Тепловые двигатели и нагнетатели. Ляшков В.И. - 35 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

туре t направляются в турбину, вал которой с помощью зубчатой передачи или гидромуфты передает получаемую
мощность главному валу установки.
8. По числу и расположению цилиндров двигатели бывают: одно-, двух- и многоцилиндровые, рядные, V-
образные, Х-образные.
Рассмотрим теперь реальный процесс современного четырёхтактного дизеля. Четырёхтактным его назы-
вают потому, что полный цикл здесь осуществляется за четыре полных хода поршня, хотя, как мы сейчас уви-
дим, за это время осуществляется несколько больше реальных термодинамических процессов. Эти процессы
наглядно представлены на рис. 4.2.
Рис. 4.2. Рабочие процессы четырёхтактного поршневого ДВС:
I – всасывание; II – сжатие; III – рабочий ход; IV – выталкивание
Во время такта всасывания (I) всасывающий (впускной) клапан открывается за несколько градусов до
верхней мёртвой точки (ВМТ). Моменту открытия соответствует точка r на р–V диаграмме. При этом процесс
всасывания происходит при движении поршня к нижней мёртвой точке (НМТ) и он идёт при давлении р
вс
меньше атмосферного р
а
(или давления наддува р
н
). При перемене направления движения поршня (от НМТ к
ВМТ) впускной клапан закрывается тоже не сразу, а с определённым запаздыванием (в точке m). Далее при за-
крытых клапанах происходит сжатие рабочего тела (до точи с). В дизельных машинах всасывается и сжимается
чистый воздух, а в карбюраторных – рабочая смесь воздуха с парами бензина. Этот ход поршня принято назы-
вать тактом сжатия (II).
За несколько градусов угла поворота коленчатого вала до ВМТ в цилиндр впрыскивается через форсунку
дизельное топливо, происходит его самовоспламенение, сгорание и расширение продуктов сгорания. В карбю-
раторных машинах рабочая смесь принудительно поджигается с помощью электрического искрового разряда.
При сжатии воздуха и сравнительно малом теплообмене со стенками температура его значительно повы-
шается, превышая температуру самовоспламенения топлива. Поэтому впрыснутое мелко распылённое топливо
очень быстро прогревается, испаряется и загорается. В результате сгорания топлива давление в цилиндре сна-
чала резко, а затем, когда поршень начинает свой путь к НМТ, с уменьшающимся темпом, увеличивается до
максимума, а затем, по мере сгорания последних порций топлива, поступившего при впрыскивании, даже на-
чинает уменьшаться (из-за интенсивного роста объёма цилиндра). Будем считать условно, что в точке с′ про-
цесс горения заканчивается. Далее следует процесс расширения дымовых газов, когда сила их давления двигает
поршень к НМТ. Третий ход поршня, включающий процессы сгорания и расширения, называют рабочим ходом
(III), ибо только в это время двигатель совершает полезную работу. Эту работу аккумулируют с помощью ма-
ховика и отдают потребителю. Часть аккумулированной работы расходуется при совершении остальных трёх
тактов.
Когда поршень приближается к НМТ, с некоторым опережением открывается выпускной клапан (точка b)
и отработанные дымовые газы устремляются в выхлопную трубу, а давление в цилиндре резко падает почти до
атмосферного. При ходе поршня к ВМТ происходит выталкивание дымовых газов из цилиндра (такт IV – вы-
талкивание). Поскольку выпускной тракт двигателя обладает определённым гидравлическим сопротивлением,
давление в цилиндре во время этого процесса остается выше атмосферного. Выпускной клапан закрывается позже
прохождения ВМТ (точка n), так что в каждом цикле возникает ситуация, когда одновременно открыты и впуск-
ной, и выпускной клапаны (говорят о перекрытии клапанов). Это позволяет лучше очистить рабочий цилиндр от
продуктов сгорания, в результате увеличивается эффективность и полнота сгорания топлива.
Во многом по-другому организуется цикл у двухтактных машин (см. рис. 4.3). Обычно это двигатели с
наддувом, и для этого они, как правило, имеют приводную воздуходувку или турбокомпрессор 2, который во
время работы двигателя нагнетает воздух в воздушный ресивер 8. Рабочий цилиндр двухтактного двигателя
всегда имеет продувочные окна 9, через которые воздух из ресивера попадает в цилиндр, когда поршень, про-
ходя к НМТ, начнёт открывать их всё больше и больше.
За первый ход поршня, который принято называть рабочим ходом, в цилиндре двигателя происходит сго-
рание впрыснутого топлива и расширение продуктов сгорания. Эти процессы на индикаторной диаграмме а)
отражены линией c – z – m. В точке m открываются выпускные клапана и под действием избыточного давления

Страницы