Принцип действия дизельных двигателей. Индикаторные и круговые диаграммы
Дизелем называют ДВС с внутренним смесеобразованием, в котором тяжелое жидкое топливо, вводимое в распыленном состоянии в цилиндр в конце хода сжатия, самостоятельно воспламеняется в горячем сжатом воздухе. Основными понятиями, относящимися ко всем дизельным двигателям, являются (рис. 17):
- верхняя мертвая точка (ВМТ) – положение поршня, при котором он наиболее удален от оси коленчатого вала;
- нижняя мертвая точка (НМТ) – положение поршня наиболее близкое к оси коленчатого вала;
- ход поршня S , [м] – расстояние между ВМТ и НМТ: S = 2R ;
- рабочий объем цилиндра VS , [м3] – объем, описываемый поршнем при движении между ВМТ и НМТ :
- объем камеры сжатия VC , [м3] – объем цилиндра над поршнем при нахождении его в ВМТ;
- полный объем цилиндра VA , [м3] – сумма рабочего объема цилиндра и объема камеры сжатия:
Принцип действия четырехтактного дизеля
Рабочий цикл в цилиндре четырехтактного дизеля осуществляется за два оборота коленчатого вала (4 хода поршня). Цилиндр четырехтактного дизеля закрыт крышкой, в которой располагаются клапаны для впуска свежего заряда воздуха и выпуска продуктов сгорания (рис. 18). Впускные и выпускные клапаны удерживаются в закрытом положении пружинами и давлением, создаваемым в цилиндре в периоды сжатия, сгорания топлива и расширения. Открытие клапанов в необходимые моменты времени осуществляется с помощью газораспределительного механизма.
Рабочий цикл четырехтактного дизеля состоит из следующих процессов (тактов): впуска, сжатия, расширения (рабочего хода) и выпуска, и происходит следующим образом (рис. 18):
Первый такт – впуск. В начальный момент времени давление в цилиндре двигателя несколько выше атмосферного – точка 1 индикаторной диаграммы (рис. 18). Поршень из ВМТ начинает свое движение к НМТ, открывается впускной клапан и поршень всасывает в цилиндр свежий заряд воздуха (процесс 1− 2). При этом давление в цилиндре устанавливается чуть ниже атмосферного (для двигателей без наддува) за счет гидравлического сопротивления впускного клапана. Часто для увеличения массы свежего заряда воздух предварительно сжимают в компрессоре до избыточного давления 0,13 ÷ 0,4 МПа, а затем охлаждают в воздухоохладителе. Такое увеличение массы свежего заряда называется наддувом.
Второй такт – сжатие. Поршень из НМТ начинает движение к ВМТ. Впускной клапан закрывается и происходит сжатие воздуха, поступившего в цилиндр дизеля. При этом уменьшается объем заряда воздуха, повышается его давление (процесс 2 − 3 ) до 3,6 ÷ 4,0 МПа в дизелях без наддува, а при высоком наддуве – до 11,0 МПа, что сопровождается увеличением температуры воздуха до 500 °C и выше. В конце такта, при нахождении поршня вблизи ВМТ, в цилиндр через форсунку начинает поступать мелко распыленное топливо, которое от соприкосновения с горячим воздухом самовоспламеняется и начинает гореть. При сгорании топлива давление в цилиндре повышается до 5,5 ÷ 8,5 МПа в дизелях без наддува, и до 11,0 ÷ 14,5 МПа в дизелях с высокой степенью наддува. Процесс сгорания ~ 40 % топлива в конце такта сжатия близок к изохорному (изображен на индикаторной диаграмме линией 3 − 4 ) и происходит при нахождении поршня вблизи ВМТ.
Третий такт – расширение (рабочий ход). В начале такта расширения топливо продолжает поступать в цилиндр дизельного двигателя, и процесс сгорания ~ 60 % топлива при начале движения поршня от ВМТ к НМТ близок к изобарному (процесс 4 − 5 на диаграмме). По окончании сгорания топлива происходит расширение продуктов сгорания (процесс 5 − 6 на индикаторной диаграмме). Расширяющиеся продукты сгорания воздействуют на поршень, совершая полезную работу. Давление газов в цилиндре двигателя и их температура в ходе процесса расширения понижаются.
Четвертый такт – выпуск. По окончании хода расширения открывается выпускной клапан, и поршень начинает движение от НМТ к ВМТ. При этом происходит выпуск отработавших газов через выпускной клапан (процесс 6 −1 на индикаторной диаграмме). Давление в цилиндре в процессе выпуска газов несколько выше атмосферного за счет гидравлического сопротивления выпускного клапана.
Таким образом в четырехтактном дизельном двигателе полезным является только такт расширения (рабочий ход), остальные три такта осуществляются за счет кинетической энергии вращающегося коленчатого вала с маховиком и работы других цилиндров двигателя.
Процессы газообмена в цилиндре дизельного двигателя (фазы газораспре-деления) могут быть изображены на двух окружностях, обозначающих периоды открытия впускных и выпускных клапанов в функции угла поворота коленчатого вала. Такие диаграммы называются диаграммами газораспределения или круговыми диаграммами.
В 4-хтактных дизелях на газообмен отведено 550 ÷ 570 градусов поворота коленчатого вала (ПКВ). Процесс газообмена в четырехтактных дизелях можно разбить на следующие периоды (рис. 19):
Свободный выпуск – осуществляется за счет разницы атмосферного давления и давления в цилиндре двигателя в момент открытия выпускного клапана (линия О − А диаграммы). При этом газы с большой скоростью устремляются в выпускной патрубок двигателя. Продолжительность периода свободного выпуска примерно соответствует углу предварения открытия выпускного клапана (ϕ1 = 40 ÷ 50° ПКВ). Тепловая и кинетическая энергия выпускных газов, как правило, используется для привода турбокомпрессора или работы утилизационных котлов.
Принудительный выпуск – теоретически начинается в НМТ и заканчивается в ВМТ. Это принудительное выталкивание продуктов сгорания из цилиндра телом поршня.
Продувка – в конце хода выпуска открывается впускной клапан (линия О − С , ϕ 3 = 50 ÷ 60° ПКВ до ВМТ), а выпускной остается открытым. При двух открытых одновременно клапанах происходит продувка камеры сгорания воздухом и удаление оставшихся в цилиндре газов. Кроме того, продувка снижает температуру стенок камеры сгорания, поршня и выпускных клапанов, улучшая условия работы и увеличивая срок их службы. Продолжительность продувки составляет ~ 110 ° ПКВ.
Наполнение – теоретически начинается в ВМТ, а фактически – с момента закрытия выпускного клапана (линия O − D , ϕ 4 = 50 ÷ 55° ПКВ за ВМТ) и частично протекает одновременно с продувкой. Окончание наполнения совпадает с приходом поршня в НМТ.
Дозарядка – поршень движется вверх по ходу сжатия, а впускной клапан некоторое время остается открытым до момента, соответствующего линии O − B на диаграмме (ϕ 2 = 30 ÷ 40° ПКВ после НМТ). Воздух продолжает поступать в цилиндр по инерции и несколько увеличивает плотность заряда в цилиндре.
Принцип действия двухтактного дизеля
Из рассмотрения индикаторной диаграммы четырехтактного дизельного двигателя видно, что он только половину времени, затраченного на цикл, работает как тепловой двигатель (такты сжатия и расширения). Остальное время (такты впуска и выпуска) двигатель работает как воздушный насос. Более полно время, отводимое на рабочий цикл, используется в двухтактных дизелях, в которых рабочий цикл осуществляется за один оборот коленчатого вала. Необходимая замена отработавших газов свежим воздухом происходит на небольшой части хода поршня в конце такта расширения и в начале такта сжатия, и составляет примерно 140 ÷ 150 ° ПКВ.
В отличие от четырехтактного, в двухтактном дизеле вместо впускных и выпускных клапанов в стенке цилиндра выполнены впускные (продувочные) ПО и выпускные ВО окна (рис. 20). Продувочным насосом ПН воздух нагнетается в воздушный ресивер Р, и через продувочные окна ПО поступает в цилиндр двигателя. Продукты сгорания топлива покидают цилиндр через выпускные окна ВО и выпускной патрубок ВП. Открытие и закрытие продувочных и выпускных окон осуществляется телом поршня при его движении в цилиндре.
Рабочий цикл двухтактного дизеля изображен на рис. 21 и состоит из следующих тактов:
Первый такт – сжатие. Поршень находится в НМТ. Продувочные и выпускные окна полностью открыты. При этом происходит продувка цилиндра, продолжающаяся до тех пор, пока поршень, двигаясь вверх, не перекроет продувочные окна (процесс 7 − 6 на диаграмме). При последующем движении поршень закроет выпускные окна, причем в период, изображенный на диаграмме линией 6 −1, из цилиндра выталкивается часть свежего заряда воздуха. После закрытия поршнем выпускных окон, начинается сжатие воздуха, сопровождающееся повышением давления и температуры (процесс сжатия изображен на диаграмме линией 1− 2 ). При подходе поршня к ВМТ в цилиндр впрыскивается мелко распыленное топливо, которое воспламеняется от соприкосновения с горячим воздухом. Часть топлива (~ 40 %) сгорает при постоянном объеме при нахождении поршня вблизи ВМТ (процесс 2 − 3).
Второй такт – рабочий ход (расширение). Поршень начинает движение от ВМТ к НМТ. Оставшаяся часть топлива (~ 60 %) сгорает при постоянном давлении (процесс 3 − 4 ). После полного сгорания топлива происходит расширение горячих газов (линия 4 − 5 ), которое заканчивается, когда поршень своей кромкой откроет выпускные окна в точке 5. С этого момента начинается свободный выпуск отработавших газов, сопровождающийся резким понижением давления в цилиндре (процесс 5 − 6 ). В точке 6 поршень открывает продувочные окна и начинается продувка цилиндра – принудительное вытеснение из него потоком воздуха отработавших газов и заполнение свежим зарядом воздуха (процессы 6 − 7 и 7 − 6 на диаграмме).
Теоретически при одинаковых размерах цилиндра и равных числах оборотов в минуту двухтактный дизель может развивать мощность в 2 раза большую, чем четырехтактный. В действительности мощность двухтактного дизеля (при прочих равных условиях) больше лишь в 1,7 ÷ 1,8 раза, чем у четырехтактного, так как часть хода поршня затрачивается на процессы выпуска и продувки. Кроме того на привод навешенного на двигатель продувочного насоса затрачивается 6 – 8 % мощности двигателя.
Весь процесс газообмена двухтактного дизеля можно условно разделить на следующие периоды (рис. 22):
Свободный выпуск – начинается с момента открытия поршнем выпускных окон (линия О − b ) и заканчивается в момент открытия поршнем продувочных окон (линия O − d ). В этот период происходит интенсивный выброс отработавших газов в выпускной тракт за счет перепада давлений в цилиндре (~ 0,45 МПа) и в выхлопном патрубке (~ 0,14 МПа).
Принудительный выпуск и продувка – начинаются в точке d и заканчиваются в момент закрытия продувочных окон (линия O − d ′ ). При этом происходит принудительное вытеснение отработавших газов продувочным воздухом и одновременное заполнение цилиндра свежим зарядом.
Потеря заряда воздуха – объясняется тем, что верхние кромки выпускных окон расположены выше продувочных. Поршень при движении к ВМТ до момента закрытия выпускных окон (линия O − a ) успевает вытолкнуть через выпускные окна часть поступившего в цилиндр воздуха. Фаза потери заряда воздуха является нежелательной, поэтому существует ряд конструктивных решений для замены ее на фазу дозарядки. Например, вместо щелевой схемы продувки, описанной выше, используют прямоточную клапанно-щелевую схему. В таких конструкциях дизелей выпускные окна отсутствуют, а вместо них в крышке цилиндра устанавливается выпускной клапан, приводимый в действие от механизма газораспределения.
Литература
Судовые энергетические установки. Дизельные и газотурбинные установки. Болдырев О.Н. [2003]
Похожие статьи
Рабочий цикл четырёхтактного дизельного двигателя
Рассмотрим назначение и условия протекания каждого такта в цилиндре дизельного двигателя.
Рабочий цикл одноцилиндрового дизельного двигателя
Первый такт — впуск (рис. выше) — заполнение цилиндра воздухом, кислород которого обеспечивает сгорание топлива. Чем больше воздуха поступит в цилиндр во время впуска, тем большее количество топлива можно сжечь в нем и тем выше будет давление на поршень при рабочем ходе.
При первом такте впускной клапан открыт, а выпускной — закрыт. Воздух, поступающий в цилиндр, нагревается от деталей работающего двигателя и остаточных газов до температуры 30—50° С, поэтому его плотность уменьшается. Кроме того, при движении он встречает сопротивление в каналах двигателя. По этим причинам давление воздуха во время впуска находится в пределах 0,8— 0,95 кгс/см2 и в цилиндр попадает его меньше, чем могло бы вместиться при нормальной плотности и отсутствии сопротивления движению.
Второй такт — сжатие — воздух, заполнивший цилиндр, нагревается до температуры самовоспламенения заряда топлива. Поршень перемещается в верхнее положение, от которого начинается следующий такт — рабочий ход.
Оба клапана закрыты. Под действием поршня воздух вытесняется из рабочего объема цилиндра в камеру сгорания, сжимается в 14—18 раз (степень сжатия е = 14—18) и при этом нагревается. К концу такта давление воздуха повышается до 35—40 кгс/см2, а температура возрастает до 600—650° С.
Третий такт — расширение (рабочий ход)—тепловая энергия сжигаемого топлива преобразуется в механическую работу. Перед началом рабочего хода в сжатый горячий воздух из форсунки впрыскивается топливо в виде струи, состоящей из мельчайших капелек. Смешиваясь с воздухом и испаряясь в нем, топливо быстро воспламеняется и сгорает. При этом температура образовавшихся газов достигает 1800—2000°С и давление горячих газов, заключенных в камере сгорания, увеличивается до 60—90 кгс/см2. Под действием этого давления поршень перемещается вниз, поворачивая коленчатый вал с маховиком. По мере расширения газов давление на поршень снижается, температура падает. В конце рабочего хода давление в цилиндре не превышает 5 кгс/см2, а температура газов — 900—1200° С.
Четвертый такт — выпуск — цилиндр освобождается от отработавших газов, поршень переводится в исходное положение для последующего такта — впуска. Впускной клапан закрыт, а выпуской открыт. Давление в конце такта выпуска снижается до 1,05 кгс/см2, а температура — до 600—700° С.
Рабочие процессы четырехтактного дизеля
Категория:
Тракторы
Публикация:
Рабочие процессы четырехтактного дизеля
Читать далее:
Рабочие процессы четырехтактного дизеля
Для того чтобы топливо смогло сгореть внутри двигателя, его нужно хорошо перемешать с воздухом, а затем нагреть до такой температуры, чтобы оно само загорелось, или зажечь его от постороннего источника, например электрической искры.
Топливо с воздухом может смешиваться непосредственно в камере сгорания двигателя или вне двигателя.
Двигатели, у которых смесеобразование и нагрев до температуры самовоспламенения осуществляются в камере сгорания, называются двигателями внутреннего сгорания с внутренним смесеобразованием, или дизелями (в честь изобретателя — инженера Рудольфа Дизеля).
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Двигатели же второго типа называют двигателями внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием, или карбюраторными (по названию прибора — карбюратора, в котором воздух смешивается с топливом). Топливо у этих двигателей воспламеняется электрической искрой.
Превращение химической энергии топлива в тепловую, а затем в механическую происходит за ряд последовательно и периодически повторяющихся процессов — тактов*, образующих так называемый рабочий цикл.
Если рабочий цикл у двигателя происходит за два оборота коленчатого вала, в течение которых поршень совершает четыре хода (такта), то такой двигатель называется четырехтактным.
Чередование тактов у четырехтактного дизеля происходит в такой последовательности.
Такт впуска. При помощи постороннего источника энергии, например электрического двигателя (электростартера), вращают коленчатый вал дизеля и поршень его начинает двигаться от в. м.т. к н. м.т. (рис. 5, а). Объем над поршнем увеличивается, вследствие чего давление падает до 75…90 кПа. Одновременно с началом движения поршня клапан открывает впускной канал, по которому воздух, пройдя через воздухоочиститель, поступает в цилиндр с температурой в конце впуска 30…50 °С. Когда поршень доходит до н. м. т., впускной клапан закрывает канал и подача воздуха прекращается**.
Такт сжатия. При дальнейшем вращении коленчатого вала поршень начинает двигаться вверх (см. рис. 5, б) и сжимать воздух. Оба канала при этом закрыты клапанами. Давление воздуха в конце хода достигает 3,5… 4,0 МПа, а температура — 600…700 °С.
Рабочий ход (такт расширения). В конце такта сжатия при положении поршня, близком к в. м. т., в цилиндр через форсунку (рис. 5, в) впрыскивается мелкораспыленное топливо, которое, смешиваясь с сильно нагретым воздухом и газами, частично оставшимися в цилиндре после предыдущего процесс^, воспламеняется и сгорает. Давление газов в цилиндре при этом повышается до 6,0…8,0 МПа, а температура — до 1800…2000 °С. Так как при этом оба канала остаются закрытыми, расширяющиеся газы давят на поршень, а он, перемещаясь, вниз, через шатун поворачивает коленчатый вал.
Такт выпуска. Когда поршень подходит к н. м. т., второй клапан открывает выпускной канал и газы из цилиндра выходят в атмосферу (см. рис. 5, г). При этом поршень под действием энергии, накопленной за рабочий ход маховиком, перемещается вверх и внутренняя полость цилиндра очищается от отработавших газов. Давление газов в конце такта выпуска составляет 105… 120 кПа, а температура — 600…700 °С.
Рис. 5. Схема рабочего процесса четырехтактного дизеля: а — впуск; б — сжатие; в — рабочий ход; г — выпуск.
После такта выпуска рабочий процесс начинает повторяться, т. е. следующим тактом опять будет впуск, затем сжатие и т. д. в течение всей работы двигателя.
Рекламные предложения:
Читать далее: Рабочие процессы двухтактного карбюраторного двигателя
Категория: — Тракторы
Главная → Справочник → Статьи → Форум
| Cycles of Diesel Engine | Рабочие циклы дизельного двигателя |
| Any internal combustion engine, regardless of principle it operates on, is said to have a four-stroke cycle or a two-stroke cycle. The engines of either type may be single or double acting, trunk-piston type, crosshead type, opposed-piston type. | Считается, что любой двигатель внутреннего сгорания, независимо от принципа его работы, имеет четырехтактный или двухтактный цикл. Двигатели любого типа могут быть простого или двойного действия, тронковыми, крейцкопфными, с противоположно- движущимися поршнями. |
| |
| The four-stroke cycle consists of: the suction stroke, compression stroke, combustion and expansion stroke and exhaust stroke. | Четырехтактный цикл состоит из: такта всасывания, такта сжатия, такта горения и расширения, и такта выпуска. |
| |
| The piston starts a downward, suction stroke. The air inlet valve is open and air is being drawn into the cylinder through the air inlet pipe. The exhaust valve, fuel valve are all closed. As the piston reaches the end of the suction stroke the air inlet valve closes … | Поршень начинает движение вниз – ход всасывания. Впускной клапан открывается, и воздух втягивается в цилиндр через впускной патрубок. Выпускной клапан, топливный клапан – все закрыты. Когда поршень достигает конца хода всасывания, впускной клапан закрывается, … |
| |
| … and as the piston rises on the second, or compression stroke, the air in the cylinder is compressed. At the end of this stroke the air has been compressed to about 480 pounds and its temperature has risen to about 1,000 degrees F. The fuel injection valve now opens and the fuel is sprayed into the cylinder under a pressure of 3,550 p.s.i. The high temperature of the compressed air in the cylinder ignites the fuel, and it continues to burn as long as injection is maintained. This burning raises the temperature of the gas to approximately 3,000ºF. | … и пока поршень поднимается на второй ход, или ход сжатия, воздух в цилиндре сжимается. В конце этого хода воздух сжат до, примерно, 480 фунтов, и его температура поднята до, примерно, 1000 градусов по Фаренгейту. Теперь открывается форсунка, и топливо распыляется в цилиндр под давлением 3 550 фунтов на квадратный дюйм. Высокая температура сжатого воздуха в цилиндре воспламеняет топливо, и оно продолжает гореть столько, сколько продолжается впрыскивание. Это горение поднимает температуру газа до, приблизительно, 3000 градусов по Фаренгейту. |
| |
| In the meantime, the piston has started down on the third, or expansion stroke, with the gas expanding behind it. The injection valve closes shortly after the piston has started down on this stroke. At the end of this stroke the exhaust valve opens and the burned gases in the cylinder, now reduced to about 40 pounds pressure, and correspondingly reduced in temperature, start to flow out through the exhaust pipe. | Тем временем, поршень начал движение вниз на третий ход, или ход расширения, а газ расширяется вслед за ним. Форсунка закрывается вскоре после того, как поршень начал опускаться на этот ход. В конце этого хода выпускной клапан открывается, и сгоревшие в цилиндре газы, теперь с давлением, снизившимся до, примерно, до 40 фунтов, и с соответственно понизившейся температурой, начинают выходить через выпускной патрубок. |
| |
| Returning on the fourth, or exhaust stroke, the piston pushes the remaining gas out of the cylinder. At the end of this stroke the exhaust valve closes, the air inlet valve opens and the cycle of operations starts again. | Возвращаясь на четвертый, или выпускной ход, поршень выталкивает оставшийся газ из цилиндра. В конце этого хода выпускной клапан закрывается, открывается впускной клапан, и цикл операций начинается опять. |
| It is thus seen that one complete cycle requires four strokes of the piston; the four strokes comprise two complete revolutions of the crank. | Таким образом, видно, что один полный цикл требует четыре хода поршня; четыре хода составляют два полных оборота кривошипа. |
| |
| In the 2-cycle, single acting Diesel engine instead of an exhaust valve there is a ring of exhaust ports around the bottom of the cylinder, communicating with the exhaust pipe. The spray valve and starting valve are the same as in the 4-cycle. In place of air inlet valves there are scavenging ports, in place of exhaust valves there are exhaust ports, in uniflow scavenging engines there are exhaust valves. The scavenging ports are in communication with a passage leading to a low pressure scavenging air compressor, operated from the engine. | В двухтактном дизельном двигателе простого действия вместо выпускного клапана имеется кольцо выпускных окон вокруг днища цилиндра, сообщающихся с выпускным патрубком. Форсунка и пусковой клапан такие же, как и на четырехтактном. Вместо впускных клапанов имеются продувочные окна, вместо выпускных клапанов имеются выпускные окна, в двигателях с прямоточной продувкой имеются выпускные клапана. Продувочные окна сообщаются с каналом, ведущим к компрессору продувочного воздуха низкого давления, приводимому в движение от двигателя. |
| |
| When the piston on its downward stroke uncovers the exhaust ports and the cylinder pressure drops to atmospheric, the scavenging ports open and the air, under pressure, flows into the cylinder and pushes the exhaust gases out through these ports. As the piston on its up stroke covers the scavenging ports, the exhaust ports close, leaving the cylinder full of fresh air. The piston moving upward on its compression stroke, compresses this air and at the end of compression fuel injection occurs, just as previously described for the 4-stroke cycle. | Когда поршень на его ходу вниз открывает выпускные окна, и давление в цилиндре падает до атмосферного, продувочные окна открываются, и воздух под давлением заходит в цилиндр и выталкивает отработанные газы наружу через эти окна. По мере того, как поршень на его ходу вверх закрывает продувочные окна, выпускные окна закрываются, оставляя цилиндр полным свежего воздуха. Поршень, двигаясь вверх на его ходу сжатия, сжимает этот воздух, и в конце сжатия происходит воспламенение топлива, точно также как описано ранее для четырехтактного цикла. |
| |
| It is thus seen that the complete series of operations, including fuel injection and combustion, expansion, exhaust, filling cylinder with fresh air and compression, occurs in two strokes of the piston, or one revolution of the crankshaft. | Таким образом, видно, что полная серия операций, включая впрыск топлива и сгорание, расширение, выпуск, заполнение цилиндра свежим воздухом и его сжатие происходят за два хода поршня или один поворот коленчатого вала. |
| |
Лабораторная работа Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигат Автомобильные двигатели
Тема: «Автомобильные двигатели. Классификация поршневых двигателей внутреннего сгорания»
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Ознакомление с классификацией, механизмами и системами автомобильных двигателей, а также изучение их рабочих циклов.
2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
2.1. Типы автомобильных двигателей (по виду смесеобразования, по типу применяемого топлива, по числу тактов и т.д.).
2.2. Общее устройство, назначение механизмов и систем четырехтактного двигателя внутреннего сгорания (кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов, систем охлаждения, смазки, питания, зажигания 1 вентиляции картера двигателя) на примере одноцилиндрового двигателя.
2.3. Применяемые в автомобильных двигателях топлива, их маркировки. Понятие об антидетонационной стойкости и октановом числе.
2.4. Рабочий процесс (характеристика тактов) одноцилиндрового четырехтактного поршневого двигателя. Индикаторная диаграмма.
2.5. Сравнить карбюраторные, дизельные и инжекторные двигатели по удельной мощности, экономичности, экологичности и другим показателям.
2.6. Работа четырехтактных многоцилиндровых двигателей. Рядные и V образные двигатели. Порядок работы цилиндров.
2.7. Понятие о внешней скоростной характеристике двигателя.
3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
При выполнении данной лабораторной работы следует обратить внимание на различие в протекании рабочих процессов двигателей с принудительным воспламенением (карбюраторных и инжекторных) и с воспламенением от сжатия (дизельных), а также отличие их индикаторных диаграмм. Необходимо рассмотреть оба способа образования горючих смесей в цилиндрах двигателей (внешнее и внутреннее смесеобразование). Отличающиеся принципы работы двигателей вызывают разные численные значения основных их параметров, применяемые топлива и т.д. Поэтому целесообразно постоянно сравнивать характеристики различных типов двигателей, температуры и давления, возникающие при различных тактах и т.д. Необходимо также обратить внимание на способы повышения мощности автомобильного двигателя (например, турбонаддув дизелей).
4. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
4.3. Изобразить схему четырехтактного поршневого двигателя и указать на ней основные его элементы и параметры.
4.4. Привести примерную индикаторную диаграмму и выделить на ней характерные точки.
4.5. Представить порядок работы цилиндров 4-, 6- и 8-цилиндровых двигателей (рядных и V — образных).
4.6. Привести вид внешней скоростной характеристики двигателя.
5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Чем отличаются карбюраторные и дизельные двигатели?
2. Каково назначение системы смазки (охлаждения)?
3. Что такое степень сжатия?
4. Что означают цифры в маркировке бензина ( АИ-92)?
Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя
Категория:
Автомобили и трактора
Публикация:
Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя
Читать далее:
Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя
Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя проходит в той же последовательности, что и цикл четырехтактного карбюраторного двигателя. Отличие заключается в характере протекания рабочего цикла, в способе смесеобразования и воспламенения топлива.
Такт впуска. При движении поршня вниз через впускной трубопровод и открытое отверстие впускного клапана и цилиндр поступает чистый воздух. Отсутствие карбюратора уменьшает гидравлические сопротивления и несколько повышает давление в конце впуска (0,09-0,95 ЛШа), а температура воздуха составляет 50-80 С°.
Такт сжатия. Поршень движется от НМТ к ВМТ, впускной и выпускной клапаны закрыты. Поршень сжимает воздух, заполнивший цилиндр. Вследствие большой степени сжатия (е 14—20) давление конца сжатия достигает 4…..5 МПа, а температура 500-700 С°. Такое повышение температуры и давления необходимо для воспламенения топлива, впрыскиваемого в цилиндр двигателя в конце такта сжатия насосом высокого давления через форсунку.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Такт расширения. В конце такта сжатия, когда поршень еще не дойдет до ВМТ на 15—30° по углу поворота коленчатого вала, насос высокого давления через форсунку впрыскивает дизельное топливо под большим давлением 15—18 МПа. Давление впрыска топлива должно значительно превышать давление воздуха, сжатого в камере сгорания для обеспечения более тонкого рас-пыливания топлива и распределения его по всему объему воздуха, сосредоточенного в камере сгорания.
Струя топлива при выходе из распиливающих отверстий сопла форсунки под действием высокого давления приобретает огромную скорость и, пронизывая массу сжатого воздуха, дробится на мелко распыленные частицы (диаметром 0,002…….0,005 мм). Продолжительность впрыска составляет 6—30 угла поворота коленчатого вала двигателя. Распыленное топливо под воздействием высокой температуры сжатого воздуха воспламеняется и быстро сгорает. Поршень под действием газов перемещается от ВМТ к НМТ, т. е. совершает механическую работу.
Давление газов в конце сгорания достигает -8 МПа, а температура 1800— 2000 С. К концу такта расширения давление в цилиндре падает до 0,3— 0,4 МПа, а температура до 700—800 С°.
Такт выпуска. При этом такте выпускной клапан открыт. Поршень движется от НМТ к ВМТ и через открытый выпускной клапан и выпускной трубопровод из цилиндра удаляются отработавшие газы. Давление выпуска равно 0,105—0,11 МПа, а температура 600—700 С°.
При дальнейшем вращении коленчатого вала двигателя все перечисленные такты повторяются в такой же последовательности.
Четырехтактные дизельные двигатели в настоящее время получили преимущественное распространение на тракторах и автомобилях большой грузоподъемности.
Рекламные предложения:
Читать далее: Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя
Категория: — Автомобили и трактора
Главная → Справочник → Статьи → Форум
ем отличается работа четырехтактного дизельного двигателя от работы карбюраторного двигателя?
Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя В отличие от дизеля у карбюраторного двигателя воздух и топливо поступают в цилиндр одновременно в виде горючей смеси, приготовленной карбюратором. Воспламенение горючей смеси происходит от искры, которая образуется в искровой свече зажигания, установленной в головке цилиндра. Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя протекает следующим образом. Впуск. Поршень перемещается вниз. Впускной клапан открыт. Вследствие разрежения внутрь цилиндра через впускной канал поступает горючая смесь, которая перемешивается с остаточными газами, в результате чего образуется рабочая смесь. Сжатие. Поршень движется вверх. Впускной и выпускной клапаны закрыты. Объем над поршнем уменьшается, и рабочая смесь сжимается, благодаря чему улучшается испарение и перемешивание паров бензина с воздухом. К концу такта давление достигает 1,0… 1,2 МПа, а температура — 350… 400°С. Рабочий ход или сгорание и расширение. Оба клапана закрыты. В конце такта сжатия рабочая смесь воспламеняется от искры. Поршень под действием давления расширяющихся газов перемещается от в. м. т. к н. м. т. Давление газов достигает 2,5…4,0 МПа, а температура доходит до 2300°С. Выпуск. Поршень движется вверх. Открыт выпускной клапан. Отработавшие газы выходят через выпускной канал наружу.
ну а у дизеля компрессия повыше и температура от сжатия воздуха градусов 800 и в этот момент вприскивается топливо через форсунку.
работа ни отличается ни чем теже четыре такта тока суть в приготовлении смеси физикохимических свойств разных сортов топлив итд и итп