshëm i bartësve të këtyre mashtrimeve, shumë përtej qëllimit të mirësjelljes polemike, të lidhur mendimin krijues inxhinierik, krijuan një nyje të ngushtë problemesh. Duhet të theksohet se inxhinierët kanë shpikur prej kohësh një shakull dhe është përdorur gjerësisht në automatizim si një element i energjisë që shndërron nxehtësinë në punë. Por situata aktuale në termodinamikë nuk lejon një studim objektiv teorik dhe eksperimental të punës së saj.

Zbulimi i natyrës së mangësive teknologjike të motorëve modernë të nxehtësisë tregoi se "kompensimi për shndërrimin e nxehtësisë në punë" në interpretimin e tij të vendosur dhe problemet dhe pasojat negative me të cilat bota moderne është përballur për këtë arsye nuk është gjë tjetër veçse kompensim për njohuritë jo të plota.