Дисциплина МДК.01.01. Устройство, техническое обслуживание и ремонт узлов локомотива

30.09.20.  Дисциплина МДК.01.01. Устройство, техническое обслуживание и ремонт узлов локомотива

Преподаватель Вовк В.В.

 Гр.№26 Машинист локомотива

 Урок №13

Тема.2. Устройство, принцип работы и классификация тепловозов и двигателей внутреннего сгорания

Тема урока: Классификация д.в.с. Принцип работы ДВС. Схема устройства ДВС.

Цели урока:изучить классификация д.в.с., принцип работы ДВС,схему устройства ДВС.

Оборудование урока:

компьютер, проектор.

План урока

I. Организационный момент.

II. Работа над новым теоретическим материалом

1. Основы работы двигателей внутреннего сгорания

Тепловые двигатели — это машины, в которых химическая энергия топлива преобразуется сначала в тепловую энергию, а затем в механическую ра­боту. К тепловым двигателям относят­ся паровые машины, паровые турбины, поршневые двигатели внутреннего сго­рания (ДВС). газотурбинные двигате­ли (ГТД), комбинированные турбопоршневые двигатели, реактивные дви­гатели.

Особенность применяемых на тепло­возах двигателей внутреннего сгорания поршневого типа состоит в том, что превращение химической энергии в тепловую, совершающееся при сго­рании топлива, происходит непосред­ственно в самом рабочем цилиндре

Рис 1. Принципиальная схема двигателя внутреннего сгорания

в течение очень короткого времени (тысячных долей секунды) при высо­ких температурах. Это и обусловли­вает преимущества поршневых ДВС — малые тепловые и гидравлические потери и высокий коэффициент полезного действия, а также компактность.

Процесс превращения тепла в двигателях внутреннего сгорания в работу можно проследить по схеме, изображенной на рис. 1 Поступивший в цилиндр двигателя через клапан 5 воздух сжимается поршнем и нагревается при этом до температуры 600—650 °С, что выше температуры самовоспламенения распыленного жидкого топлива. В конце сжатия в нагретый воздух впрыскивается через форсунку 4 топливо, которое воспламеняется и сгорает. В результате сгорания топлива в цилиндре 2 образуются газы с высокой температурой и давлением. Под давлением газов поршень 1 перемещается вниз и совершает работу. Во время расширения температура и давление газов понижаются. Отдав часть тепла на совершение работы, отработавшие газы выбрасываются в атмосферу через выпускной клапан 3 при движении поршня 1 вверх, а свежий воздух вновь поступает в цилиндр. Затем все повторяется снова. Двигатели внутреннего сгорания имеют шатунно-кривошипный механизм, состоящий из поршня 1, шатуна 6, кривошипа 7 и вала 8. Этот механизм преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение вала.В течение одного оборота кривошипа поршень 2 раза изменяет направление движения. Это происходит в так называемых «мертвых» положениях (или «мертвых» точках) механизма, которые характерны тем, что сила, действующая на поршень, находящий ся в одном из этих положений, не вы-зывает вращающего момента на криво-шипе. Между поршнем, находящимся в верхней мертвой точке (в.м.т.), и крышкой цилиндра заключен объем пространства сжатия или камеры сжатия. Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия называется степенью сжатия.

Для удовлетворения нужд народного хозяйства двигатели внутреннего сгорания поставляются промышленностью в разнообразном исполнении: мощностью от I до 20 000 кВт в одном агрегате, с числом цилиндров от 1 до 20 и более, частотой вращения вала от 120 до 6000 об/мин.

Двигатели современных тепловозов имеют мощность от 400 до 5000 кВт, частоту вращения вала 750— 1500 об/мин, число цилиндров от 4 до 20. Они расходуют от 200 до 230 г дизельного топлива на 1 кВт-ч выработанной энергии. Удельная масса тепловозных двигателей внутреннего сгорания составляет от 2,5 до 18,5 кг/(кВт-ч).

2. Классификация д.в.с

Дизели четырехтактные и двухтактные. Четырехтактными называются дизели, у которых полный рабочий цикл—поступление воздуха в цилиндр, перемешивание и сгорание топлива, расширение газов и удаление их из цилиндра — осуществляется за четыре хода поршня (такта), т. е. за 2 оборота коленчатого вала. У двухтактных двигателей полный рабочий цикл в цилиндре происходит за два хода поршня, т. е. за один оборот коленчатого вала. Следует подчеркнуть, что у четырехтактных дизелей продувка и зарядка цилиндра свежим воздухом происходят иначе, чем у двухтактных, само же смешение топлива с воздухом и сгорание рабочей смеси у обоих типов дизелей одинаково. Обычно задается вопрос — какой из этих типов дизелей лучше? На протяжении многих лет в различных отраслях народного хозяйства применяются и четырехтактные и двухтактные дизели. Однако качество дизеля определяет не его тактность, а надежность, экономичность, конструкционная и технологическая отработанность, долговечность и, наконец, правильный выбор типа дизеля для данного рода службы. Четырехтактные дизели имеют, как правило, меньший удельный расход топлива, меньшую тепловую напряженность, так как в единицу времени совершают меньшее количество тепловых и силовых циклов, чем двухтактные при тех же условиях.

В двухтактных дизелях проще система газораспределения, но в них хуже очищаются и продуваются свежим воздухом цилиндры. Вместе с тем с 1 л рабочего объема цилиндра при прочих равных условиях у двухтактных дизелей снимается на 60—70 % большая мощность, чем у четырехтактных. Однако с увеличением давления наддува (см. ниже) все яснее вы-

Вопросы для самопроверки:

1.Какие двигатели относятся к тепловым?

2. Особенности тепловозных двигателей?

3.  До какой температуры сжимается воздух?

4. На какие виды делятся тепловозные дизели?

5. Какие показатели определяют тактность дизеля

IV. Домашнее задание:

Проработать текст. Ответить на вопросы для самопроверки. Фото ответов выложить в группу в контакте https://vk.com/club194179937 (Гр.26 Дистанционное обучение) или отправить на электронный адрес vvovk1964@gmail.com или выложить сообщением в здесь в группе

Литература:

1.С.П.ФилоновТепловоз 2ТЭ116, М.Транспорт ,1985. 328с.

2.А. Пойда Тепловозы. Механическое оборудование, устройство и ремонт, М.,
Транспорт, Г1988

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Организация работы процедурного кабинета

Области применения синхронных машин

Оптимизация по Винеру и Калману