Классификация автомобильных двигателей по способу смесеобразования: Классификация двигателей

области применения ДВС. Классификация ДВС

Типы автомобильных двигателей

Среди двигателей, применяющихся в настоящее время, а также перспективных для использования на автомобильном транспорте, следует отметить следующие типы:

1. Двигатели внутреннего сгорания, которые подразделяют на поршневые и роторно-поршневые.

2. Газотурбинные двигатели (ГТД).

3. Двигатели внешнего сгорания (паровые, двигатели Стирлинга).

4. Электрические двигатели.

5. Криогенные двигатели.

6. Инерционные двигатели.

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) в настоящее время являются наиболее распространенными автомобильными двигателями. В этих двигателях топливо сгорает непосредственно внутри рабочего органа — цилиндра (в поршневых двигателях) или в полости, образованной ротором и корпусом (в роторных двигателях). Основным преимуществом ДВС является непосредственное воздействие продуктов сгорания топлива на поршень. Это дает возможность добиться сравнительно высоких значений термического коэффициента полезного действия (ТКПД).

Высокая (по сравнению с другими типами тепловых двигателей) экономичность ДВС, возможность построения их в большом диапазоне мощностей, достаточно быстрый пуск, небольшие масса и размеры, сравнительно невысокая стоимость, большой ресурс обусловили их широчайшее распространение в различных сферах деятельности. ДВС в настоящее время являются практически единственным типом двигателей в силовых агрегатах не только автомобилей, но и тракторов, сельскохозяйственной техники, дорожных, строительных машин. Судовые, локомотивные и авиационные силовые установки малой мощности обычно также представлены двигателями внутреннего сгорания различных типов.

Области применения ДВС

Поршневые и комбинированные двигатели в зависимости от их назначения изготовляются с мощностью от нескольких сот ватт до 40000кВт. Основные области их применения:

1. Автомобильный транспорт, тракторы, сельхозмашины и др.

2. Железнодорожный транспорт, в т.ч. энергопоезда.

3. Морской и речной флот, катера.

4. Легкомоторная авиация.

5. Строительная, дорожная техника (экскаваторы, бульдозеры, скреперы, грейдеры, самоходные краны, компрессоры, передвижные электростанции и др.).

6. Стационарная электроэнергетика.

7. Привод компрессоров, насосов на трубопроводах, в бурильных установках.

8. Модели и модельные установки.

9. Военная и специальная техника.

Классификация ДВС.

Признаки классификации ДВС могут быть различными и определяются как назначением, особенностями практического применения, так и принципами построения, элементами конструкции и др. Поэтому при некоторой условности все же следует отметить следующие общепринятые принципы и признаки классификации поршневых двигателей.

1. По назначению: стационарные, переносные, транспортные (автомобильные, тракторные, судовые, авиационные и др.).

2. По роду применяемого топлива: двигатели легкого топлива, тяжелого, газообразного, многотопливные.

3. По способу осуществления зарядки цилиндров: четырехтактные и двухтактные двигатели.

4. По способу смесеобразования: двигатели с внешним и внутренним смесеобразованием.

5. По способу воспламенения смеси: двигатели с искровым зажиганием и двигатели с воспламенением от сжатия.

6. По конструктивному расположению цилиндров и схеме: рядные и звездообразные, вертикальные и горизонтальные схемы. Кроме того, рядные двигатели подразделяют на V-, W-, H-, Y- и X-образные и др. Некоторые варианты компоновки представлены на рис.1.1.

7. По способу охлаждения двигатели разделяют на двигатели с жидкостным и воздушным охлаждением.

Помимо перечисленных признаков иногда двигатели классифицируют по способам регулирования, скорости вращения, признакам цикла, наличию систем наддува и т.д.

В современных автомобилях применяются преимущественно четырехтактные поршневые двигатели с рядным, V-образным и оппозитным расположением цилиндров.

Классификация двигателей внутреннего сгорания — Двигатели внутреннего сгорания (Инженерия)

Лекция №4

Классификация двигателей внутреннего сгорания.

Двигатели внутреннего сгорания могут быть классифицированы по следующим основным признакам:

1) По роду применяемого топлива: двигатели, работающие на жидком топливе, газовые двигатели и газожидкостные двигатели;

2) По способу смесеобразования: двигатели с внешним и внутренним смесеобразованием.

3) По способу осуществления газообмена: четырехтактные и двухтактные.

4) По способу воспламенения горючей смеси: двигатели с воспламенением от сжатия и двигатели с принудительным зажиганием (от электрической искры).

5) По способу наполнения рабочего цилиндра: двигатели с наддувом или без наддува.

Кроме этого двигатели делятся по конструктивным признакам:

1) По конструкции кривошипно-шатунного механизма: тронковые (высокооборотные и среднеоборотные двигатели) и крейцкопфные (преимущественно тихоходные двигатели большой мощности) двигатели.

2) По расположению и числу рабочих цилиндров.

3) По степени быстроходности: тихоходные (со средней скоростью поршня до 10 м/с) и быстроходные (со средней скоростью поршня выше 10 м/с).

4) По направлению вращения коленчатого вала: двигатели правого и левого вращения, реверсивные (т.е. изменяющие направление вращения вала) и нереверсивные двигатели.

По назначению двигатели делятся на:

1) Стационарные промышленного назначения ( для установок на электростанциях, насосных станциях и т.д.).

2) Наземно-транспортные: тепловодные, автомобильные, тракторные, двигатели дорожных и транспортно-погрузочных машин и т.п.

3) Судовые: главные двигатели (реверсивные и нереверсивные), приводящие в движение винт или электрогенераторы, вспомогательные двигатели для привода ряда вспомогательных механизмов судовой машинной установки.

4) Авиационные

Существуют и другие признаки, по которым можно классифицировать двигатели. Для маркировки приняты следующие условные обозначения: Ч – четырехтактный, Д – двухтактный, ДД – двухтактный двойного действия, Р – реверсивный, С – судовой с реверсивной муфтой, П – с редукторной передачей, К – крейцкопфный, Н – с наддувом.

Цифры обозначают: 1-я цифра – число цилиндров; число над чертой – диаметр цилиндра в см; число под чертой – ход поршня в см; последняя цифра характеризует модернизацию (1-я, 2-я и т.д.).

В условном обозначении тронкового дизеля отсутствует буква К, а в обозначении нереверсивного дизеля – буква Р.

Дизель 64 Н  — шестицилиндровый, четырехтактный, нереверсивный, тронковый, с наддувом, диаметр цилиндра 105 мм., ход поршня 130мм.

Идеальные циклы двигателей без наддува.

Ввиду сложности явлений, происходящих в цилиндре двигателя, оценку влияния отдельных факторов на рабочий процесс целесообразно осуществлять последовательно, рассматривая в цикле главные процессы в простейшей форме. При такой схематизации протекающих в цилиндре двигателя сложных явлений преобразования теплоты в механическую работу рабочие циклы превращаются в идеальные.

Основные условия идеального цикла заключаются в следующем:

1) Рабочим телом в цикле служит идеальный газ, неизменный по массе, химическому составу, теплоемкости, а процесс горения заменяется мгновенным подводом тождественного количества теплоты Q₁ от горячего источника и отдачей теплоты Q₂ холодному источнику.

2) Мгновенный подвод теплоты может осуществляться при постоянном объеме (V = const) либо при постоянном давлении (P = const), либо по смешанному циклу (V = const и P = const).

3) При совершении обратимых процессов превращение теплоты в механическую работу является максимальным, т.е. величина термодинамического К.П.Д. цикла по сравнению с индикаторным К.П.Д. двигателя – максимальная.

4) Все типы циклов в одинаковых условиях сравнимы между собой и есть возможность получить максимально достижимый предел использования теплоты в том или другом цикле, наглядно выявить основные параметры, влияющие на их экономичность и наметить пути дальнейшего совершенствования двигателей.

С точки зрения осуществляемого в рабочем цилиндре термодинамического цикла двигатели могут быть подразделены на 3 основные группы:

1) двигатели, работающие по циклу подводом теплоты при V = const;

2) двигатели, работающие по циклу с подводом теплоты при P = const;

3) двигатели, работающие по смешанному циклу с подводом теплоты при V =const, а потом при P = const.

Цикл с подводом теплоты при V = const

 -степень последующего расширения,

 — степень понижения давления,

Рабочий цикл с подводом теплоты при V = const происходит в двигателях с внешним смесеобразованием (карбюраторных и газовых), т.е. в таких двигателях, в которых к моменту сгорания вся порция топлива в виде горючей смеси уже находится в цилиндре.

Основными показателями любого цикла являются Экономичность, характеризующаяся термодинамическим (термическим) К.П.Д. и эффективность, определяемая удельной работой цикла, т.е. работой, приходящейся на единицу разности между максимальным и минимальным объемами рабочего тела в цикле. Чем больше удельная работа, тем меньше размеры рабочего цилиндра поршневого двигателя потребуются для получения заданной мощности.

Термодинамический К.П.Д. цикла представляет собой отношение количества теплоты, преобразованного в механическую работу, к количеству теплоты, подведенному к рабочему телу.

где Q₁и Q₂ – подведенное и отведенное количество теплоты, ккал/кмоль;

Q₁-Q₂ – использованная теплота или преобразованная в работу, Дж/кмоль

где  — мольная теплоемкость при постоянном объеме, Дж/кмоль*К

Выразим все температуры через начальную T_a, используя известные из термодинамики соотношения между температурами в характерных точках цикла и его параметрами.

;        

;

;

;                              

;

;

;

;

Для идеального цикла  поэтому  при V = const зависит только от Е и возрастает при ее увеличении.

Повышение Е является целесообразным, однако допустимое значение ее в двигателях с искровым зажиганием ограничено до Е=12 из-за возможности преждевременного воспламенения сжигаемой в цилиндре рабочей смеси и появления детонации. Кроме того, повышение  при Е>9 сильно замедляется.

Цикл с подводом теплоты при P = const. В этом случае производится раздельный ввод в цилиндр воздуха и топлива, что устраняет недостатки цикла с подводом тепла при V = const и позволяет повышение Е до относительно высоких значений. Этот цикл является идеальным для компрессорных дизелей, в которых топливо вводится в цилиндр и распыливается там при помощи сжатого воздуха под давлением 50-60 кг/см².

Ввиду сложности обслуживания компрессорные дизели в настоящее время не строятся и представляют только теоретический интерес.

Температуры Т_с, T_z и T_{bвыразим через Ta}

из процесса CZ_.

из процесса zb. ;

Из формулы следует, что при увеличении Е – К.П.Д. возрастает, но с увеличением  или при увеличении количества подводимой теплоты по изобаре Q₁, что в реальных условиях аналогично увеличению нагрузки, термодинамический К.П.Д. понизится.

Цикл смешанный с подводом теплоты при V = const  P = const.

Становится очевидным, что если от каждого из упомянутых циклов оставить положительное, то получится новый цикл с комбинированным подводом теплоты, т.е. смешанный цикл.

;

Определим температуры в функции от

=;

 смешанного цикла зависит от трех параметров:  и , причем при увеличении Е и  К.П.Д. цикла возрастает, а при увеличении К.П.Д. падает. Однако следует иметь в виду, что при любых  значениях  увеличение  приводит к возрастанию К. П.Д. в смешанном цикле.

По смешанному циклу обычно рассчитываются все двигатели все двигатели с воспламенением от сжатия с бескомпрессорным распыливанием топлива.

Сравнительный анализ основных термодинамических циклов поршневых двигателей.

Рекомендуем посмотреть лекцию «26 Валютные операции кредитных организаций».

Смешанный цикл является промежуточным циклом с подводом теплоты при V = const и циклом с подводом теплоты при P = const.

Как было показано выше, при одинаковом Е высокий К.П.Д.  получается в цикле с подводом теплоты при .

При одинаковых E и Q_{1в цикле с подводом теплоты при отводится большее количество теплоты, чем в цикле с подводом теплоты при . Следовательно, количество полезно использованной теплоты, а следовательно и К.П.Д.  в цикле при  будет меньше, чем во втором.}

При одинаковой Е максимальное давление будет иметь наименьшую величину в цикле с подводом теплоты при P = const и наибольшую в цикле с подводом теплоты при .

Таким образом, увеличение К.П.Д., т.е. экономичности цикла, сопровождается значительным повышением его максимального давления сгорания . Надо иметь в виду, что рост  с увеличением сильно замедляется. Следовательно, и по этой причине значительное повышение  не оправдывается малым возрастанием . Поэтому смешанный цикл является более целесообразным.

При одинаковых , но с разными Е цикл при P = const более экономичен, чем цикл с подводом теплоты при , имеющий меньшую степень сжатия. Термодинам. К.П.Д.  смешанного цикла будет иметь промежуточное значение, определяемое величинами  и .

Классификация двигателей внутреннего сгорания

Классификация двигателей внутреннего сгорания | Бензин Офиси

Двигатели внутреннего сгорания преобразуют химическую энергию топлива (бензин, дизельное топливо, сжиженный нефтяной газ, природный газ и т. д.) в механическую энергию. Топливо производит тепловую энергию, вступая в химическую реакцию с воздухом в камере сгорания двигателя. Вырабатываемое тепло увеличивает давление газа в камере сгорания, что заставляет поршень двигаться.

Двигатели можно классифицировать по следующим критериям:

• Тип топлива
• Расположение цилиндров
• Время работы
• Образование смесей
• Тип зажигания (искровое зажигание — воспламенение от сжатия)
• Техника охлаждения (с воздушным и водяным охлаждением)
• Метод заполнения цилиндров (без наддува — с турбонаддувом — с наддувом)
• Устройство клапанов

Смазочные материалы, используемые в двигателях транспортных средств, оцениваются в зависимости от типа топлива, и некоторые органы власти устанавливают соответствующие стандарты и спецификации для смазочных материалов. Мы можем классифицировать двигатели на основе их типов топлива как бензиновые, дизельные, сжиженные нефтяные и газовые, а также сравнивать и сопоставлять некоторые из их основных характеристик.

Дизельные и бензиновые двигатели

• Дизельные двигатели не требуют свечей зажигания.
• Они имеют более высокую степень сжатия и более высокую тепловую эффективность.
• Нет риска стука, так как это только сжатый воздух.
• Поскольку сгорание менее контролируемо, возникают более высокие уровни вибрации и шума.
• Они имеют более высокий номинальный крутящий момент, но работают на более низких скоростях и достигают максимального крутящего момента при более пролетарских оборотах.
• Поскольку они подвергаются воздействию более высокого уровня давления, они должны быть изготовлены из более прочных деталей и, следовательно, тяжелее.
• Интервалы обслуживания у них обычно больше; однако затраты на их обслуживание выше.
• Перегрев происходит реже, так как они работают более эффективно.
• Проблема холодного пуска при низких температурах встречается чаще.
• В то время как дизельные двигатели более склонны к образованию сажи и NOx из-за высокого содержания серы и азота в топливе и более высокой температуры в цилиндрах, бензиновые двигатели склонны к более высокому образованию CO из-за их более высоких рабочих оборотов.
• Хотя дизельное топливо более склонно к образованию СО2 из-за избыточного количества углерода в его молекуле, бензиновые двигатели обычно имеют больше выбросов СО2 из-за меньшего расхода топлива на километр.
• Поскольку в бензиновых двигателях используется более очищенное и легкое топливо, частицы обычно представляют большую проблему для дизельных двигателей. NOx более токсичен, чем выбросы CO2, поэтому дизельные двигатели обычно считаются менее экологичными.

Двигатели, работающие на сжиженном нефтяном газе и сжатом природном газе

• CNG (Compressed Natural Gas) представляет собой газ метан, сжатый под давлением 200–250 бар (Ch5). СНГ (сжиженный нефтяной газ) представляет собой сжиженную форму газов пропана (C3H8), пропилена (C3H6), бутана (C4h20) и бутилена (C4H8) в соотношениях, зависящих от региона, при температуре 15 °C и давлении 1,7–7,5 бар.
• LPG получают из сырой нефти путем перегонки, и хотя при использовании в автомобиле он выделяет CO2, это более чистое топливо, чем бензин (на 25% меньше CO2).
  СПГ является более чистым топливом, чем СНГ (выбросы парниковых газов на 80% меньше, чем у автомобилей с бензиновым двигателем).
• Поскольку СПГ легче воздуха, он рассеивается в воздухе в случае любой утечки и безопаснее бензина. С другой стороны, сжиженный газ падает на землю, так как он тяжелее воздуха. Это трудный газ для воспламенения; однако это может быть опасно в случае аварии.
• Поскольку LPG и CNG имеют меньше углеводородных связей, чем бензин и дизельное топливо, они содержат меньше энергии. LPG (пропан) имеет примерно в 2,5 раза более высокую теплотворную способность, чем CNG.
• Все бензиновые двигатели могут быть переведены на LPG и CGN. Поскольку LPG и CNG содержат меньше энергии, чем бензин, это может привести к потере мощности при переоборудовании автомобиля на бензин (около 10% для LPG).
• Так как двигатели CNG имеют меньше продуктов сгорания (сажи) (и не содержат свинца, бензола и т.д.), моторная смазка остается чище, а свечи зажигания не засоряются.
• LPG и CNG обладают меньшей смазывающей способностью, чем бензин и дизельное топливо, что вызывает увеличение износа клапанов, но положительно влияет на смазывание поршневых колец.
• Поскольку газ занимает меньше места, он более удобен для легковых автомобилей.
• Топливо, используемое для достижения того же уровня мощности, что и в СПГ, повышает температуру в цилиндрах примерно на 200 градусов Цельсия, сокращает срок службы, снижает прочность этих металлических деталей и ускоряет окисление моторной смазки.

Арама Япин

---

Смазочные материалы

Бензин Ofisi Mobile

Цены на топливо

Кампании

Где находится станция

Двигатель внутреннего сгорания

Книжный магазин Тесты 0 Языкинемецкий-английскийанглийский-немецкийиспанский-немецкий Формуляр 0 , 9009 Жидкостное охлаждение 3 Циркуляция масла Поршневые двигатели Типы Примеры Piston engine Rotary piston Rotary piston engine Internal combustion, External combustion Steam engine, Stirling engine Cyclic or continuous combustion Двигатель Rohs* Самовоспламеняющийся, Зажигание от свечи зажигания Дизельный двигатель, Бензиновый двигатель Газы Жидкости Твердое топливо Газ природный, водород СНГ (под давление), метанол, биоэтанол, бензин, керосин, (био-)дизель, растительное масло, солнечное топливо, мазут кокс, древесный газ (генератор), паровая машина Внутреннее смесеобразование, Внешнее смесеобразование Непосредственный впрыск: струйный, воздушный, направленный через стенку гомогенный, послойный карбюраторный двигатель, впрыск во впускной коллектор (бензиновый двигатель), процесс с боковой камерой сгорания (дизель) Способы эксплуатации Двухтактный Четырехтактный Прямоточный, перекрестный, продувка контура Переключение загрузки Управление клапаном Управление портом Управление рукавом Боковые клапаны: sv Верхние клапаны: ohv, ohc, dohc, гидравлический привод двухтактный двигатель поворотный клапан, поршневой клапан Заправка . .. Только всасывание, Динамическая зарядка, Кинетическая энергия, Энергия жидкости Например. регулируемая длина впускного коллектора компрессор турбонагнетатель Конструкции Рядный, V, VR (ступенчатый V), оппозитный и W-образный двигатель (VV-двигатель) Термосифонное охлаждение, насос циркуляции воздуха Нагнетатель, нагнетатель Двигатель драгстера (пример) *Двигатели с вращающимся поршнем только в одной части рабочего такта соединены с неподвижной камерой сгорания с постоянным сгоранием. Поток энергии Химика Двигатель внутреннего сгорания должен эффективно преобразовывать химическую энергию топлива и производить как можно меньше выхлопных газов в кинетическую энергию. Изобретение двигателя внутреннего сгорания оказало решающее влияние на развитие автомобилестроения. Функция Топливно-воздушная смесь воспламеняется, кроме топливного элемента, в камере сгорания. Результирующее давление передается через ходовое движение или непосредственно во вращательное движение и передается на двигатель как крутящий момент. Топливный элемент сначала преобразует химическую энергию в электрическую энергию, которая затем передается через электродвигатели. Дифференциация Различают двигатели с внешним (экзотермическим) и внутренним (эндотермическим) сгоранием. К первой группе относятся, например, паровая машина и машина Стирлинга. Все остальные относятся ко второй группе, среди них автомобильный двигатель внутреннего сгорания и реактивный двигатель. В Кроме того, как и в случае с насосами, различают проточные и поршневые двигатели. Например, газовые турбины относятся к первой группе, тогда как все остальные известные нам двигатели относятся ко второй группе, в том числе и к роторно-поршневым двигателям (двигателям Ванкеля). Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт