Понятие о мертвых точках поршня, камере сжатия, степени сжатия, рабочем процессе, цикле и такте.

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 18 из 106Следующая ⇒

Крайним положением поршня в цилиндре, или мертвой точкой – называется положение, при котором происходит изменение направления поступательного движения поршня в цилиндре (мертвая точка верхняя, нижняя, внутренняя, внешняя или наружная).

Объем камеры сгорания, или камеры сжатия– объем внутренней полости цилиндра при положении поршня в ВМТ и обозначается Vc.

Рабочий объем цилиндра – объем, описываемый поршнем при перемещении от ВМТ до НМТ и обозначается Vh.

Полный объем цилиндра – объем над поршнем, находящимся в НМТ и обозначается V a.

V a = V h + V c

Степень сжатия – отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания и обозначается ε.

ε = Va = Vh + Vc

  V c     V c

Следовательно, степень сжатия есть безразмерное число, показывающее, во сколько раз полный объем цилиндра больше объема камеры сгорания. Степень сжатия двигателей с внешним смесеобразованием находится в пределах 5…8, дизелей – 12…18.

Рабочий процесс – работа поршня слагается из чередующихся процессов:

1. Впуск воздуха;

2. Сжатие воздуха;

3. Горение впрыснутого топлива, образование газообразных продуктов горения и их расширение;

4. Выпуск отработавших газов.

Рабочий цикл – совокупность термодинамических процессов, происходящих в цилиндре в определенной последовательности, который повторяется во время работы двигателя.

Такт – это одно перемещение поршня в цилиндре от одного крайнего положения в другое.

Рабочее тело – (энергоноситель) ДВС – это теплоноситель (газ), посредством которого в двигателе совершается механическая работа. В связи с возвратно-поступательным движением поршня сгорание топлива в поршневых двигателях возможно лишь последовательными порциями, причем сгоранию каждой порции топлива должен предшествовать ряд подготовительных процессов.

Работа дизеля и его отличие от карбюраторных двигателей.

В отличии дизеля (двигателя с высокой степенью сжатия воздуха) в карбюраторном (автомобильном) двигателе низкого сжатия воспламенение топлива (бензина) производится принудительно с помощью искры от электрической искры.

В двигателях работающих на газовом топливе, воспламенение может быть осуществлено впрыском в цилиндры порции жидкого топлива или электрической искрой.

По сравнению с карбюраторными двигателями дизели являются более экономичными, т.е. при одинаковой мощности потребляют меньше топлива. Они безопаснее в пожарном отношении, а продукты их сгорания менее токсичны. Тепловозные дизели в отличие от стационарных имеют низкий расход топлива в широком диапазоне эксплуатационных режимов. Они приспособлены к длительной работе на частичных (неполных) нагрузках и даже вовсе без нагрузки (при стоянках тепловоза под поездом), к быстроте набора нагрузки, к частым пускам и остановкам. Несмотря на тяжелые и переменные условия работы, тепловозные дизели должны обладать высокой надежностью и долговечностью основных деталей.

Классификация ДВС.

Двигатели внутреннего сгорания принадлежат к классу тепловых двигателей в которых топливо сжигается непосредственно в рабочем цилиндре.

Все тепловозные дизели относятся к бескомпрессорным двигателям с внутренним смесеобразованием, самовоспламенением и водяным охлаждением. Большинство тепловозных дизелей имеет газотурбинный наддув и промежуточное охлаждение наддувочного воздуха.

Двигатели могут быть классифицированы по следующим основным признакам:

1. По способу воспламенения рабочей смеси:

Ø дизели – с воспламенением от сжатия;

Ø карбюраторные двигатели– с воспламенением от постороннего источника (электрической свечи).

2. По числу тактов рабочего цикла - на тепловозах применяют двухтактные и четырехтактные дизели:

Ø Четырехтактные дизели - полный рабочий цикл – поступление воздуха в цилиндр, перемешивание и сгорания топлива, расширение газов и удаление их из цилиндра осуществляется за четыре хода поршня (такты), т.е. за два оборота коленчатого вала, при этом только один ход поршня является рабочим.

Ø Двухтактные дизели - полный рабочий цикл в цилиндре происходит за два хода поршня, т.е. за один оборот коленчатого вала.

3. По расположению рабочих цилиндров: вертикальные, вертикальные со встречно движущимися поршнями, горизонтальные, двухрядные, V -образные, W -образные и др.

4. По назначению: стационарные, судовые, тепловозные, автотракторные, авиационные.

5. По скорости поршня: тихоходные - со средней скоростью поршня от 4 до 6,5 м/сек, средней быстроходности - от 6,5 до 10 м/сек, быстроходные - свыше 10 м/сек. Дизели на тепловозах с электрической передачей средней быстроходности (средняя номинальная скорость поршня 7-10 м/с, частота вращения 800-1000 об/мин).

· Части дизелей и их классификация по назначению.

Рама дизеля – служит для установки на ней дизеля и генератора, соединенных муфтой. На раме крепят также отдельные сборочные единицы вспомогательного оборудования.

Блок цилиндров – разделяются на мокрые и сухие. В мокрых блоках между втулкой и стенками блока течет охлаждающая вода. Охлаждение втулок в сухих блоках осуществляется водой между втулкой и рубашкой, напрессованной на втулку.

Цилиндровые втулки (гильзы) – служат в качестве направляющих для перемещения поршней, а также образуют рабочий объем, в котором происходит рабочий цикл ДВС. Применение вставных втулок (гильз) позволяет увеличить срок службы блока цилиндров путем замены изношенных втулок, а также изготовлением втулок из высококачественного износостойкого чугуна или стали.

Коленчатый вал – относится к числу наиболее ответственных, напряженных и дорогостоящих деталей дизеля (до 30% стоимости дизеля). В процессе работы двигателя коленчатый вал нагружается силами давления газов, а также силами инерции движущихся возвратно-поступательных и вращающихся деталей. Эти силы вызывают значительные напряжения кручения, изгибные напряжения и крутильные колебания, вследствие чего шейки вала испытывают переменное давление, которое вызывает значительную работу трения и износ шеек. Коленчатые валы изготавливаются из качественных углеродистых или легированных сталей ковкой или штамповкой, а также литьем из высококачественного чугуна или стали.

Вертикальная передача – размещена (в дизелях типа Д100) в отдельном отсеке блока со стороны тягового генератора. Она служит для соединения верхнего и нижнего коленчатых валов и обеспечения синхронности их вращения. В процессе работы часть мощности передается от верхнего коленчатого вала к нижнему. По конструкции верхняя и нижняя части передачи примерно одинаковые и соединены между собой эластичным устройством – либо муфтой, либо торсионным валом.

Крышки цилиндров – предназначены для образования камеры сгорания в цилиндре, а также размещения клапанного механизма газораспределения и форсунки.

Газораспределительный механизм – предназначен для управления процессами впуска и выпуска газов в цилиндре двигателя внутреннего сгорания. Газораспределительные органы должны обеспечивать хорошую очистку цилиндра и наполнение его свежим зарядом при высокой надежности в работе.

Шатунно-поршневая группа – вместе с коленчатым валом являются основным рабочим механизмом поршневого двигателя внутреннего сгорания. Поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала при помощи шатуна, сочлененного шарнирно с верхней головкой поршневым пальцем и нижней головкой с шейкой колена вала.

Поршень – наиболее ответственная и напряженная часть двигателя. Он выполняет следующие функции:

Ø обеспечивает требуемую форму камеры сгорания и герметичность внутрицилиндрового пространства;

Ø передает силу давления газов на шатун и систему цилиндра;

Ø управляет открытием и закрытием окон (выполняет функции золотника) в дизелях типа Д100.

Компрессионные кольца – предназначены для уплотнения зазора между поршнем и цилиндром и отвода тепла от поршня.

Маслосъемные (маслосрезывающие, маслогонные) кольца – препятствуют попаданию масла в камеру сгорания. Разрезные кольца прижимаются к стенкам цилиндра за счет собственной упругости и давления газов. В период сгорания топлива силы от давления газов в 40…70 раз превышают силы упругости колец. Высокие температуры и недостатки смазки приводят к большим износам как колец (особенно первого), так и втулки цилиндра.

Шатун – связывает колено вала с поршнем. При работе шатун совершает сложное качательное движение и подвергается переменной по величине и направлению нагрузке от давления газов и сил инерции. Действующие на шатун силы вызывают в нем сложные деформации – сжатие, растяжение, продольный и поперечный изгибы. Шатун должен быть жестким и прочным при возможно малой массе. Шатуны изготавливают из углеродистой или легированной стали ковкой или штамповкой с последующей механической и термической обработкой. В зависимости от типа двигателя и расположения цилиндров на тепловозах применяются шатуны однорядных и V-образных двигателей. Стержни шатунов имеют двутавровое сечение. В V-образных дизелях (типа Д40, Д49, М750 и др.) при меняются шатуны с прицепным сочленением главного и прицепного шатунов.

Познавательные статьи:



Как правильно слушать собеседника

Типичные ошибки при выполнении бросков в баскетболе

Принятие христианства на Руси и его значение

Средства массовой информации США