Caratteristiche dei motori a combustione interni. I parametri principali del motore a combustione interna. Motore opposto, varietà di motori - Dignità a forma di w del motore a combustione interna
Espansione del calore
Motori a combustione interna del pistone
Classificazione dei DVS.
Nozioni di base del dispositivo del motore del pistone
Principio di funzionamento
Il principio di funzionamento del motore del carburatore a quattro tempi
Principio di funzionamento diesel a quattro tempi
Principio di funzionamento del motore a due tempi
Ciclo operativo di un motore a quattro tempi
Cicli operativi di motori a due tempi
Indicatori che caratterizzano il funzionamento dei motori
Pressione dell'indicatore centrale e potenza dell'indicatore
Potenza efficace e pressione media efficiente
Efficienza dell'indicatore e indicatore specifico Consumo di carburante
Efficienza efficiente e specifico consumo di carburante efficace
Equilibrio termico del motore
Innovazione
introduzione
Un aumento significativo di tutti i settori dell'economia nazionale richiede il movimento di un gran numero di merci e passeggeri. Elevata manovrabilità, permeabilità e fitness per il lavoro in varie condizioni rende una macchina uno dei principali mezzi per il trasporto di beni e passeggeri.
Il trasporto automobilistico svolge un ruolo importante nello sviluppo delle aree orientali e non nera del nostro paese. La mancanza di una rete ferroviaria sviluppata e limitando le possibilità di utilizzare fiumi per la spedizione effettuare un'auto dal principale mezzo di movimento in queste aree.
Il trasporto automobilistico in Russia serve tutti i settori dell'economia nazionale e occupa uno dei posti importanti del sistema di trasporto uniforme del paese. Il trasporto automobilistico rappresenta oltre l'80% del carico trasportato da tutti i tipi di trasporto e oltre il 70% del traffico passeggeri.
Il trasporto automobilistico è stato creato come risultato dello sviluppo del nuovo settore dell'economia nazionale - l'industria automobilistica, che alla fase attuale è uno dei principali collegamenti di ingegneria nazionale.
L'inizio della creazione di un'auto è stata posata più di duecento anni fa (il nome "auto" deriva dalla parola greca Autos - "se stesso" e latino mobilis - "mobile") quando hanno iniziato a produrre carrelli "auto-deviato". Per la prima volta sono apparsi in Russia. Nel 1752, il meccanico russo autodidatta, il contadino L. Shamshurenkov ha creato un perfetto per il suo tempo "Samoless passeggino", che è stato guidato dalla forza di due persone. Più tardi, l'inventore russo I.P. Kulibin ha creato un "carrello per scooter" con un azionamento a pedale. Con l'avvento della macchina a vapore, la creazione di carrelli auto-respirazione rapidamente avanzati. Nel 1869-1870. J.Kuno in Francia, e dopo alcuni anni e in Inghilterra furono costruite auto a vapore. Il diffuso dell'auto come veicolo inizia con l'avvento del vasto motore a combustione interna. Nel 1885, G. Daimler (Germania) ha costruito una moto con un motore a benzina, e nel 1886 K. Benz - un carro a tre ruote. Allo stesso tempo, le auto con motori a combustione interna sono create nei paesi industrializzati (Francia, Regno Unito).
Alla fine del XIX secolo, una macchina è emersa in un certo numero di paesi. Nella Russia Tsarist, un tentativo è stato ripetutamente fatto per organizzare la propria ingegneria. Nel 1908, la produzione di auto è stata organizzata sulla pianta di carrozza russo-Baltic di Riga. Per sei anni, le auto assemblate principalmente da parti importate. Pianta totale costruita 451 autovetture e una piccola quantità di camion. Nel 1913, un parcheggio in Russia era di circa 9.000 auto, di cui la maggior parte di loro è la produzione estera. Dopo la rivoluzione socialista del Grande ottobre, è stato quasi di nuovo creare un'industria automobilistica nazionale. L'inizio dello sviluppo del settore automobilistico russo si riferisce al 1924, quando le prime auto merci di AMO-F-15 sono state costruite a Mosca presso la fabbrica di IMO.
Nel periodo 1931-1941 La produzione e la produzione di massa di auto vengono create. Nel 1931, la produzione di massa di camion è iniziata nella fabbrica di IMO. Nel 1932 fu commissionato un impianto di gas.
Nel 1940, è stata avviata la produzione di piccole auto della pianta di Mosca della piccola auto. Un po 'in seguito ha creato la pianta dell'Automobile Ural. Durante gli anni del dopoguerra cinque anni, Kutaisky, Kremenchugsky, Ulyanovsky, le fabbriche di auto di Minsk sono entrate in considerazione. A partire dalla fine degli anni '60, lo sviluppo del settore automobilistico è caratterizzato da un ritmo altamente rapido. Nel 1971, la pianta automobilistica VOLGA è entrata in funzione. 50 ° anniversario dell'URSSR.
Negli ultimi anni, molti campioni di apparecchiature modernizzate e nuove automobilistiche sono state padronali dalle fabbriche del settore automobilistico, tra cui agricoltura, costruzione, commercio, petrolio e gas e industria forestale.
Motori a combustione interna
Attualmente, ci sono un gran numero di dispositivi che utilizzano l'espansione termica dei gas. Tali dispositivi includono un motore carburatore, motori diesel, motori turbogetti, ecc.
I motori termici possono essere suddivisi in due gruppi principali:
1. Motori a combustione esterni - macchine a vapore, turbine a vapore, motori Stirling, ecc.
2. Motori a combustione interna. Motori a combustione interna in cui il processo di combustione è stato ottenuto come impianti di energia delle auto.
il carburante con isolamento del calore e trasformarlo nel lavoro meccanico si verifica direttamente nei cilindri. La maggior parte delle auto moderne ha installato i motori a combustione interna.
I più economici sono il pistone e i motori a combustione interni combinati. Hanno una durata di servizio sufficientemente lunga, dimensioni e massa complessive relativamente piccole. Il principale svantaggio di questi motori dovrebbe essere considerato un movimento alternativo del pistone associato alla presenza di un meccanismo curvo che complica la progettazione e limitando la possibilità di aumentare la velocità di rotazione, specialmente con significative dimensioni del motore.
E ora un po 'dei primi DVS. Il primo motore a combustione interno (DVS) è stato creato nel 1860 dall'ingegnere francese del Lenoar, ma questa macchina era ancora molto imperfetta.
Nel 1862, il francese inventore Bo de Roche è stato offerto di utilizzare un ciclo a quattro tempi in un motore a combustione interna:
1. Aspirazione;
2. compressione;
3. Bruciore ed espansione;
4. Scarico.
Questa idea è stata utilizzata dall'inventore tedesco n.tto, costruito nel 1878 il primo motore a quattro tempi della combustione interna. L'efficienza di un tale motore ha raggiunto il 22%, che ha superato i valori ottenuti quando si utilizzano motori di tutti i tipi precedenti.
La rapida distribuzione dei DVS nell'industria, nel trasporto, nell'agricoltura e nell'energia fissa è dovuta a una serie delle loro caratteristiche positive.
L'implementazione del ciclo di lavoro DVS in un cilindro con basse perdite e una caduta di temperatura significativa tra la fonte di calore e il frigorifero fornisce un'elevata efficienza di questi motori. L'alta economia è una delle qualità positive dei DVS.
Tra i DVS Diesel è attualmente un tale motore che converte l'energia del combustibile chimico nel lavoro meccanico con la massima efficienza in un'ampia gamma di cambiamenti di potenza. Questa qualità dei motori diesel è particolarmente importante se consideriamo che le riserve di carburante dell'olio siano limitate.
Le caratteristiche positive dei DV dovrebbero anche essere attribuite che possono essere collegate a quasi tutti i consumatori di energia. Ciò è dovuto alle ampie possibilità di ottenere le caratteristiche corrispondenti dei cambiamenti nel potere e sulla coppia di questi motori. I motori in esame vengono utilizzati con successo su veicoli, trattori, macchine agricole, locomotive, navi, centrali elettriche, ecc., I.e. DVS si distingue per una buona adattabilità al consumatore.
Un costo iniziale relativamente basso, la compattezza e la bassa massa dei DV ha permesso loro di usarli ampiamente su centrali elettriche che sono applicazioni diffuse e aventi dimensioni ridotte del vano motore.
Le installazioni con DVS hanno una grande autonomia. Anche gli aeromobili con DVS possono volare decine di ore senza reintegrare il carburante.
Una qualità positiva importante del motore è la possibilità del loro lancio rapido in condizioni normali. I motori che funzionano a temperature basse sono forniti con dispositivi speciali per facilitare e accelerare l'inizio. Dopo aver iniziato, i motori possono relativamente rapidamente effettuare un pieno carico. I DV hanno una coppia di frenatura significativa, che è molto importante quando li usano sulle installazioni di trasporto.
La qualità positiva dei motori diesel è la capacità di un motore di lavorare su molti combustibili. Design così conosciuto dei motori multic-carburante automobilistici, oltre a motori di nave ad alta potenza che operano su vari combustibili - da Diesel all'olio della caldaia.
Ma insieme a qualità positive, i DV hanno un numero di carenze. Tra questi sono limitati rispetto a, ad esempio, con la potenza aggregata a turbine a vapore e gas, un alto livello di rumore, una frequenza relativamente grande di rotazione dell'albero motore durante l'inizio e l'impossibilità di collegarlo direttamente alle ruote di guida del consumatore, La tossicità dei gas di scarico, il movimento alternativo del pistone, limitando la frequenza di rotazione e la ragione per l'emergere delle forze e dei momenti di inerzia sbilanciati.
Ma sarebbe impossibile creare motori a combustione interni, loro sviluppo e applicazione, se non fosse per l'effetto dell'espansione termica. Infatti, nel processo di espansione termica, i gas riscaldati alle alte temperature fanno un utile lavoro. A causa della rapida combustione della miscela nel cilindro del motore a combustione interna, la pressione aumenta bruscamente, in base al quale si muove il pistone nel cilindro. E questa è la stessa funzione tecnologica necessaria, cioè. L'impatto sull'alimentazione, la creazione di elevate pressioni, che viene eseguita dall'espansione termica e per la quale questo fenomeno è utilizzato in varie tecnologie e in particolare nel FRO.
Oggetto: Motori a combustione interna.
Piano di lezione:
2. Classificazione dei DVS.
3. Dispositivo General DVS.
4. Concetti e definizioni di base.
5. Motore di carburante.
1. Definizione di motori a combustione interna.
I motori a combustione interna (DVS) sono chiamati un motore di calore del pistone, in cui i processi di combustione del carburante, la selezione del calore e la trasformazione in operazione meccanica si verificano direttamente nel suo cilindro.
2. Classificazione dei DVS
Dal metodo per eseguire il ciclo di lavoro del motore Diviso in due grandi categorie:
1) Motore a quattro tempi, in cui viene eseguito il ciclo di lavoro in ciascun cilindro per quattro tratti del pistone o due giri a motore a motore;
2) Motore a due tempi, in cui il ciclo di lavoro in ciascun cilindro viene eseguito in due tratti del pistone o un fatturato dell'albero motore.
A titolo di miscelazione DVS a quattro tempi e due tempi contraddistinguono:
1) DVS con formazione di miscelazione esterna, in cui la miscela combustibile è formata al di fuori del cilindro (includono i motori del carburatore e del gas);
2) DVS con miscelazione interna, in cui la miscela combustibile è formata direttamente all'interno del cilindro (includono motori diesel e motori con iniezione di carburante leggera nel cilindro).
Secondo il metodo di accensione Le differenze di miscela combustibile:
1) DVS con miscela infiammabile da scintilla elettrica (carburatore, gas e iniezione di carburante leggera);
2) DVS con accensione del carburante nel processo di miscelazione dalla temperatura dell'aria elevata compressa (motori diesel).
Secondo il carburante applicato distinguere:
1) DVS, lavorando al carburante liquido chiaro (benzina e cherosene);
2) DVS, lavorando su un combustibile liquido pesante (olio a gas e gasolio);
3) DVS, operando sul carburante del gas (gas compresso e liquefatto; gas proveniente da generatori di gas speciali, in cui il combustibile solido è bruciato - legna da ardere o carbone con una mancanza di ossigeno).
Dal metodo di raffreddamento distinguere:
1) DVS con raffreddamento a liquido;
2) Ingresso raffreddato ad aria.
Dal numero e dalla posizione dei cilindri distinguere:
1) uno e multi-cilindri;
2) single-row (verticale e orizzontale);
3) Due flux (semina, con cilindri opposti).
Per destinazione distinguere:
1) Trasporto DVS installato su vari veicoli (auto, trattori, macchine da costruzione, ecc. Oggetti);
2) stazionario;
3) MFS speciali, che sono solitamente ruolo ausiliario.
3. Dispositivo Generale DVS
Ampiamente utilizzato nelle moderne tecniche MEC consistono in due meccanismi principali: distribuzione a manovella e gas; e cinque sistemi: sistemi di alimentazione, raffreddamento, lubrificanti, partenza e accensione (in carburatore, gas e motori con iniezione di carburante leggera).
Meccanismo a manovella Progettato per percepire la pressione dei gas e trasformare il movimento rettilineo del pistone nel movimento rotatorio dell'albero motore.
Meccanismo di distribuzione del gas. Progettato per riempire il cilindro di una miscela o aria combustibile e per pulire il cilindro dai prodotti di combustione.
Il meccanismo della distribuzione del gas di motori a quattro tempi è composta da un'indossa e valvole di scarico azionate dalla distribuzione (albero della camma, che viene guidata attraverso l'ingranaggio per ruotare dall'albero motore. La velocità di rotazione del albero a camme due volte la velocità dell'albero motore .
Meccanismo di distribuzione del gas. I motori a due tempi sono solitamente realizzati nella forma di due slot trasversali (fori) nel cilindro: scarico e aspirazione, aperti in serie alla fine del colpo di lavoro del pistone.
Sistema di fornitura È destinato alla preparazione e all'alimentazione in uno spazio di rifiuti di una miscela combustibile della qualità desiderata (carburatore e motori a gas) o porzioni di carburante spruzzato ad un determinato punto (motori diesel).
Nei motori del carburatore, il carburante con una pompa o un auto-colpo viene inserito in un carburatore, dove è mescolato con l'aria in una certa proporzione, I. La valvola di ingresso o il foro entra nel cilindro.
Nei motori a gas, l'aria e il gas combustibile sono mescolati in miscelatori speciali.
Nei motori diesel e nei DVS con l'iniezione di combustibile leggera, la fornitura del carburante al cilindro viene eseguita a un determinato punto di regola utilizzando la pompa dello stantuffo.
Sistema di raffreddamento Progettato per la rimozione del calore forzata da parti riscaldate: il blocco del cilindro, la testa del blocco del cilindro, ecc., A seconda del tipo di sostanza del calore riducente, si distingue per sistemi di raffreddamento a liquido e dell'aria.
Il sistema di raffreddamento del liquido è composto da canali di cilindri circostanti (camicia liquida), una pompa liquida, un radiatore, una ventola e un numero di elementi ausiliari. Il liquido raffreddato nel radiatore che utilizza la pompa viene fornito alla maglietta liquida, raffredda il blocco cilindro, riscalda e entra nel radiatore. Nel radiatore, il liquido viene raffreddato a causa del flusso d'aria dell'incidente e del flusso creato dalla ventola.
Il sistema di raffreddamento dell'aria è le pinne dei cilindri del motore, indicati dall'incidente o dal flusso d'aria generato dalla ventola.
Sistema di lubrificazione Serve per la fornitura continua di lubrificazione ai nodi di attrito.
Sistema di partenza Progettato per inizio motore veloce e affidabile ed è solitamente motore ausiliario: elettrico (antipasto) o benzina a bassa potenza).
Sistema di accensione Viene utilizzato nei motori del carburatore e serve all'infiammabilità forzata di una miscela combustibile utilizzando una scintilla elettrica creata nella candela di accensione, avvitata nella testata del cilindro del motore.
4. Concetti di base e definizioni
Punto morto superiore - NTC, chiamare la posizione del pistone, il più lontano dall'asse dell'albero motore.
Punto morto inferiore - NMT, chiama la posizione del pistone, il meno distante dall'asse dell'albero motore.
Nei punti morti, il tasso del pistone è uguale, perché Cambiano la direzione del movimento del pistone.
Sposta il pistone da VST a NMT o Vice Versa è chiamato esecuzione del pistone ed è denotato.
Il volume della cavità del cilindro quando il pistone si trova in NMT è chiamato il volume del cilindro totale e denota.
Il grado di compressione del motore è chiamato il rapporto tra il volume totale del cilindro al volume della camera di combustione
Il rapporto di compressione mostra quante volte il volume dello spazio rabbrividuale viene ridotto quando il pistone viene spostato da NMT al VMT. Come verrà mostrato in futuro, il grado di compressione determina in gran parte l'economia (efficienza) di qualsiasi combustizione interna.
La dipendenza grafica della pressione dei gas nello spazio circolare dal volume dello spazio rabbrividito, il movimento del pistone o l'angolo della rotazione dell'albero motore è chiamato indicatore del motore Chart..
5. Guest DVS.
5.1. Carburante per motori carburatore
Nei motori del carburatore, la benzina è usata come combustibile. Il principale indicatore termico della benzina è la sua combustione di calore inferiore (circa 44 mj / kg). La qualità della benzina è valutata dalle sue principali proprietà operative e tecniche: evapora, durata anti-knock, stabilità termica ossidativa, mancanza di impurità meccaniche e acqua, stabilità e trasporti.
L'evaporazione della benzina caratterizza la capacità di spostarlo dal liquido: fasi nel vapore. L'evaporazione della benzina è determinata dalla sua composizione frazionaria, che è la scomparsa di esso a temperature diverse. Le evacuazioni della benzina sono giudicate con pompaggio temperature 10, 50 e 90% della benzina. Ad esempio, un 10% della benzina è caratterizzato da un 10% della benzina caratterizza i suoi lanciatori. Più evaporazione a basse temperature, migliore è la qualità della benzina.
Le benzine hanno diverse durabilità anti-knock, cioè. Varie tendenza alla detonazione. La durabilità anti-knock della benzina è stimata da un numero di ottano (OH), che è numericamente uguale alla percentuale di isoèantina in una miscela di isocastano ed eptano, una varietà di resistenza alla detonazione a questo combustibile. Och Isoocultan è preso per 100 e heptane - per zero. Maggiore è la benzina molto buona, meno la sua tendenza alla detonazione.
Un liquido etilico viene aggiunto alla benzina a benzina, che consiste in tetraetilswin (TPP) - Anti-knock e Dibrouteten - Sottile. Il fluido etilico viene aggiunto alla benzina in una quantità di 0,5-1 cm 3 per 1 kg di benzina. La benzina con l'aggiunta di fluido etilico è chiamato mangiato, sono velenosi, e quando vengono utilizzati, devono essere osservate precauzioni. La benzina etilica è dipinta in rosso e arancione o blu-verde.
La benzina non deve contenere sostanze corrosive (zolfo, composti di zolfo, acidi solubili in acqua e alcali), poiché la loro presenza porta alla corrosione delle parti del motore.
La stabilità della benzina ossidativa termica caratterizza la sua resistenza alla formazione risoloma e nagaro. L'aumento della formazione nagaro e integrata provoca un deterioramento della rimozione del calore dalle pareti della camera di combustione, una diminuzione del volume, la camera di combustione e una violazione della normale alimentazione del combustibile al motore, che porta a una riduzione del motore di potenza e ingegneristica .
La benzina non dovrebbe contenere impurità meccaniche e acqua. La presenza di impurità meccaniche provoca intasamento di filtri, linee di carburante, canali del carburatore e aumenta l'usura delle pareti dei cilindri e di altre parti. La presenza di acqua in benzina rende difficile avviare il motore.
La stabilità della benzina durante la conservazione caratterizza la sua capacità di mantenere le sue proprietà fisiche e chimiche iniziali durante lo stoccaggio e il trasporto.
I benzini automobilistici sono contrassegnati con la lettera A con un indice digitale, mostra il valore dei PTS. In conformità con GOST 4095-75, i marchi di benzina A-66, A-72, A-76, AI-93, AI-98 sono prodotti.
5.2. Carburante per motori diesel
I motori diesel utilizzano il gasolio, che è un prodotto di raffinazione dell'olio. Il carburante utilizzato nei motori diesel dovrebbe avere le seguenti qualità di base: viscosità ottimale, bassa temperatura smerigliata, alta tendenza all'accensione, ad alta stabilità termoocoppia, elevate proprietà anticoocalizzanti, abilità anti-corrosione, mancanza di impurità meccaniche e acqua, buona stabilità durante lo stoccaggio e il trasporto.
La viscosità del combustibile diesel influisce sui processi di alimentazione del carburante e spruzzatura. Con una viscosità insufficiente del combustibile, la perdita è incoronata, è coronata attraverso le lacune negli spruzzatori dell'ugello e nelle pompe a vapore non conzionalità, e i processi di alimentazione del carburante, la spruzzatura e la miscelazione del motore si deteriorano in alto. La viscosità del carburante dipende dalla temperatura. La temperatura di flusso del carburante influisce sul processo di alimentazione del carburante dal serbatoio del carburante. Nei cilindri del motore. Pertanto, il carburante dovrebbe avere una bassa temperatura smerigliata.
Il carburante che si appoggia all'accensione influisce sul flusso del processo di combustione. I combustibili diesel, che hanno un'elevata tendenza ad accendere, fornire un flusso regolare del processo di combustione, senza un forte aumento della pressione, l'infiammabilità del carburante è stimata con un numero cetano (cch), che è numericamente uguale alla percentuale di cetano nel Miscela di cetano e alfametilnaftale, uguale all'infiammabilità di questo combustibile. Per carburanti diesel del CH \u003d 40-60.
La stabilità termoossidativa del carburante diesel caratterizza la sua resistenza alla formazione risoloma e nagar. L'aumento della formazione nagaro e SMOS provoca un deterioramento della rimozione del calore dalle pareti della camera di combustione e della violazione della fornitura del combustibile attraverso gli ugelli nel motore, che porta a una diminuzione del motore di potenza e ingegneristica.
Il carburante diesel non deve contenere sostanze corrosive, poiché la loro presenza porta alla corrosione delle parti delle apparecchiature di alimentazione del combustibile e del motore. Il gasolio non deve contenere impurità meccaniche e acqua. La presenza di impurità meccaniche provoca intasamento di filtri, condutture del carburante, ugelli, canali della pompa del carburante e aumenta l'usura dello strumento del combustibile del motore. La stabilità del carburante diesel caratterizza la sua capacità di mantenere le sue proprietà fisiche e chimiche iniziali durante lo stoccaggio e il trasporto.
Per i motori di Autotractor Diesel sono utilizzati dall'industria del carburante: DL - Diesel Estate (a temperature superiori a 0 ° C), DZ - DOYSEL INVERNO (a temperature fino a -30 ° C); Sì - Diesel Arctic (a temperature inferiori - 30 ° C) (GOST 4749-73).
Soddisfare:Espansione del calore
Classificazione dei DVS.
Principio di funzionamento
Equilibrio termico del motore
Innovazione
introduzione
Un aumento significativo di tutti i settori dell'economia nazionale richiede il movimento di un gran numero di merci e passeggeri. Elevata manovrabilità, permeabilità e fitness per il lavoro in varie condizioni rende una macchina uno dei principali mezzi per il trasporto di beni e passeggeri.
Il trasporto automobilistico svolge un ruolo importante nello sviluppo delle aree orientali e non nera del nostro paese. La mancanza di una rete ferroviaria sviluppata e limitando le possibilità di utilizzare fiumi per la spedizione effettuare un'auto dal principale mezzo di movimento in queste aree.
Il trasporto automobilistico in Russia serve tutti i settori dell'economia nazionale e occupa uno dei posti importanti del sistema di trasporto uniforme del paese. Il trasporto automobilistico rappresenta oltre l'80% del carico trasportato da tutti i tipi di trasporto e oltre il 70% del traffico passeggeri.
Il trasporto automobilistico è stato creato come risultato dello sviluppo del nuovo settore dell'economia nazionale - l'industria automobilistica, che alla fase attuale è uno dei principali collegamenti di ingegneria nazionale.
L'inizio della creazione di un'auto è stata posata più di duecento anni fa (il nome "auto" deriva dalla parola greca Autos - "se stesso" e latino mobilis - "mobile") quando hanno iniziato a produrre carrelli "auto-deviato". Per la prima volta sono apparsi in Russia. Nel 1752, il meccanico russo autodidatta, il contadino L. Shamshurenkov ha creato un perfetto per il suo tempo "Samoless passeggino", che è stato guidato dalla forza di due persone. Più tardi, l'inventore russo I.P. Kulibin ha creato un "carrello per scooter" con un azionamento a pedale. Con l'avvento della macchina a vapore, la creazione di carrelli auto-respirazione rapidamente avanzati. Nel 1869-1870. J.Kuno in Francia, e dopo alcuni anni e in Inghilterra furono costruite auto a vapore. Il diffuso dell'auto come veicolo inizia con l'avvento del vasto motore a combustione interna. Nel 1885, G. Daimler (Germania) ha costruito una moto con un motore a benzina, e nel 1886 K. Benz - un carro a tre ruote. Allo stesso tempo, le auto con motori a combustione interna sono create nei paesi industrializzati (Francia, Regno Unito).
Alla fine del XIX secolo, una macchina è emersa in un certo numero di paesi. Nella Russia Tsarist, un tentativo è stato ripetutamente fatto per organizzare la propria ingegneria. Nel 1908, la produzione di auto è stata organizzata sulla pianta di carrozza russo-Baltic di Riga. Per sei anni, le auto assemblate principalmente da parti importate. Pianta totale costruita 451 autovetture e una piccola quantità di camion. Nel 1913, un parcheggio in Russia era di circa 9.000 auto, di cui la maggior parte di loro è la produzione estera. Dopo la rivoluzione socialista del Grande ottobre, è stato quasi di nuovo creare un'industria automobilistica nazionale. L'inizio dello sviluppo del settore automobilistico russo si riferisce al 1924, quando le prime auto merci di AMO-F-15 sono state costruite a Mosca presso la fabbrica di IMO.
Nel periodo 1931-1941 La produzione e la produzione di massa di auto vengono create. Nel 1931, la produzione di massa di camion è iniziata nella fabbrica di IMO. Nel 1932 fu commissionato un impianto di gas.
Nel 1940, è stata avviata la produzione di piccole auto della pianta di Mosca della piccola auto. Un po 'in seguito ha creato la pianta dell'Automobile Ural. Durante gli anni del dopoguerra cinque anni, Kutaisky, Kremenchugsky, Ulyanovsky, le fabbriche di auto di Minsk sono entrate in considerazione. A partire dalla fine degli anni '60, lo sviluppo del settore automobilistico è caratterizzato da un ritmo altamente rapido. Nel 1971, la pianta automobilistica VOLGA è entrata in funzione. 50 ° anniversario dell'URSSR.
Negli ultimi anni, molti campioni di apparecchiature modernizzate e nuove automobilistiche sono state padronali dalle fabbriche del settore automobilistico, tra cui agricoltura, costruzione, commercio, petrolio e gas e industria forestale.
Motori a combustione interna
Attualmente, ci sono un gran numero di dispositivi che utilizzano l'espansione termica dei gas. Tali dispositivi includono un motore carburatore, motori diesel, motori turbogetti, ecc.
I motori termici possono essere suddivisi in due gruppi principali:
Motori con combustione esterna - macchine a vapore, turbine a vapore, motori Stirling, ecc.
Motori a combustione interna. Motori a combustione interna in cui il processo di combustione è stato ottenuto come impianti di energia delle auto.
I più economici sono il pistone e i motori a combustione interni combinati. Hanno una durata di servizio sufficientemente lunga, dimensioni e massa complessive relativamente piccole. Il principale svantaggio di questi motori dovrebbe essere considerato un movimento alternativo del pistone associato alla presenza di un meccanismo curvo che complica la progettazione e limitando la possibilità di aumentare la velocità di rotazione, specialmente con significative dimensioni del motore.
E ora un po 'dei primi DVS. Il primo motore a combustione interno (DVS) è stato creato nel 1860 dall'ingegnere francese del Lenoar, ma questa macchina era ancora molto imperfetta.
Nel 1862, il francese inventore Bo de Roche è stato offerto di utilizzare un ciclo a quattro tempi in un motore a combustione interna:
aspirazione;
compressione;
bruciore ed espansione;
scarico.
La rapida distribuzione dei DVS nell'industria, nel trasporto, nell'agricoltura e nell'energia fissa è dovuta a una serie delle loro caratteristiche positive.
L'implementazione del ciclo di lavoro DVS in un cilindro con basse perdite e una caduta di temperatura significativa tra la fonte di calore e il frigorifero fornisce un'elevata efficienza di questi motori. L'alta economia è una delle qualità positive dei DVS.
Tra i DVS Diesel è attualmente un tale motore che converte l'energia del combustibile chimico nel lavoro meccanico con la massima efficienza in un'ampia gamma di cambiamenti di potenza. Questa qualità dei motori diesel è particolarmente importante se consideriamo che le riserve di carburante dell'olio siano limitate.
Le caratteristiche positive dei DV dovrebbero anche essere attribuite che possono essere collegate a quasi tutti i consumatori di energia. Ciò è dovuto alle ampie possibilità di ottenere le caratteristiche corrispondenti dei cambiamenti nel potere e sulla coppia di questi motori. I motori in esame vengono utilizzati con successo su veicoli, trattori, macchine agricole, locomotive, navi, centrali elettriche, ecc., I.e. DVS si distingue per una buona adattabilità al consumatore.
Un costo iniziale relativamente basso, la compattezza e la bassa massa dei DV ha permesso loro di usarli ampiamente su centrali elettriche che sono applicazioni diffuse e aventi dimensioni ridotte del vano motore.
Le installazioni con DVS hanno una grande autonomia. Anche gli aeromobili con DVS possono volare decine di ore senza reintegrare il carburante.
Una qualità positiva importante del motore è la possibilità del loro lancio rapido in condizioni normali. I motori che funzionano a temperature basse sono forniti con dispositivi speciali per facilitare e accelerare l'inizio. Dopo aver iniziato, i motori possono relativamente rapidamente effettuare un pieno carico. I DV hanno una coppia di frenatura significativa, che è molto importante quando li usano sulle installazioni di trasporto.
La qualità positiva dei motori diesel è la capacità di un motore di lavorare su molti combustibili. Design così conosciuto dei motori multic-carburante automobilistici, oltre a motori di nave ad alta potenza che operano su vari combustibili - da Diesel all'olio della caldaia.
Ma insieme a qualità positive, i DV hanno un numero di carenze. Tra questi sono limitati rispetto a, ad esempio, con la potenza aggregata a turbine a vapore e gas, un alto livello di rumore, una frequenza relativamente grande di rotazione dell'albero motore durante l'inizio e l'impossibilità di collegarlo direttamente alle ruote di guida del consumatore, La tossicità dei gas di scarico, il movimento alternativo del pistone, limitando la frequenza di rotazione e la ragione per l'emergere delle forze e dei momenti di inerzia sbilanciati.
Ma sarebbe impossibile creare motori a combustione interni, loro sviluppo e applicazione, se non fosse per l'effetto dell'espansione termica. Infatti, nel processo di espansione termica, i gas riscaldati alle alte temperature fanno un utile lavoro. A causa della rapida combustione della miscela nel cilindro del motore a combustione interna, la pressione aumenta bruscamente, in base al quale si muove il pistone nel cilindro. E questa è la stessa funzione tecnologica necessaria, cioè. L'impatto sull'alimentazione, la creazione di elevate pressioni, che viene eseguita dall'espansione termica e per la quale questo fenomeno è utilizzato in varie tecnologie e in particolare nel FRO.
Espansione del calore
L'espansione termica è un cambiamento delle dimensioni del corpo nel processo del suo riscaldamento isobarico (a pressione costante). Un'espansione termica quantitativa è caratterizzata da un coefficiente di temperatura di espansione del volume B \u003d (1 / V) * (DV / DT) P, dove V è il volume, T - temperatura, P è la pressione. Per la maggior parte dei corpi B\u003e 0 (un'eccezione è, ad esempio, l'acqua in cui la temperatura varia da 0 da 0 C a 4 C B
Aree di espansione del calore.
L'espansione termica ha trovato il suo uso in vari moderni
tecnologie.
In particolare, si può dire sull'uso dell'espansione termica del gas nell'ingegneria termica. Ad esempio, questo fenomeno è usato in vari motori termici, cioè. Nei motori a combustione interni ed esterni: nei motori rotanti, nei motori a reazione, nei motori a turbina, sui motori a turbina, sulle installazioni a turbina a gas, nei motori a gas, nei motori VANNEL, sui motori per la VANNEL, sui motori per la VANNEL, i motori di Stirling, le centrali nucleari. L'espansione termica dell'acqua viene utilizzata in turbine a vapore, ecc. Tutto ciò a sua volta è stato diffuso in vari settori dell'economia nazionale.
Ad esempio, i motori a combustione interna sono più ampiamente utilizzati su piante di trasporto e macchine agricole. In energia stazionaria, i motori a combustione interna sono ampiamente utilizzati su piccole centrali elettriche, treni energetici e centrali elettriche di emergenza. Il motore a combustione interno è stato anche ampiamente distribuito come unità di compressori e pompe di alimentazione del gas, olio, combustibile liquido, ecc. Secondo le condotte, nella produzione di esplorazione, per guidare le piante di perforazione durante la perforazione di pozzi sulla pesca del gas e sull'olio. I motori turboattivi sono diffusi nell'aviazione. I turbine a vapore sono il motore principale per l'azionamento dei generatori elettrici sul TPP. Applicare le turbine a vapore anche per guidare ventilatori centrifughi, compressori e pompe. Ci sono anche auto a vapore, ma non hanno ricevuto la distribuzione a causa della complessità costruttiva.
L'espansione termica è anche utilizzata in vari relè termali,
il quale è basato su un'espansione lineare del tubo e
asta realizzata in materiali con temperatura diversa
coefficiente di espansione lineare.
Motori a combustione interna del pistone
Come accennato sopra, l'espansione termica viene applicata in ICA. Ma
come si applica e quale funzione consideriamo
sull'esempio del lavoro del motore del pistone.
Il motore è chiamato macchina a base di potenza che trasforma qualsiasi energia nel lavoro meccanico. I motori, in cui il lavoro meccanico è stato creato come risultato della trasformazione dell'energia termica, sono chiamati termici. L'energia termica è ottenuta quando si brucia qualsiasi combustibile. Il motore di calore, in cui parte dell'energia chimica del combustibile che brucia nella cavità di lavoro viene convertita in energia meccanica, è chiamata il motore a combustione interna del pistone. (Dizionario Enciclopedico sovietico)
Classificazione dei DVS.
Come è stato descritto sopra, nella qualità delle installazioni energetiche delle auto, è stata effettuata la maggior parte dei DVS, in cui il processo di combustione del carburante con il rilascio di calore e la trasformazione nel lavoro meccanico si verifica direttamente nei cilindri. Ma nella maggior parte delle auto moderne installate i motori a combustione interna, che sono classificati su varie funzionalità:
Secondo il metodo di miscelazione - motori con formazione di miscelazione esterna, in cui la miscela combustibile viene preparata al di fuori dei cilindri (carburatore e gas) e motori con formazione di miscela interna (la miscela operativa è formata all'interno dei cilindri) - motori diesel;
Secondo il metodo per eseguire il ciclo di lavoro: quattro tempi e due colpi;
In termini di numero di cilindri - singolo cilindro, due cilindri e multi-cilindri;
Con la posizione dei cilindri - motori con verticale o inclinato
la posizione dei cilindri in una riga, a forma di V con la disposizione dei cilindri a un angolo (nella disposizione dei cilindri a un angolo di 180, il motore è chiamato un motore con cilindri opposti, o opposto);
Con il metodo di raffreddamento - sui motori con liquido o aria
raffreddamento;
Secondo il tipo di carburante utilizzato - benzina, diesel, gas e
multi-combustibile;
In base al grado di compressione. A seconda del grado di compressione, alto (E \u003d 12 ... 18) e la compressione bassa (E \u003d 4 ... 9) si distinguono;
Secondo il metodo per riempire il cilindro, la carica fresca:
a) motori senza impegno, in cui l'assunzione d'aria o la miscela combustibile
viene eseguito dallo scarico nel cilindro durante il progresso dell'aspirazione
b) motori superiori in cui assunzione d'aria o miscela combustibile in
il cilindro di lavoro avviene sotto pressione generata dal compressore, con
lo scopo di aumentare la carica e ottenere una maggiore potenza del motore;
Per frequenza di rotazione: velocità di rotazione a bassa velocità, maggiore,
alta velocità;
Nell'appuntamento, fermo, i motori Autotractor distinguono
nave, diesel, aviazione, ecc.
Nozioni di base del dispositivo del motore del pistone
Il pistone DVS è costituito da meccanismi e sistemi specificati
sono funzioni e interagiscono tra loro. Le parti principali di questo
il motore è un meccanismo di collegamento a manovella e un meccanismo di distribuzione del gas, nonché sistemi di alimentazione, raffreddamento, accensione e sistema di lubrificazione.
Il meccanismo di collegamento a manovella converte il movimento di transito di ritorno in affitto dritto del pistone nel movimento rotatorio dell'albero motore.
Il meccanismo di distribuzione del gas fornisce ingresso tempestiva del combustibile
si mescola in un cilindro e rimozione di prodotti di combustione da esso.
Il sistema di alimentazione è progettato per la preparazione e la fornitura di combustione
mescola in un cilindro, oltre a rimuovere i prodotti di combustione.
Il sistema di lubrificazione serve a fornire olio per interagire
dettagli per ridurre la forza di attrito e il raddoppiamento parziale,
insieme a questo, la circolazione dell'olio conduce a un lavaggio di nagar e rimozione
indossare prodotti.
Il sistema di raffreddamento mantiene un regime di temperatura normale
funzionamento del motore, garantendo la dissipazione del calore dal riscaldamento duro
quando la combustione della miscela di lavoro delle parti dei cilindri del gruppo del pistone e
meccanismo della valvola.
Il sistema di accensione è progettato per accendere la miscela di lavoro in
cilindro del motore.
Quindi, il motore a pistone a quattro tempi è costituito da un cilindro e
carther, che è chiuso sotto il pallet. All'interno del cilindro sposta il pistone con anelli di compressione (sigillatura) con una forma di un bicchiere con un fondo in alto. Il pistone attraverso il dito del pistone e l'asta di collegamento è associata all'albero motore, che ruota nei cuscinetti indigeni situati nel carter. L'albero motore è composto da shekes indigene, guance e canna cervicale. Cilindro, pistone, asta e alberi a gomito costituiscono il cosiddetto meccanismo di collegamento a manovella. Coperchi del cilindro superiore
la testa con valvole e, la cui scoperta e chiusura è strettamente coordinata con la rotazione dell'albero motore, e quindi, con il movimento del pistone.
Il movimento del pistone è limitato a due posizioni estreme,
che la sua velocità è zero. Posizione estrema del pistone superiore
chiamato alto punto morto (NTC), posizione estrema inferiore
Dot morto inferiore (NMT).
Il movimento del pistone non-stop attraverso i punti morti è fornito
un volano con una forma del disco con un cerchio massiccio.
La distanza passata dal pistone da VST a NMT è chiamata
pistone S, che è uguale a un doppio raggio raggio: S \u003d 2r.
Spazio sul fondo del pistone quando lo chiamava nel VMT
camera di combustione; Il suo volume è indicato tramite VC; Lo spazio del cilindro tra i due punti morti (NMT e NTC) è chiamato il suo volume di lavoro ed è indicato da VH. La somma del volume della camera di combustione VC e il volume di lavoro VH è il volume completo del cilindro VA: VA \u003d VC + VH. Il volume di lavoro del cilindro (è misurato in centimetri cubi o metri): VH \u003d PD ^ 3 * S / 4, dove D è il diametro del cilindro. La somma di tutti i volumi di lavoro dei cilindri del motore multi-cilindro è chiamato il volume operativo del motore, è determinato dalla formula: VP \u003d (PD ^ 2 * s) / 4 * I, dove sono il numero di cilindri. Il rapporto tra il volume totale del cilindro VA al volume della camera di combustione VC è chiamato un rapporto di compressione: E \u003d (VC + VH) VC \u003d VA / VC \u003d VH / VC + 1. Il rapporto di compressione è un parametro importante dei motori a combustione interna, perché Colpisce fortemente la sua efficienza e il suo potere.
Principio di funzionamento
L'effetto del motore a combustione interno del pistone si basa sull'uso dell'espansione termica dei gas riscaldati durante il movimento del pistone dal NMT al NMT. Il riscaldamento a gas nella posizione NTT è raggiungibile come risultato della combustione in un cilindro del combustibile misto con aria. Ciò aumenta la temperatura dei gas e della pressione. Perché La pressione sotto il pistone è uguale all'atmosferico, e nel cilindro è molto più grande, quindi sotto l'azione della differenza di pressione, il pistone si abbattere e i gas si stanno espandendo, eseguendo un lavoro utile. Qui permette di conoscere l'espansione termica dei gas, ecco la sua funzione tecnologica: pressione sul pistone. Affinché il motore producano costantemente energia meccanica, il cilindro è necessario riempire periodicamente nuove porzioni di aria attraverso la valvola di aspirazione e il carburante tramite l'ugello o l'alimentazione attraverso la valvola di ingresso della miscela d'aria con il carburante. I prodotti a combustione del carburante dopo la loro espansione vengono rimossi dal cilindro attraverso la valvola di ingresso. Queste attività eseguono un meccanismo di distribuzione del gas che controlla l'apertura e la chiusura delle valvole e il sistema di alimentazione del carburante.
Il principio di funzionamento del motore del carburatore a quattro tempi
Il ciclo di lavoro del motore è chiamato un intervallo periodicamente ripetuto
processi consecutivi che si verificano in ciascun cilindro del motore e
condizionare la trasformazione dell'energia termica in lavori meccanici.
Se il ciclo di lavoro viene eseguito per due colpi del pistone, I.e. In un fatturato dell'albero motore, questo motore è chiamato a due tempi.
I motori automobilistici funzionano, di regola, di quattro tempi
il ciclo, che viene eseguito in due giri dell'albero motore o di quattro
pistone che corre ed è composto da orologi di ingresso, compressione, espansione (lavoratore
ictus) e rilascio.
Nel motore a cilindro singolo a quattro tempi carburatore, il ciclo di lavoro è il seguente:
1. Tatto di ingresso. Poiché l'albero motore del motore rende il primo semestre, il pistone si sposta dal NMT al NMT, la valvola di aspirazione è aperta, la valvola di scarico è chiusa. Il cilindro crea una scarica 0.07 - 0,095 MPa, come risultato della quale la nuova carica di una miscela combustibile costituita da vapori di benzina e aria sta succhiando attraverso il gasdotto del gas di ingresso nel cilindro e, mescolando con gas residui di rifiuti, forma un funzionamento miscela.
2. Tatto di compressione. Dopo aver riempito il cilindro della miscela combustibile, con un'ulteriore rotazione dell'albero motore (semestrale), il pistone si sposta da NMT al VTC con le valvole chiuse. Man mano che il volume diminuisce, la temperatura e la pressione della miscela di lavoro aumenta.
3. TACT DI AMPESSIONE O MOVIMENTO DEL LAVORO. Alla fine del tatto di compressione, la miscela di lavoro lampeggia dalla scintilla elettrica e rapidamente ustioni, come risultato della quale la temperatura e la pressione dei gas formati aumentano bruscamente, il pistone si sposta dal NMT a NMT.
Nel processo di donazione di espansione, l'asta è collegata a sosta con il pistone
fa un movimento complesso e attraverso la manovella porta a rotazione
albero motore. Quando si espande i gas rendono un lavoro utile, quindi
colpo del pistone per il terzo round dell'albero motore chiamato i lavoratori
Alla fine del laboratorio del pistone, quando è vicino a NMT
si apre la valvola di scarico, la pressione nel cilindro è ridotta a 0,3 -
0,75 MPa e temperatura fino a 950 - 1200 C.
4. Emettere tatto. Con il quarto round dell'albero motore, il pistone si sposta da NMT al VMT. In questo caso, la valvola di scarico è aperta e i prodotti di combustione vengono spinti fuori dal cilindro nell'atmosfera attraverso la condotta del gas di scarico.
Principio di funzionamento diesel a quattro tempi
Nei processi di lavoro del motore a quattro tempi si verificano come segue:
1. Tatto di ingresso. Quando il pistone si sposta da VTC a NMT a causa della scarica risultante dal filtro dell'aria nella cavità del cilindro attraverso la valvola di aspirazione aperta, viene ricevuta aria atmosferica. La pressione dell'aria nel cilindro è 0,08 - 0,095 MPa e la temperatura di 40 - 60 C.
2. Tatto di compressione. Il pistone si muove da NMT a NTC; Le valvole di aspirazione e outlet sono chiuse, come risultato di ciò, il pistone che si muove il pistone comprime l'aria ricevuta. Per accendere il carburante, è necessario che la temperatura dell'aria compressa sia superiore alla temperatura dell'auto-accensione del combustibile. Durante il ciclo del pistone verso il VMT, il cilindro attraverso l'ugello viene iniettato con carburante diesel fornito dalla pompa del carburante.
3. Tatto di estensione o movimento del lavoro. Il carburante iniettato alla fine del ciclo di compressione, mescolando con aria riscaldata, si infiammisce e il processo di combustione inizia caratterizzato da un rapido aumento della temperatura e della pressione. Allo stesso tempo, la pressione massima del gas raggiunge 6 - 9 MPa e la temperatura del 1800 - 2000 C. Sotto l'azione della pressione del gas, il pistone 2 si sposta dall'NTT in NMT - si verifica la mossa del lavoro. La pressione NMT scende a 0,3 - 0,5 MPa e la temperatura a 700 - 900 C.
4. Emettere tatto. Il pistone si sposta da NMT a VTC e attraverso la valvola di scarico aperta 6 i gas spessi vengono spinti fuori dal cilindro. La pressione del gas diminuisce a 0,11 - 0,12 MPa, e la temperatura è fino a 500-700 C. Dopo la fine del tatto di uscita con ulteriore rotazione dell'albero motore, il ciclo di lavoro viene ripetuto nella stessa sequenza.
Principio di funzionamento del motore a due tempi
I motori a due tempi differiscono da quattro colpi che hanno riempimento cilindri di una miscela o aria combustibile all'inizio del tratto di compressione e pulire i cilindri da gas di scarico alla fine del tratto di espansione, cioè. Il rilascio e i processi di aspirazione si verificano senza mosse di pistone indipendenti. Il processo complessivo per tutti i tipi di motori a due tempi - spurgo, cioè. Il processo di rimozione dei gas di scarico dal cilindro utilizzando una miscela combustibile o un flusso d'aria. Pertanto, il motore di questa specie ha un compressore (pompa di spurgo). Considerare il funzionamento del motore carburatore a due tempi con una camera a manovella che soffia. Questo tipo di motori non ha valvole, il loro ruolo esegue un pistone, che, con la sua mossa, chiude finestre di aspirazione, scarico e spurgo. Attraverso queste finestre, il cilindro a determinati punti è riportato a insenature e condutture di scarico e una camera a manovella (Carter), che non ha un messaggio immediato con l'atmosfera. Il cilindro nella parte centrale ha tre finestre: assunzione, laurea e spurgo, che viene riportata alla valvola con un motore a manovella. Il ciclo operativo nel motore viene effettuato in due orologi:
1. Tatto di compressione. Il pistone si sposta da NMT al NTT, sovrapponendo prima spurgo, quindi la finestra di uscita. Dopo aver chiuso il pistone della finestra di laurea nel cilindro, la compressione del miscelatore combustibile è precedentemente arrivato in esso. Allo stesso tempo nella camera della manovella, a causa della sua tensione, viene creata una scarica, sotto l'azione di cui una miscela combustibile in una camera a manovella è fatta dal carburatore attraverso una finestra di aspirazione aperta.
2. Tatto della corsa di lavoro. Con la posizione del pistone vicino a NMT compresso
la miscela di lavoro è infiammabile da una scintilla elettrica dalla candela, come risultato della quale la temperatura e la pressione dei gas aumentano bruscamente. Sotto l'influenza dell'espansione termica dei gas, il pistone si sposta verso il NMT, mentre la espansione dei gas rendono un lavoro utile. Allo stesso tempo, il pistone della discesa chiude la finestra di ingresso e comprime la miscela combustibile nella camera a manovella.
Quando il pistone arriva alla finestra di laurea, si apre e il rilascio di gas di scarico nell'atmosfera inizia, la pressione nel cilindro diminuisce. Con ulteriori spostamenti, il pistone apre la finestra di spurgo e la miscela combustibile compressa nella camera della manovella fluisce attraverso il canale, riempiendo il cilindro e lo soffia dai resti dei gas di scarico.
Il ciclo operativo del motore diesel a due tempi differisce dal ciclo operativo del motore del carburatore a due tempi in quanto il diesel nel cilindro entra nell'aria e non una miscela combustibile, e alla fine del processo di compressione viene iniettato bene carburante.
La potenza del motore a due tempi con le stesse dimensioni del cilindro e
la frequenza di rotazione dell'albero è teoricamente il doppio dei quattro tempi
a causa del maggiore numero di cicli di lavoro. Tuttavia, uso incompleto
corsa del pistone per l'espansione, il peggior rilascio del cilindro dal residuo
gas e costi di parti di potenza prodotta sull'unità di spurgo
il compressore conduce quasi ad un aumento della potenza solo su
Carburatore a quattro tempi
e motori diesel
Il ciclo operativo del motore a quattro tempi è composto da cinque processi:
ingresso, compressione, combustione, espansione e rilascio che sono commessi
quattro orologi o due giri a motore.
Rappresentazione grafica della pressione del gaso quando si cambia il volume in
cilindro del motore nel processo di realizzazione di ciascuno dei quattro cicli
dà un diagramma di indicatore. Può essere costruito secondo
calcolo termico o rimosso quando si utilizza il motore con
strumento speciale - Indicatore.
Processo di ingresso. L'assunzione della miscela di combustibile viene eseguita dopo il rilascio da
cilindri di gas di scarico dal ciclo precedente. Valvola di ingresso
si apre con un po 'di anticipo a VTT per ottenere quando l'arrivo del pistone alla VMT è una sezione di passaggio più grande alla valvola. L'ingresso della miscela combustibile viene eseguita in due periodi. Nel primo periodo, la miscela viene fornita con il movimento del pistone da NMT a NMT a causa dello scarico creato nel cilindro. Nel secondo periodo, l'ingresso della miscela si verifica quando il pistone viene spostato dal NMT al NMT per un po 'di tempo corrispondente a 40-70 rotazione dell'albero motore a causa della differenza di pressione (rotore) e la pressione ad alta velocità della miscela . L'ingresso della miscela combustibile termina con la chiusura della valvola di ingresso. La miscela combustibile inserita nel cilindro è mescolata con gas residui dal ciclo precedente e forma una miscela di carburante. La pressione della miscela nel cilindro durante il processo di aspirazione è 70 - 90 kPa e dipende dalle perdite idrauliche nel motore di ingresso. La temperatura della miscela alla fine del processo di aspirazione sale a 340 - 350 K a causa di contattarla con parti di riscaldamento del motore e miscelazione con gas residui, aventi una temperatura di 900 - 1000 K.
Processo di compressione. Compressione della miscela di lavoro nel cilindro
il motore, si verifica quando le valvole chiuse e muovono il pistone in
Nmt. Il processo di compressione procede in presenza di scambio di calore tra il funzionamento
una miscela e pareti (cilindro, teste e fondi del pistone). All'inizio della compressione, la temperatura della miscela di lavoro è inferiore alla temperatura delle pareti, quindi il calore viene trasmesso dalle pareti. Come ulteriore compressione, la temperatura della miscela sale e diventa superiore alla temperatura delle pareti, quindi il calore dalla miscela viene trasmesso dalle pareti. Pertanto, il processo di compressione viene effettuato sulla tavolozza, l'indicatore medio di cui n \u003d 1.33 ... 1.38. Il processo di compressione termina al momento dell'accensione della miscela di lavoro. La pressione della miscela di lavoro nel cilindro alla fine della compressione è 0,8 - 1,5 mp e la temperatura 600 - 750 K.
Il processo di combustione. La combustione della miscela di lavoro inizia prima all'arrivo
pistone a VMT, I.e. Quando la miscela compressa è infiammabile dalla scintilla elettrica. Dopo che la fiamma è accesa, la fiamma della candela accesa dalla candela è distribuita per tutto il volume della camera di combustione ad una velocità di 40 - 50 m / s. Nonostante un tasso di combustione così elevato, la miscela ha il tempo di bruciare durante il tempo fino a quando l'albero motore diventa 30 - 35. Quando si combina la miscela di lavoro, una grande quantità di calore viene rilasciata su una trama, corrispondente a 10 - 15 a VTC e 15-20 dopo il NMT, a causa della quale la pressione e la temperatura dei gas generati sono in rapido aumento.
Alla fine della combustione, la pressione del gas raggiunge 3 - 5 MPa e la temperatura di 2500 - 2800 K.
Il processo di espansione. L'espansione termica dei gas nel cilindro del motore avviene dopo la fine del processo di combustione quando il pistone viene spostato in NMT. Gaza, in espansione, fare un lavoro utile. Il processo di espansione termica scorre con un intenso scambio di calore tra gas e pareti (cilindro, testa e fondo del pistone). All'inizio dell'espansione, la miscela di lavoro ha luogo, come risultato della quale i gas generati ottengono il calore. I gas durante l'intero processo di espansione termica danno pareti di calore. La temperatura del gas nel processo di espansione diminuisce, quindi, la differenza di temperatura tra i gas e le pareti cambia. Il processo di espansione termica avviene sulla tavolozza, l'indicatore medio è N2 \u003d 1.23 ... 1.31. Pressione del gas nel cilindro alla fine dell'espansione 0.35 - 0,5 MPa e la temperatura di 1200 - 1500 K.
Processo di rilascio. Il rilascio di gas di scarico inizia quando si apre la valvola di scarico, I.e. Per 40 - 60 prima dell'arrivo del pistone in NMT. Il rilascio di gas dal cilindro viene effettuato in due periodi. Nel primo periodo, il rilascio di gas si verifica quando il pistone viene spostato a causa del fatto che la pressione del gas nel cilindro è significativamente superiore a quella atmosferica. In questo periodo, circa il 60% dei gas di scarico con una velocità di 500 - 600 m / s vengono rimossi dal cilindro. Nel secondo periodo, il rilascio di gas si verifica quando viene spostato il pistone (chiudendo la valvola di scarico) a causa delle azioni di espulsione del pistone e dell'erzia dei gas in movimento. Il rilascio di gas di scarico termina al momento della chiusura della valvola di scarico, I.e. Dopo il 10 - 20 dopo l'arrivo del pistone nel VMT. Pressione del gas nel cilindro durante il processo di povertà di 0,11 - 0,12 MPa, la temperatura dei gas alla fine del processo di rilascio 90-1100 K.
Ciclo operativo di un motore a quattro tempi
Il ciclo di lavoro di Diesel differisce significativamente dal ciclo di lavoro
motore del carburatore per il metodo di istruzione e infiammazione del lavoro
Processo di ingresso. L'ingresso dell'aria inizia con una valvola di aspirazione aperta e termina al momento della sua chiusura. La valvola di aspirazione si apre. Il processo di aspirazione dell'aria si verifica così come l'ingresso di una miscela combustibile nel motore del carburatore. La pressione dell'aria nel cilindro per il processo di aspirazione è 80 - 95 kPa e dipende dalle perdite idrauliche nel sistema di ingresso del motore. La temperatura dell'aria alla fine del processo di rilascio aumenta a 320 - 350 al contatto con le parti riscaldate del motore e mescolando con gas residui.
Processo di compressione. La compressione dell'aria nel cilindro inizia dopo aver chiuso la valvola di aspirazione e termina al momento dell'iniezione del carburante nella camera di combustione. Il processo di compressione si verifica in modo simile alla compressione della miscela di lavoro nel motore del carburatore. Pressione dell'aria nel cilindro alla fine della compressione 3.5 - 6 MPa e la temperatura 820 - 980 K.
Il processo di combustione. La combustione del carburante inizia con l'inizio della fornitura del carburante al cilindro, I.e. Per 15 - 30 prima dell'arrivo del pistone in VMT. A questo punto, la temperatura dell'aria compressa è di 150 - 200 dall'alto della temperatura di auto-accensione. Il carburante inserito in uno stato piccolo nel cilindro si infiammisce non immediatamente, ma con un ritardo per qualche tempo (0,001 - 0,003 C), ha chiamato il periodo di ritardo di accensione. Durante questo periodo, il carburante si riscalda, mescolato con aria ed evapora, cioè. Si forma una miscela di lavoro.
Il combustibile preparato si accende e brucia. Alla fine della combustione, la pressione del gas raggiunge 5,5 - 11 MPa e la temperatura del 1800 - 2400 K.
Il processo di espansione. L'espansione termica dei gas nel cilindro inizia dopo la fine del processo di combustione e termina al momento della chiusura della valvola di scarico. All'inizio dell'espansione ha luogo di carburante. Il processo di espansione termica procede analogamente al processo di espansione termica dei gas nel motore del carburatore. Pressione del gas nel cilindro entro la fine dell'espansione 0.3 - 0,5 MPa e la temperatura di 1000 - 1300 K.
Processo di rilascio. Il rilascio di gas di scarico inizia quando si apre
la valvola di scarico termina al momento della chiusura della valvola di scarico. Il processo di produzione di gas di scarico si verifica così come il processo di produzione di gas nel motore del carburatore. Pressione dei gas nel cilindro nel processo di spingimento 0.11 - 0,12 MPa, la temperatura dei gas alla fine del processo di rilascio 700 - 900 K.
Cicli operativi di motori a due tempi
Il ciclo operativo del motore a due tempi viene eseguito in due orologi o per un fatturato dell'albero motore.
Considera il ciclo operativo del motore del carburatore a due tempi con
purga da camera cracked.
Il processo di compressione di una miscela combustibile nel cilindro inizia con
la chiusura della chiusura della finestra del cilindro quando il pistone viene spostato da NMT al VMT. Il processo di compressione si verifica anche, come nel motore del carburatore a quattro tempi.
Il processo di combustione si verifica in modo simile al processo di combustione nel motore del carburatore a quattro tempi.
Il processo di espansione termica dei gas nel cilindro inizia dopo la fine del processo di combustione e termina all'apertura delle finestre finali. Il processo di espansione termica avviene in modo simile al processo di espansione dei gas nel motore carburatore a quattro tempi.
Il processo di rilascio di gas di scarico inizia all'apertura
windows di scarico, I.e. Per 60 - 65 prima dell'arrivo del pistone in NMT, e termina dopo il 60 - 65 dopo il passaggio del pistone NMT. Mentre la finestra di scarico viene scoperta, la pressione nel cilindro è notevolmente ridotta, e per 50-55 prima dell'arrivo del pistone in NMT, le finestre di spurgo e una miscela combustibile precedentemente inserita in una camera a manovella e compressa dal pistone di abbassamento inizia a fluire nel cilindro. Il periodo durante il quale due processi si verificano simultaneamente - l'ingresso della miscela combustibile e il rilascio di gas di scarico è chiamato Purge. Durante la purga, la miscela combustibile sposta i gas spessi e parzialmente indossato con loro.
Con ulteriore passaggio al VMT, il pistone si sovrappone prima
finestre fluenti, fermando l'accesso di una miscela combustibile in un cilindro da una camera a manovella, quindi la laurea e inizia nel cilindro il processo di compressione.
Indicatori che caratterizzano il funzionamento dei motori
Pressione dell'indicatore centrale e potenza dell'indicatore
Sotto la pressione media dell'indicatore PI capisce un tale condizionale
pressione costante che agisce sul pistone durante uno
workstop, fa un lavoro uguale al funzionamento dell'indicatore dei gas in
cilindro per il ciclo di lavoro.
Secondo la definizione, la pressione media dell'indicatore è il rapporto
funzionamento dell'indicatore dei gas per il ciclo LI a un'unità di lavoro
cilindro vh, I.e. PI \u003d Li / VH.
In presenza di un grafico indicatore, rimosso dal motore, la pressione media dell'indicatore può essere determinata nell'altezza del rettangolo, costruito sulla base di VH, l'area di cui è uguale all'area utile del Diagramma dell'indicatore, che è su una scala l'operazione dell'indicatore LI.
Determinare con l'aiuto di un indicatore di Planimetro Utile
grafici (M ^ 2) e Lunghezza L indicatore di indicatore (m) corrispondente a
il volume di lavoro del cilindro è trovato il significato dell'indicatore medio
pII \u003d Pressione f * m / l, dove M è la scala di pressione dello schema dell'indicatore,
La pressione media dell'indicatore a carichi nominali in motori carburatore a quattro tempi da 0,8 - 1,2 MPa, in motori diesel a quattro tempi da 0,7 - 1.1 MPa, in motori diesel a due tempi da 0,6 - 0.9 MPa.
L'indicatore Potenza del NI è chiamata operazione eseguita da gas nei cilindri del motore per unità di tempo.
Indicatore lavoro (J) eseguito da gas in un moncone in un ciclo di lavoro, Li \u003d pi * vh.
Poiché il numero di cicli operativi eseguiti dal motore al secondo è 2N / T, quindi la potenza dell'indicatore (KW) di un cilindro ni \u003d (2 / t) * PI * vh * n * 10 ^ -3, dove n è il Velocità di rotazione dell'albero motore, 1 / s, T - Scogliera del motore - il numero di orologi ciclo (T \u003d 4 - per motori a quattro tempi e T \u003d 2 - per due tempi).
Indicatore Potenza del motore multi-cilindro
cilindri I NI \u003d (2 / T) * PI * VH * n * I * 10 ^ -3.
Potenza efficace e pressione media efficiente
La potenza effettiva di NE è chiamata la potenza rimossa dall'albero motore.
albero motore per lavoro utile.
Il potere efficace è inferiore all'indicatore NI per potenza
perdite meccaniche Nm, I.e. Ne \u003d ni-nm.
Il potere delle perdite meccaniche è speso per attrito e portando
l'azione del meccanismo di collegamento a manovella e del meccanismo di distribuzione del gas,
pompe ventilatore, liquido, olio e carburante, generatore
current e altri meccanismi e dispositivi ausiliari.
Le perdite meccaniche nel motore sono misurate mediante l'efficienza meccanica NM,
qual è il rapporto tra il potere efficiente per indicatore, cioè. Nm \u003d ne / ni \u003d (ni-nm) / ni \u003d 1-nm / ni.
Per i motori moderni, l'efficienza meccanica è 0,72 - 0.9.
Conoscere la grandezza dell'efficienza meccanica può essere determinata una potenza efficiente
Allo stesso modo, l'indicatore potrebbe determinare la potenza del meccanico
perdita NM \u003d 2 / T * PM * VH * NI * 10 ^ -3, dove PM è la pressione media del meccanico
perdita, cioè parte della pressione media dell'indicatore che
speso per superare l'attrito e guidare ausiliari
meccanismi e dispositivi.
Secondo i dati sperimentali per i motori diesel PM \u003d 1.13 + 0.1 * Art; per
motori carburatore PM \u003d 0,35 + 0,12 * ST; dove la velocità media
pistone, m / s.
La differenza tra la pressione media dell'indicatore PI e la pressione media della perdita meccanica PM è chiamata la pressione media efficace in PE, cioè. PE \u003d PI-PM.
Potenza del motore efficiente NE \u003d (2 / T) * PE * VH * NI * 10 ^ -3, da dove la pressione media di PE \u003d 10 ^ 3 * ne * t / (2vh * ni).
La pressione media efficace ad un carico normale in motore carburatore a quattro tempi da 0,75 - 0,95 MPa, in motori diesel a quattro tempi da 0,6 a 0,8 MPa, in due tempi da 0,5 - 0,75 MPa.
Efficienza dell'indicatore e indicatore specifico Consumo di carburante
È determinata l'efficienza del ciclo di lavoro del motore effettivo
indicatore Efficienza Ni e specifico flusso di indicatore di carburante GI.
L'efficienza dell'indicatore valuta il grado di utilizzo del calore nel ciclo effettivo, tenendo conto di tutte le perdite di calore ed è il rapporto tra il calore del Qi, equivalente all'equipaggiamento dell'indicatore utile, a tutto il calore speso q, cioè. Ni \u003d qi / q (a).
Calore (kW), equivalente all'operazione di indicatore per 1 s, qi \u003d ni. Calore (kW) speso per il funzionamento del motore per 1 s, q \u003d gt * (q ^ p) n, dove GT è consumo di carburante, kg / s; (Q ^ p) H è la più bassa combustione di calore del carburante, KJ / KG. Sostituire il valore Qi e Q in uguaglianza (A), otteniamo ni \u003d ni / gt * (q ^ p) h (1).
Indicatore specifico Consumo di carburante [kg / kw * h] è
il rapporto tra il secondo consumo di carburante di GT all'indicatore NI,
quelli. GI \u003d (GT / NI) * 3600, o [G / (KW * H)] GI \u003d (GT / NI) * 3.6 * 10 ^ 6.
Efficienza efficiente e specifico consumo di carburante efficace
L'efficienza del motore in generale è determinata da un'efficace efficienza.
nI e consumo di carburante GE specifico. Efficienza efficace
valuta il grado di utilizzo del calore del combustibile tenendo conto di tutti i tipi di perdite di sia termico che meccanico ed è il rapporto tra calore del QE, equivalente all'opera efficiente, all'intero calore speso GT * Q, I.e. Nm \u003d QE / (GT * (Q ^ P) H) \u003d NE / (GT * (Q ^ P) H) (2).
Dal momento che l'efficienza meccanica è uguale a cui anziché ni, quindi sostituendo in
equazione che definisce l'efficienza meccanica dei valori NM, NE e NI da
equazioni (1) e (2), otteniamo nm \u003d ne / ni \u003d ne / ni, da dove NE \u003d NI / NM, I.e. L'efficace efficienza del motore è uguale al prodotto dell'efficienza dell'indicatore sul meccanico.
Consumo di carburante efficace specifico [KG / (KW * H)] è il rapporto tra il secondo consumo di carburante del GT alla potenza effettiva di NE, cioè. GE \u003d (GT / NE) * 3600, o [G / (KW * H)] GE \u003d (GT / NE) * 3.6 * 10 ^ 6.
Equilibrio termico del motore
Dall'analisi del ciclo di lavoro del motore, ne consegue che solo una parte del calore rilasciata durante la combustione del carburante viene utilizzata per un lavoro utile, il resto è perdite termiche. La distribuzione del calore ottenuta durante la combustione del carburante iniettata nel cilindro è chiamata equilibrio termico, che è solitamente determinato da un modo sperimentale. L'equazione del saldo del calore ha il modulo Q \u003d QE + QG + QH + Q), dove q è il calore del carburante introdotto nel motore QE-Heat, trasformato in un'operazione utile; Quack - calore perso dall'agente di raffreddamento (acqua o aria); Qg - calore, perso con gas speso; Qn. - Calore, perso a causa della combustione incompleta del carburante, QoS è un membro residuo del saldo, pari alla somma di tutte le perdite non registrate.
La quantità di calore monouso (inserito) (KW) Q \u003d GT * (Q ^ P) n. Calore (kW), trasformato in un'operazione utile, qe \u003d ne. Calore (kW), perso con acqua di raffreddamento, quack \u003d GB * SV * (T2-T1), dove GB è la quantità di acqua che passa attraverso il sistema, KG / s; ST - Capacità di calore dell'acqua, KJ / (kg * k) [sv \u003d 4.19 kj / (kg * k)]; T2 e T1 - Temperatura dell'acqua all'ingresso del sistema e quando lasciò, C.
Calore (kW), perso con gas speso,
QG \u003d GT * (VP * SRG * TG-VV * SRV * TB), dove GT è il consumo di carburante, KG / s; VG e VV - costi di gas e aria, m ^ 3 / kg; CRG e SRV - Capacità di calore volumetrica media di gas e aria a pressione costante, KJ / (m ^ 3 * k); TR e TB - La temperatura dei gas di scarico e dell'aria, C.
Il calore dovuto all'incompletezza della combustione del carburante è determinato dal modo sperimentale.
Membro residuo del saldo termico (KW) Qost \u003d Q- (QE + QHL + QG + QN).
Il saldo del calore può essere effettuato come percentuale dell'intera quantità di calore inserita, quindi l'equazione del saldo prende il modulo: 100% \u003d QE + QHL + QG + QNS + Qo), dove QE \u003d (QE / Q * 100%) ; quack \u003d (quack / q) * 100%;
qg \u003d (qg / q) * 100%, ecc.
Innovazione
Recentemente, l'uso crescente è ottenuto motori a pistoni con cilindro di riempimento forzato in aria di aumento
pressione, cioè Motori con sovrapposizione. E le prospettive di ingegneria sono associate, a mio parere, con motori di questo tipo, perché C'è un'enorme riserva di possibilità di progettazione inutilizzata, e c'è qualcosa a cui pensare, e in secondo luogo, credo che le grandi prospettive in futuro siano questi motori. Dopo tutto, la precipitazione consente di aumentare la carica del cilindro con aria e, quindi, la quantità di carburante comprimibile e quindi aumentare la potenza del motore.
Per guidare un compressore in tipicamente i motori moderni usati
energia di gas di scarico. In questo caso, i gas trascorsi nel cilindro che hanno aumentato la pressione nel collettore di scarico vengono inviati alla turbina del gas, portando a una rotazione del compressore.
Secondo la Carta della turbina del gas del motore a quattro tempi, che trascorse i gas dai cilindri del motore entrano nella turbina del gas, dopo di che sono scaricati nell'atmosfera. Il compressore centrifugo ruotato dalla turbina succhia l'aria dall'atmosfera e iniettata sotto pressione: 0,130 ... 0,250 MPa in cilindri. Oltre all'utilizzo dell'energia del gas di scarico, il vantaggio di tale pressurizzazione dell'azionamento del compressore dall'albero motore è autoregolamentazione, che consiste nel fatto che con un aumento della potenza del motore, della pressione e della temperatura di I gas di scarico aumentano, e quindi il potere del turbocompressore. Allo stesso tempo, la pressione e il numero di aria forniti da loro aumentano.
Nei motori a due tempi, il turbocompressore deve avere un potere più elevato di quattro tempi, perché Quando si spurga, parte dell'aria passa nelle finestre di scarico, l'aria di transito non viene utilizzata per caricare il cilindro e abbassa la temperatura dei gas di scarico. Di conseguenza, sui carichi parziali dell'energia del gas di scarico risultano non sufficienti per l'azionamento della turbina del gas del compressore. Inoltre, il lancio di un motore diesel è impossibile per la supervisione della turbina a gas. Dato che, nei motori a due tempi utilizzi in genere un sistema di boost combinato con un'installazione sequenziale o parallela di un compressore con una turbina a gas e un compressore con un'unità meccanica.
Con lo schema consecutivo più comune del superiore combinato, il compressore azionamento della turbina del gas produce solo la compressione parziale dell'aria, dopo di che viene raccolta dal compressore guidata dalla rotazione dall'albero del motore. Grazie all'uso di Superiore, è possibile aumentare la potenza rispetto alla capacità del motore senza aumentare dal 40% al 100% o più.
A mio parere, la direzione principale dello sviluppo del pistone moderno
i motori di accensione a compressione saranno significativi forzandoli con il potere a causa dell'uso dell'alta sovrapposizione in combinazione con il raffreddamento dell'aria dopo il compressore.
Nei motori a quattro tempi, come risultato della pressione della pressione fino a 3,1 ... 3.2 MPa, in combinazione con raffreddamento ad aria dopo il compressore, la pressione media efficace PE \u003d 18.2 ... 20.2 MPa è raggiunta. Azionamento del compressore in questi motori a turbina a gas. La potenza della turbina raggiunge il 30% della potenza del motore, quindi i requisiti per l'efficienza della turbina e dell'aumento del compressore. Un elemento integrale della supervisione di questi motori dovrebbe essere il dispositivo di raffreddamento dell'aria montato dopo il compressore. Il raffreddamento ad aria è prodotto mediante acqua circolante con una singola pompa dell'acqua lungo il contorno: il dispositivo di raffreddamento dell'aria è un radiatore per l'aria atmosferica dell'acqua di raffreddamento.
Una direzione promettente dello sviluppo dei motori a combustione interna del pistone è un uso più completo dell'energia del gas di scarico in una turbina che fornisce la potenza del compressore, che è necessaria per ottenere la pressione predeterminata. L'eccessiva potenza in questo caso viene trasmessa all'albero motore del Diesel. L'implementazione di tale schema è la più possibile per i motori a quattro tempi.
Conclusione
Quindi, vediamo che i motori a combustione interna sono un meccanismo molto complesso. E la funzione eseguita da un'espansione termica nei motori a combustione interna non è così semplice come sembra a prima vista. Sì, e non ci sarebbero stati motori a combustione interna senza l'uso di espansione termica dei gas. E in questo siamo facilmente convinti, esaminati in dettaglio il principio del funzionamento dell'OI, i loro cicli di lavoro - il loro intero lavoro si basa sull'uso dell'espansione termica dei gas. Ma il motore è solo una delle applicazioni specifiche di espansione termica. E a giudicare con il beneficio dell'espansione termica delle persone attraverso il motore a combustione interna, si possono giudicare i benefici di questo fenomeno in altri settori dell'attività umana.
E lascia che l'era del motore di combustione interna passasse, lascia che abbiano un sacco di difetti, lasciare apparire nuovi motori, che non contaminano il mezzo interiore e non usano la funzione di espansione termica, ma il primo avvantaggia le persone per molto tempo E la gente attraverso molte centinaia di anni sarà buona per rispondere per loro, poiché hanno portato l'umanità a un nuovo livello di sviluppo, e averlo passato, l'umanità è aumentata ancora più alta.
Il motore a combustione interno del pistone è noto per più di un secolo, e quasi lo stesso, o meglio dal 1886 è usato sulle auto. La soluzione principale di questo tipo di motori è stato trovato da ingegneri tedeschi di E. Langen e N. Otto nel 1867. Si è rivelato di avere abbastanza successo per fornire questo tipo di motore la posizione principale, che è rimasta nell'industria automobilistica e oggi. Tuttavia, gli inventori di molti paesi cercarono instancabilmente per costruire un motore diverso in grado di costruire eccellenti indicatori tecnici per superare il motore a combustione interna del pistone. Quali sono questi indicatori? Prima di tutto, questa è la cosiddetta efficienza efficiente (efficienza), che caratterizza quale importo del calore nel combustibile consumato viene trasformato in lavori meccanici. L'efficienza per il motore diesel della combustione interna è 0,39 e per il carburatore - 0,31. In altre parole, l'efficienza efficace caratterizza l'efficienza del motore. Gli indicatori specifici non sono meno significativi: volume specifico occupato (HP / M3) e la massa specifica (KG / HP), che indicano la compattezza e la facilità di costruzione. Altrettanto importante è la capacità del motore di adattarsi a vari carichi, nonché la complessità della produzione, la semplicità del dispositivo, il livello di rumore, il contenuto nei prodotti di combustione di sostanze tossiche. Con tutti gli aspetti positivi di uno o con un altro concetto della centrale elettrica, il periodo dall'inizio degli sviluppi teorici prima di introdurlo nella produzione di massa a volte occupa un sacco di tempo. Pertanto, il creatore del motore rotore-nore-to-wear, l'inventore tedesco F. Vangankel ha impiegato 30 anni, nonostante il suo continuo lavoro, al fine di portare la sua unità a un design industriale. Il posto sarà detto che quasi 30 anni rimasti per introdurre un motore diesel su una macchina seriale ("Benz", 1923). Ma il conservatorismo tecnico non ha causato un ritardo così lungo, e bisognoso di elaborare esaustamente un nuovo design, cioè per creare i materiali e la tecnologia necessari per la possibilità della sua produzione di massa. Questa pagina contiene una descrizione di alcuni tipi di motori non tradizionali, che in pratica ha dimostrato la loro redditività. Il motore a combustione interna del pistone ha uno degli inconvenienti più significativi - questo è un meccanismo di collegamento a manoveri piuttosto enormi, perché le perdite di fusione di base sono associate al suo lavoro. Già all'inizio del nostro secolo, sono stati fatti tentativi per sbarazzarsi di un tale meccanismo. Da quel momento sono state proposte set di strutture ingegnose, convertendo un movimento al pistone alternativo nel movimento rotazionale dell'albero di tale progettazione.
Motore scintillante S. Balanda
La trasformazione del movimento alternativo del gruppo del pistone nel movimento rotatorio esegue il meccanismo che si basa sulla cinematica "dritta precisa". Cioè, due pistoni sono collegati rigidamente asta che agiscono sull'albero motore che ruota con le croci dentate in manovella. L'ingegnere sovietico S. Balandin ha trovato una soluzione di successo del compito. Negli anni '40 - '50, ha progettato e costruito diversi campioni di aeromobili, dove la canna, che si unì ai pistoni con il meccanismo di trasformazione, non ha reso oscillazioni angolari. Un design così sacrificale, sebbene fosse un po 'complicato dal meccanismo, occupato un volume più piccolo e per l'attrito fornito perdite più piccole. Va notato che il motore è stato testato in Inghilterra nella fine degli anni venti. Ma il merito di S. Balandn è che considerava nuove funzionalità del meccanismo di trasformazione senza una barra di collegamento. Poiché l'asta in un tale motore non oscilla il parente al pistone, quindi dall'altro lato del pistone, attaccare anche una camera di combustione con un sigillo strutturalmente semplice dell'asta che passa attraverso la copertina.
Motore a pistone rotante F. Vankel
Ha un rotore a tre vie, che rende il movimento planetario del distretto dell'albero eccentrico. Il volume che cambia delle tre cavità formato dalle pareti del rotore e la cavità interna del carterica consente il ciclo operativo del motore di calore con l'estensione dei gas. Dal 1964 sui veicoli seriali in cui sono installati i motori a pistoni rotanti, la funzione del pistone viene eseguita da un rotore a tre margize. Il movimento del rotore richiesto nell'alloggiamento relativo all'albero eccentrico è assicurato dal meccanismo di corrispondenza del margine planetario (vedere la figura). Tale motore, con una potenza uguale con un motore a pistone, è più compatto (ha un volume più piccolo del 30%), è più leggero del 10-15%, ha meno dettagli ed è meglio equilibrato. Ma allo stesso tempo il motore del pistone per la durata, affidabilità dei sigilli delle cavità del lavoro, più consumo di carburante e il gas speso conteneva sostanze più tossiche. Ma, dopo che le finiture perenni, queste carenze sono state eliminate. Tuttavia, la produzione di auto con motori a pistoni rotanti in serie, oggi è limitata. Oltre al design di F. Vankel, sono noti i disegni del Nog dei motori a pistoni rotanti di altri inventori (E. Kauertz, Bradshow, R. Seirich, Ruzhitsky, ecc.). Tuttavia, le ragioni oggettive non hanno dato loro l'opportunità di uscire dallo stadio degli esperimenti - spesso a causa di una dignità tecnica insufficiente.
Turbina a due pareti a gas
Dai gas della camera di combustione si precipitano in due ruote di lavoro della turbina associata a ciascuna con alberi indipendenti. Dalla ruota giusta, viene fornito un compressore centrifugo, da sinistra - è selezionato il potere guidato alle ruote dell'auto. L'aria, iniettata da loro, entra nella camera di combustione che passa attraverso lo scambiatore di calore, dove è riscaldato dai gas di scarico. Centrale elettrica a gas-turbina allo stesso potere Compatta e facile combustione interna del motore del pistone, e anche ben bilanciato. Minore gas tossici e spesi. A causa delle caratteristiche delle sue caratteristiche di trazione, la turbina del gas può essere utilizzata in auto senza PPC. La tecnologia di produzione della turbina a gas è stata a lungo masterizzata nel settore dell'aviazione. Per quale motivo, tenendo conto degli esperimenti con le macchine della turbina a gas, hanno già più di 30 anni, non vanno in produzione di massa? La base principale è piccola rispetto ai motori a pistoni della combustione interna efficienza efficiente e bassa efficienza. Inoltre, i motori a gas turbina sono abbastanza costosi in produzione, quindi sono attualmente trovati solo su auto sperimentali.Motore a pistone a vapore
Le coppie hanno alternativamente servito due lati opposti del pistone. Il feed è regolato da una bobina, che scivola sopra il cilindro nella scatola di distribuzione del vapore. Nel cilindro, l'asta del pistone è sigillata con una manica ed è collegata a un meccanismo di cratutofono sufficientemente massiccio, che converte il suo movimento alternativo nel rotatorio.Motore r.stiling. Combustione esterna del motore
Due pistoni (il piano inferiore, la parte superiore del crogiolo) sono collegati al meccanismo a manovella con aste concentriche. Il gas situato nelle cavità sopra e sotto il pistone dello spostamento, il riscaldamento in alternativa dal bruciatore nella testa del cilindro, passa attraverso lo scambiatore di calore, il più fresco e il retro. Il cambiamento ciclico della temperatura è accompagnato da un cambiamento di volume e, di conseguenza, l'effetto sul muoversi i pistoni. Tali motori lavoravano su olio combustibile, legna da ardere, carbone. I loro vantaggi includono durata, funzionamento regolare, eccellenti caratteristiche di trazione, che ti consente di fare a meno di un cambio. I principali svantaggi: la massa impressionante dell'unità di potenza e la bassa efficienza. Sviluppo esperto degli ultimi anni (ad esempio, American B. Lira, ecc.) Ci ha permesso di costruire aggregati del ciclo chiuso (con condensazione completa dell'acqua), selezionare le composizioni dei liquidi a vapore con gli indicatori più redditizi di acqua. Ciononostante, nessuna fabbrica ha Dary sulla produzione di massa con motori a vapore negli ultimi anni. Il motore riscaldato, la cui idea suggeriva r.tiling nel 1816 si riferisce a motori a combustione esterni. Serve elio o idrogeno sotto pressione, alternativamente raffreddato e riscaldato. Tale motore (vedi figura) In linea di principio, è semplice, ha un consumo di carburante inferiore rispetto alla combustione interna dei motori del pistone, durante il funzionamento non emette gas che hanno sostanze nocive e hanno anche un'efficienza ad alta efficienza pari a 0,38. Tuttavia, l'introduzione del motore R. Stirling nella produzione di massa è ostacolata da gravi difficoltà. È grave e molto ingombrante, ottiene lentamente lo slancio guadagna rispetto al motore a combustione interna del pistone. Inoltre, è difficile garantire il sigillante affidabile delle cavità del lavoro. Tra i motori non convenzionali, una villa è una ceramica, che non è costruttivamente diversa dal tradizionale motore a combustione del pistone a quattro tempi. Solo i suoi dettagli più importanti sono realizzati in materiale ceramico in grado di resistere a temperature 1,5 volte superiore al metallo. Di conseguenza, il motore ceramico non richiede un sistema di raffreddamento e quindi non ci sono perdite di calore associate al suo lavoro. Ciò consente di costruire il motore che lavorerà sul cosiddetto ciclo Adiabatico, che promette una significativa riduzione del consumo di carburante. Nel frattempo, tali lavori sono condotti da specialisti americani e giapponesi, ma non ancora escono dalla fase di ricerca decisionale. Sebbene in esperimenti con una varietà di motori non tradizionali, non vi è ancora carenza, la posizione dominante sulle auto, come già notato sopra, conservare e, forse, i motori a quattro tempi del pistone della combustione interna rimarranno a lungo.Combustione interna. Il suo dispositivo è piuttosto complesso, anche per un professionista.
Quando acquisti un'auto, prima guarda le caratteristiche del motore. Questo articolo ti aiuterà a gestire i principali parametri del motore.
Numero di cilindri. Le auto moderne hanno fino a 16 cilindri. Questo è molto. Ma il fatto è che i motori a pistoni della combustione interna con lo stesso potere e il volume possono differire in modo significativo in altri parametri.
Come sono i cilindri?
I cilindri possono essere posizionati due tipi: in linea (seriale) e a forma di V (doppia riga).
Con un ampio angolo, le caratteristiche dinamiche diminuiscono in modo significativo, ma in questo caso aumenta l'inerzia. Con un piccolo carbone, l'inerzia e il peso diminuiscono, ma questo porta al rapido surriscaldamento.
Motore opposto
C'è anche un motore contrario del radicale con un angolo di collasso in 180 gradi. In un tale motore, tutti i difetti e i benefici sono massimali.
Considera i vantaggi di un tale motore. Questo motore è facilmente integrato nel vano motore più basso, che riduce il centro di massa e, come risultato della quale la resistenza dell'auto e della sua gestione è in aumento, che non è molto importante.
Sui motori a pistone opposti della combustione interna, il carico di vibrazione è ridotto e sono completamente equilibrati. Sono anche una piccola lunghezza dei motori a single-riga. Ci sono svantaggi - è aumentata la larghezza del compartimento motore della vettura stessa. Il motore opposto è installato su marchi Porsche, così come Subaru.
Varietà del motore - a forma di w
Al momento, il motore a forma di w, che produce Volkswagen, comprende due gruppi a pistoni dai motori VR, che sono ad un angolo di 72 ° e dovuto a questo, e il motore con quattro file di cilindri è ottenuto.
Ora formano motori a forma di w con 16, 12 e 8 cilindri.
Motore W8. - Due cilindri a quattro lati in ogni riga. Ha due alberi di bilanciamento che ruotano più velocemente dell'albero motore due volte, sono necessari per bilanciare le forze di inerzia. Questo motore ha un posto dove stare sulla macchina - VW Passat W8.
Motore W12. - Quattro volte, ma già tre cilindri in ogni riga. Si verifica su VW Phaeton W12 e Audi A8 W12 auto.
Motore W16. - Quattro classifiche, quattro cilindri in ogni riga, è solo sulla macchina Bugatti Veyron 16.4. Questo motore con una capacità di 1000 hp Ed è fortemente influenzato dai momenti inerziali di negativi sulle aste di collegamento, ridotta a causa di un aumento dell'angolo del collasso a 90 °, e allo stesso tempo abbassato il tasso del pistone a 17,2 m / s. È vero, la dimensione del motore è aumentata da questo: la sua lunghezza è 710, la larghezza è 767 mm.
E il tipo di motore più raro è a forma di V (anche chiamato - VR, guarda il disegno più alto a destra), che è una combinazione di due varietà. Nei motori, il VR è un piccolo collasso tra le file dei cilindri, solo 15 gradi, che ha permesso di utilizzare una testa generale su di loro.
Volume del motore. Quasi tutte le altre caratteristiche del motore dipendono da questo parametro del motore del pistone della combustione interna. In caso di aumento del volume del motore, aumenta la potenza, e, di conseguenza, il consumo di carburante aumenta
Materiale motore. I motori sono solitamente realizzati in tre tipi di materiale: alluminio o leghe, ghisa e altri ferroalla, o leghe di magnesio. Solo le risorse e il rumore del motore dipendono da questi parametri.
I parametri più importanti del motore
Coppia. È creato dal motore allo sforzo massimo di trazione. Unità di misurazione - NMW Metri (NM). La coppia influisce direttamente sulla "elasticità del motore" (capacità di accelerare sui giri bassi).
Energia. Unità di misurazione - Horsepower (HP) da lei dipende il tempo di accelerazione e velocità dell'auto.
Turni massimi dell'albero motore (rpm). Indicare il numero di rivoluzioni che possono resistere al motore senza perdere la forza delle risorse. Un gran numero di giri indica la nitidezza e il dinamismo nella natura della macchina.
Importante in auto e materiali di consumo
Burro. Il suo consumo è misurato in litri per mille chilometri. Il marchio di petrolio è indicato da xxwxx, dove il primo numero indica una densa viscosità densa. Gli oli con alta densità e viscosità aumentano in modo significativo l'affidabilità e la forza del motore, e gli oli con un piccolo guscio denso danno buone caratteristiche dinamiche.
Carburante. Il suo consumo è misurato in litri per cento chilometri. Nelle auto moderne, è possibile utilizzare quasi tutti i marchi di benzina, ma vale la pena ricordare che il basso numero di ottano influisce sulla caduta di forza e potenza, e il numero di ottano sopra la norma riduce la risorsa, ma aumenta la potenza.
