Мир науки

Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!

Загрузка...

Машины, в которых топливо сжигается непосредственно в цилиндре под поршнем, называются двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Их достаточно широко используют на транспорте, на электростанциях для привода насосных установок, на нефте-и газоперерабатывающих и буровых установках, в сельском хозяйстве

, на металлургических заводах. Это объясняется наличием определенных преимуществ:

1) отсутствие громоздкой котельной установки, а следовательно, небольшие размеры помещений для размещения силовой установки;

2) постоянная готовность к пуску и немедленного приема нагрузки, а также отсутствие расхода топлива в нерабочий период двигателя

3) малая потребность в воде.

К недостаткам следует отнести:

1) ограниченность запасов жидкого и газообразного топлива по сравнению с твердым топливом, применяется преимущественно в паросиловых установках;

2) трудности использования теплоты отработавших газов;

3) невозможность получения высокой мощности в одном агрегате через большие инерционные усилия, возникающие от движущихся деталей возвратно-постепенно, при повышении частоты вращения коленчатого вала (предельная мощность современных ДВС, как правило, не более 3500-4000. Принцип работы поршневого ДВС заключается в том (рис. 3.12), что под воздействием давления газов движение поршня в цилиндре через шатун передается на коленчатый вал. Рабочий цилиндр и его головка, где размещаются клапаны и свеча зажигания, имеют рубашки при жидкостном охлаждении или ребра при воздушном охлаждении, чтобы избежать перегрева и разрушения стенок под воздействием высоких температур и давления рабочего тела. Для обеспечения равномерности вращения коленчатого вала и уменьшения инерционных усилий, а также для возможности осуществления холостых ходов поршня в цилиндре и вывода его из крайних положений на хвостовике коленчатого вала размещается маховик, а двигатель имеет несколько цилиндров (2, 4, 6, 8, 12, 16 цилиндров и более). В последнем случае порядок работы цилиндров выбирается так, чтобы по возможности в двух соседних цилиндрах не происходило одинаковых тактов, тогда нагрузка на коленчатый вал получаются более равномерными и возможно осуществление холостых ходов поршней в одних цилиндрах за счет рабочих ходов поршней в других цилиндрах. Органы впуска и выпуска рабочего тела в поршневых ДВС чаще всего выполняют в виде тарельчатых клапанов, открывающихся в нужные моменты с помощью рычагов, штанг и толкателей, приводимых в движение от кулачков. Кулачки находятся на распределительном валу, который имеет привод от коленчатого вала двигателя.

Из описания принципа работы поршневых ДВС видно, что в них, собственно говоря, не происходит круговых процессов, так как газообразные продукты горения после расширения и отдачи энергии с помощью поршня на коленчатый вал удаляются из цилиндра двигателя, а на их место поступает свежая порция горючей смеси , химический состав которой в результате следующего процесса сгорания меняется. Однако условно можно говорить о круговой процесс работы двигателя внутреннего сгорания, если не считать химических изменений и определять его КПД по уравнениям.

Существует несколько различных классификаций ДВС:

1) по способу заполнения горючей смеси двигатели с вынужденным зажиганием топлива и двигатели с воспламенением горючей смеси в атмосфере сжатого воздуха;

2) по способу подготовки горючей смеси различают двигатели с внешней (карбюраторы) и с внутренней подготовкой горючей смеси.

3) по количеству тактов различают 2 типа поршневых ДВС-четырехтактных и двухтактных (за один такт принимают ход поршня от верхней мертвой точки к нижней, причем все типы двигателей могут выполняться как четырехтактными так и двухтактный).

Основными характеристиками цикла теплового двигателя в зависимости от способа подвода теплоты могут быть следующие безразмерные величины:

1) степень сжатия (отношение удельных объемов рабочего тела в начале V1 и конце V2 сжатия)

Все современные поршневые двигатели внутреннего сгорания подразделяют на три группы:

1) с быстрым сгорания топлива с подводом теплоты при постоянном объеме (карбюраторные ДВС);

2) с постепенным сгорания топлива с подводом теплоты при постоянном давлении (компрессорные дизели);

3) со смешанным сгорания топлива с подводом теплоты частично при постоянном объеме и частично при постоянном давлении (Бескомпрессорные дизели).

Отдача теплоты холодном источнику q2 во всех этих циклах осуществляется только в изохорно процессе.

Эти три вида циклов состоят из термодинамических обратимых процессов. При исследовании этих циклов стремятся определить условия для получения максимального КПД.

Если же делать раздельный сжатие воздуха и топлива, то это ограничение отпадает. Воздух при большом сжатии имеет настолько высокую температуру, что топливо, которое подается в цилиндр, самозапалюеться без всяких специальных воспалительных приспособлений. И наконец, раздельный сжатие воздуха и топлива позволяет использовать любое жидкое тяжелое и дешевое топливо - нефть, мазут, смолы, каменноугольные масла и др..

Такие высокие достоинства имеют двигатели, работающие с постепенным сгоранием топлива при постоянном давлении. У них воздух сжимается в цилиндре двигателя, а жидкое топливо распыляется сжатым воздухом от компрессора. Раздельный сжатие позволяет применять высокие степени сжатия (до Е = 20) и исключает преждевременное самовоспламенение топлива. Процесс горения топлива при постоянном давлении обеспечивается соответствующим регулированием топливной форсунки. Создание такого двигателя связывают с именем немецкого инженера Дизеля, который впервые разработал конструкцию подобного двигателя.

Рассмотрим идеальный цикл двигателя с постепенным сгоранием топлива при постоянном давлении, т.е. цикл из подводам теплоты при постоянном давлении. На рисунке 3.14 изображен этот цикл в Pv-и Ts-диаграммах. Осуществляется он следующим образом. Газообразное рабочее тело с начальными параметрами Р1, V1 и Т1 сжимается по адиабаты 1-2, потом к телу по изобар 2-3 подводится некоторое количество теплоты qi. От точки 3 рабочее тело расширяется по адиабаты 3-4. И наконец, изохора 4-1 рабочее тело возвращается в исходное состояние, при этом в теплоприемник отводится теплота q2.

дним из них является наличие компрессора, который применяется для подачи топлива, на работу которого расходуется 6-10% от общей мощности двигателя усложняет конструкцию и уменьшает экономичность двигателя. Кроме того, необходимо иметь сложные устройства насоса, форсунки и др.. Установка имеет большой вес.

Стремление упростить и улучшить работу таких двигателей привело к созданию Бескомпрессорные двигателей, в которых осуществляется механическое распыление топлива при давлениях 50-70 МПа. Проект Бескомпрессорные двигателя высокого сжатия со смешанным подводом теплоты разработал русский инженер В. Тринклера. Этот двигатель лишен недостатков обоих предварительно разобранных типов двигателей.

В этом двигателе жидкое топливо топливным насосам подается через топливную форсунку в головку цилиндра в виде мелких капелек. Попадая в нагретый воздух, топливо самовоспламеняется и горит в течение всего периода, пока открыта форсунка: в начале при постоянном объеме, а затем при постоянном давлении.



Загрузка...
Загрузка...
Реферати і шпаргалки на українській мові.
Биология      Физика      Химия      Экономика     География
Микробиология      Теоретическая механика     География Белоруссии    География Украины    География Молдавии
Растительность мира      Электротехника    География Грузии    География Армении    География Азербайджана
География Казахстана    География Узбекистана    География Киргизии    География Туркменистана    Природоведение
География Таджикистана    География Эстонии