Motoarele cu combustie internă (ICE) fac parte din clasa motoarelor termice în care are loc procesul de ardere a combustibilului și transformarea căldurii astfel obținute în lucrări mecanice în cilindrul de lucru al motorului însuși. Organismul de lucru aici este produsul de combustie al combustibilului, ceea ce este numit denumirea "motoarelor cu combustie internă". Produsele gazoase de combustie a combustibilului sunt caracterizate de presiune si temperatura ridicate. Forțele de presiune ale produselor de combustie acționează asupra pistonului situat în cilindru, determinând mutarea acestuia pe axa cilindrului. Mișcarea progresivă a pistonului este transformată într-o mișcare de rotație a arborelui cotit al motorului cu ajutorul unui mecanism de pârghie și este transmisă pe arborele mecanismului de antrenare sau arborelui. Ciclul de lucru al motorului este complexul proceselor de conversie a energiei combustibilului în lucrări mecanice.
Luați în considerare principiile de clasificare a motorului.
Prin denumire, motoarele de nave sunt împărțite în motoare principale și auxiliare. Primul furnizează mișcarea navei, iar al doilea pune în mișcare mecanismele auxiliare ale centralei electrice (pompe, compresoare, generatoare de centrale navale, etc.).
Prin intermediul ciclului de operare distinge motoarele în doi timpi, în care ciclul de lucru este efectuat pentru două cursa corespunzătoare unei rotații a arborelui cotit, iar motoarele în patru timpi, în care ciclul de lucru se realizează pentru patru timpi sau două rotații ale arborelui cotit. Astfel, tact este parte a ciclului motorului care corespunde unui cursă a pistonului. Accident vascular cerebral este distanța dintre punctele moarte ale pistonului; piston punctul mort numit pozițiile sale extreme, în timp ce se deplasează într-un cilindru.
Prin modul de funcționare, se disting motoarele de acțiune simple și duble. Primul ciclu de lucru are loc numai într-o singură cavitate a cilindrului de lucru - deasupra pistonului, iar în al doilea - în ambele cavități ale cilindrului de lucru.
În metoda de umplere a cilindrului încărcăturii proaspete de lucru distinge cu aspirație naturală motoare, în care aspirația unui amestec de lucru sau de aer se face cu piston (y în patru timpi motor cu ardere internă), sau prin suprapresiune ușoară generată de pompa de purjare (în doi timpi motor cu ardere internă) și a motoarelor supraalimentate a căror lucru amestec sau aerul este alimentat în cilindru la presiune ridicată printr-un ventilator special.
Conform metodei de aprindere a amestecului de lucru poate fi izolat motoare cu aprindere forțată în care aprinderea amestecului combustibil provine din scânteie electrică și motoarele cu auto-aprindere a amestecului de lucru prin compresie (diesel) în cilindru în care aerul este comprimat și încălzit, astfel încât combustibilul lichid injectat în ea autoignites .
Ca metodă de formare a amestecului de lucru sunt diferite motoare cu formare de amestec extern (carburator și gaz), în care amestecul de lucru este preparat în exteriorul cilindrului și contactul cilindrului asigurat de o scânteie electrică și motoare cu formare de amestec intern (compresor și beskompressornye motoarele diesel) amestec de lucru al cărui se prepară în interiorul cilindrului și se aprinde prin comprimarea aerului. În prezent, cele mai utilizate pe scară largă pe navele luat beskompressornye motoarele sunt cele mai eficiente de combustibil. motoare cu carburator si gaz gasit in plamani de vase fluviale și de lac și compresor motorină întrerupt. Beskompressornym numit un motor diesel, în care atomizarea combustibil într-un cilindru se realizează printr-o duză sub alimentare cu presiune ridicată de combustibil. Uneori, aceste motoare diesel sunt numite motoare diesel cu combustibil atomizare mecanică. La compresor atomizare combustibil diesel a fost realizată printr-o duză cu ajutorul aerului comprimat, iar acest lucru trebuie să aibă un compresor permanent.
Viteza motorului diesel este estimată prin viteza arborelui cotit sau viteza medie a pistonului
unde s este cursa pistonului, m și n este viteza de rotație a arborelui, rpm. În conformitate cu GOST 4393-74 pentru motoare diesel cu viteză redusă 4,5<ст<7 м/с, у дизелей средней быстроходности 7<ст<10 м/с, а у быстроходных ст>10 m / s. Motoarele cu turație redusă sunt considerate motorine, în care 100
Schema de funcționare a unui motor diesel cu patru cicluri, fără compresor, este prezentată în Fig. 52. Deschiderea supapelor de admisie și evacuare este efectuată de arborii cu came ale arborelui cu came al motorului.
Fig. 52. Schema motorului diesel noncompresor în patru timpi.
Primul pas este aspirarea (încărcarea cilindrului). Atunci când pistonul se deplasează din punctul mort superior (TDC) în jos mort (BDC) la cilindrul de lucru a aerului motorului este aspirat din mediul înconjurător, prin intermediul supapei de admisie 1 (supapa de evacuare 3 este închisă). Pentru umplerea maximă a cilindrului de lucru supapei de aer proaspăt 1 este deschis atunci când manivela la 5 (până la sosirea pistonului de la punctul mort superior) și a fost ridicată la constatarea de la punctul 4 după manivelă BDC va trece. La aspirație, presiunea din cilindru este puțin mai mică decât presiunea atmosferică.
A doua măsură este compresia. Când pistonul se deplasează înapoi, supapele de admisie și evacuare sunt închise în sus; de compresie a aerului are loc, prin care presiunea este crescută la 2800-4500 N / m2 (28-45 kgf / cm2) și la temperaturi de până la 600-700 ° C (873-973 K).
Al treilea ciclu - de lucru accident vascular cerebral (combustie și expansiune). Supapele de evacuare și admisie rămân închise. Duză 2, combustibilul este injectat în cilindru (camera de presiune), într-o formă de pulverizare când manivela fiind într-un punct 6 nu a atins încă multe grade BTDC, adică. E., Cu unele prenex injecție, care este necesar pentru pregătirea combustibilului pentru a aprinde spontan. Sub acțiunea combustibilului la temperatură ridicată este aprins și o cantitate mare de gaz. Astfel, pentru o perioadă scurtă de timp, măsurat în fracțiuni de secundă, presiunea crește la cilindru 5000-12 500 kN / m 2 (50-125 kgf / cm2), iar temperatura gazului la 1600-2200 ° C (1873-2473 K). Sub influența gazelor expansiune a deplasa pistonul în jos de la punctul mort superior la BDC.
A patra măsură este eliberarea. Când manivela fiind la un punct 8, încă nu ajunge la BDC, supapa de evacuare se deschide, iar pistonul se deplasează de la punctul mort superior la BDC, dislocă gazele de evacuare ale cilindrului de lucru. În acest moment, supapa de evacuare este complet deschisă, iar supapa de admisie este închisă. Presiunea din cilindru este redusă la 105-110 kN / m 2 (1-1,1 kgf / cm2), iar temperatura gazelor este de 350-400 ° C (623-673 K). Capătul de eliberare, adică închiderea supapei de evacuare, are loc după ce pârghia trece prin TDC (la punctul 7). Aceasta contribuie la o mai bună curățare a cilindrului de la produsele de combustie ale combustibilului.
Pentru a implementa cursele de aspirație (încărcare), comprimare și eliberare, este necesară o cheltuială a energiei mecanice a motorului. Această energie se acumulează în cursul cursei de lucru în volant și în toate părțile în mișcare ale motorului și este apoi consumată datorită inerției mișcării lor în timpul celor trei cicluri specificate. Prin urmare, motoarele sunt furnizate cu un volant, care este ca o baterie de energie cinetică. În cazul motoarelor cu mai multe cilindri, cursele pregătitoare într-un singur cilindru sunt efectuate și prin curse de lucru în alte cilindri, deoarece în astfel de motoare cilindrii nu funcționează simultan, dar la intervale regulate. Aceasta asigură o uniformitate mai mare a rotației arborelui motorului.
Ciclul de funcționare al motorului în doi timpi se face în două curse ale pistonului sau o rotație a arborelui cotit. Motoarele în doi timpi, spre deosebire de motoarele în patru timpi, nu au deloc vane, sau au numai supape de evacuare. În ambele cazuri, cilindrul de lucru este purjat cu aer proaspăt prin fante speciale în pereți - ferestre de curățare. Ca pompe de purjare (suflante) pentru motoare în doi timpi, se utilizează pistoane, pompe centrifuge și rotative cu trei lobi, acționate de la arborele cotit al motorului. Aerul din compresor este alimentat în cutia cu inel - receptorul, amplasat de-a lungul circumferinței cilindrului, și din acesta prin ferestrele de purjare - în cilindru.
În Fig. 53 prezintă o schemă a unui motor diesel în doi timpi, cu cel mai simplu contur fantă cilindru valveless purjat. Principiul de funcționare al motorului trebuie luat în considerare în momentul în care un rezultat al aprinderii combustibilului și creșterea ulterioară a presiunii și a pistonului de expansiune a gazelor începe să se deplaseze de la punctul mort superior la BDC (poziția I) și se efectuează un accident vascular cerebral de lucru până la deschiderea pistonului orificiile de evacuare 3 (poziția II). La deplasarea în continuare a pistonului către BDC când presiunea cilindrului scade la 120-140 kN / m2 (1,2-1,4 kgf / cm2) deschide porturile de evacuare de 2 și începe suflare cilindru de aer proaspăt de la ventilatorul la receptor și de acolo în cutia de purjare (poziția III) presiunea de 1300-1500 kN / m 2 (1,3-1,5 kgf / cm2).
Fig. 53. Diagrama motorului diesel în doi timpi.
După aceea, pistonul începe să se deplaseze de la BDC la TDC (poziția III) și până la închiderea ferestrelor de curățare 2 continuă procesul de purjare a cilindrului. Ferestrele de ieșire rămân deschise pentru o perioadă de timp pentru a permite cilindrului să fie complet curățate de gaze. Odată cu mișcarea suplimentară a pistonului către TDC, orificiile de evacuare sunt închise, iar aerul este comprimat (poziția IV). Când pistonul se apropie de TDC, injectorul 1 injectează combustibilul, care, datorită temperaturii ridicate a aerului comprimat, aprinde și aprinde ciclul. Astfel, aici putem distinge două măsuri principale - compresia și expansiunea (cursa de lucru), iar ciclurile de admisie și evacuare ca cicluri separate independente sunt absente. Procesele de curățare a cilindrului de gaze și umplerea acestuia cu aer apar împreună cu măsurile de bază, ca și cum ar fi suprapuse pe ele. De asemenea, se poate concluziona că funcționarea unui motor în doi timpi fără o pompă de purjare nu este posibilă.
Principala modalitate de a crește puterea motoarelor moderne în patru timpi și în doi timpi este alimentarea forțată a aerului cu cilindri. Acest lucru face posibilă arderea unei cantități mai mari de combustibil în același volum al camerei de ardere și obținerea unei creșteri corespunzătoare a puterii. Există presurizare cu turbină mecanică și cu gaz. Cu metoda de încărcare mecanică, pompa de aer este acționată de la arborele cotit al motorului diesel, cu o parte din puterea consumată. O mai bună este presiunea turbinei cu gaz, atunci când compresorul este acționat de o turbină cu gaz care rulează pe gazele de eșapament ale motorului diesel.
Proiectarea motorului diesel în patru timpi și structura generală a componentelor și componentelor sale principale sunt prezentate în Fig. 54. Structura pieselor fixe care formează scheletul motorului, include cadru de bază 1, cadru (carcasă) 2, un bloc cilindric 3 și capacul cilindrului 4. Cavitatea formată de pat 2 și a plăcii de bază 1 se numește spațiu carter și rama în sine este atașat prin bolțuri la cadrul fundației, formează un carter.
Fig. 54. Aranjarea unui motor cu combustie internă.
Structura pieselor în mișcare care formează un mecanism cu manivelă include un piston 9, inelul de piston 8, bolțul pistonului 10, biela 11, arborele cotit 16 (bielelor în motoarele de cruce), etc. volant.
mecanismul de supape constă din supapele de admisie și de evacuare 6 cu arcurile, părțile supapă de acționare (tije de împingere) 7, rolele 12 tije de împingere, un arbore cu came 13, angrenaje acționate 18, inelul cu came 14 și roțile dințate 15 și 17 conduce arborele cu came al brațelor supapelor 5.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: