ᐉ Классификация двигателей и их систем. Компоновка силовой установки машины

Двигатели могут быть классифицированы по различным признакам.

По назначению их подразделяют на стационарные и транспортные. К стационарным относятся двигатели генераторных, компрессорных, буровых и других установок. Они, как правило, работают в постоянном нагрузочном и скоростном режимах. К транспортным относятся двигатели автомобилей, тракторов, тепловозов, судов и других ТС.

По роду основного топлива для традиционных двигателей выделяют те, которые работают на тяжелом (дизельном) и легком (бензин, керосин) топливе, газовые, многотопливные и другие двигатели. Перспективным видом топлива для ТС в настоящее время считается водород.

По способу преобразования тепловой энергии в механическую различают двигатели внутреннего сгорания, у которых сгорание тогшивовоздушной смеси происходит внутри рабочего тела, и внешнего сгорания, у которых этот процесс осуществляется вне рабочего тела, и теплота передается через стенку.

По способу смесеобразования выделяют двигатели с внешним смесеобразованием (бензиновые карбюраторные и с впрыском топлива во впускной коллектор) и внутренним смесеобразованием (все дизели и бензиновые двигатели с непосредственным впрыском топлива в камеру сгорания).

По способу воспламенения рабочей жидкости различают двигатели с самовоспламенением и искровым зажиганием.

По способу осуществления рабочего цикла двигатели подразделяют на двух- и четырехтактные.

По способу регулирования мощности различают двигатели с количественным (изменяется количество смеси, поступающей в цилиндр), качественным (изменяется соотношение количества воздуха и топлива в смеси) и смешанным регулированием.

По конструкции традиционные двигатели подразделяют на поршневые, роторные, газотурбинные и другие, менее известные. На наземных ТС наиболее широкое распространение получили поршневые двигатели:

• рядные
• V-образные
• а также опозитные с углом развала между поршнями, равным 180°

Различают двигатели без наддува и с наддувом, который может быть динамическим, с турбокомпрессором и приводным компрессором (нагнетателем), а также комбинированным.

В настоящее время на ТС применяют в основном дизели и бензиновые поршневые четырехтактные ДВС. Их отличают автономность, относительная экономичность и высокая удельная мощность. К недостаткам поршневых ДВС можно отнести неоптимальную скоростную, характеристику (изменение мощности и вращающего момента на коленчатом валу в зависимости от частоты его вращения), токсичность отработавших газов, трудность пуска при низких температурах, высокий уровень вибрации и шума.

На колесные и гусеничные тягачи, грузовые автомобили и другие ТС средней и большой грузоподъемности чаще всего устанавливают быстроходные рядные и V-образные дизели, поскольку они экономичнее по сравнению с бензиновыми двигателями, а используемое в них топливо более дешевое и менее пожароопасное. Кроме того, достоинством дизелей является возможность значительного увеличения их мощности за счет применения наддува. Вместе с тем следует отметить, что удельная мощность дизелей меньше, чем у бензиновых двигателей, их топливная аппаратура более сложная и дорогостоящая, а пусковые качества ниже.

Большинство легковых, а также некоторые грузовые автомобили малой и средней грузоподъемности имеют бензиновые двигатели, которые по сравнению с дизелями обладают облегченным пуском при низких температурах, большей компактностью, как правило, повышенной приемистостью и меньшей шумностью. Ранее применялись лишь карбюраторные бензиновые двигатели. В настоящее время наиболее широкое распространение получили двигатели с форсуночным (инжекторным) впрыском бензина.

Для некоторых тяжелых ТС перспективны газотурбинные двигатели. Их преимуществами являются высокая удельная мощность, многотопливность, малая токсичность отработавших газов, возможность выхода на режим максимальной мощности двигателя сразу после пуска, низкий расход смазочного масла, хорошие пусковые качества при низких температурах, автоматическое изменение вращающего момента на валу в довольно широких пределах, малая продолжительность обслуживания, более плавная работа, пониженный уровень вибрации и меньшая эксплуатационная стоимость. К основным недостаткам газотурбинного двигателя, которые ограничивают его использование, следует отнести относительно высокий расход топлива (особенно при малых нагрузках и на холостом ходу), значительный расход воздуха, невысокие динамические (разгонные) характеристики и низкую надежность, связанную с проблемой обеспечения прочности турбинного колеса, которое работает в очень тяжелых температурных условиях.

Агрегаты СУ, обслуживающие двигатель, входят в определенные системы. Различают системы питания топливом, питания воздухом, охлаждения, подогрева двигателя, пуска двигателя, выпуска отработавших газов и смазочную систему. Для бензиновых двигателей с внешним смесеобразованием обычно не разделяют системы питания топливом и воздухом, а говорят просто о системе питания.

Взаимное расположение двигателя и агрегатов его вспомогательных систем в силовом отделении ТС отличается многообразием. Наиболее существенное влияние на компоновку СУ оказывают расположение двигателя в машине, его связь с трансмиссией, тип системы охлаждения, размещение ее агрегатов, топливных и масляных баков.

Все виды компоновочных решений СУ подчиняются общим требованиям, основными из которых являются изоляция СУ от других отделений ТС, рациональное использование объема машины, обеспечение эффективной и надежной работы двигателя и обслуживающих его систем, удобство доступа к агрегатам СУ при обслуживании и ремонте, удобство установки и снятия двигателя и агрегатов его систем.

По взаимному расположению двигателя, кабины (салона, отделения управления) и грузовой платформы (кузова, десантного отделения) различают шесть схем компоновки СУ с двигателем, расположенным:

1. перед кабиной
2. под кабиной
3. в кабине
4. между кабиной и грузовым отделением
5. в средней части машины, под грузовой платформой
6. в задней части машины

На колесных машинах общетранспортного назначения чаще всего применяются первая и вторая схемы, реже — третья. Компоновка СУ с расположением двигателя за кабиной (четвертая схема) используется в основном на тяжелых колесных тягачах, гусеничных тягачах малой и средней грузоподъемности. Пятая схема компоновки (двигатель находится в средней части машины) характерна для специальных ТС, назначение которых не позволяет устанавливать двигатель в другом месте. Двигатель, размещенный в задней части ТС, имеют многие гусеничные машины, автобусы и некоторые колесные машины специального назначения.

Двигатель может устанавливаться как вдоль, так и поперек продольной оси ТС. При продольном расположении двигателя его связь с агрегатами трансмиссии, как правило, наиболее проста (в наибольшей мере это относится к полноприводным многоосным колесным машинам). Однако в этом случае силовое отделение часто имеет большую длину, а в трансмиссии обязательно при-меняются конические зубчатые колеса. При поперечном расположении двигателя значительно сокращается длина силового отделения, но в ряде случаев усложняется связь двигателя с трансмиссией.

В моторном отделении машины двигатель может располагаться вертикально (чаще всего), наклонно или горизонтально. Последний вариант осуществляется тогда, когда небольшая высота моторного отделения имеет решающее значение по компоновочным соображениям.

Все агрегаты систем СУ должны располагаться как можно ближе к двигателю с целью наиболее рационального использования объема силового отделения и сокращения длины соединительных трубопроводов. В случае применения коротких трубопроводов уменьшается вибрация, вызывающая поломки и нарушение герметичности соединений, и снижается гидравлическое сопротивление, что в конечном счете повышает надежность и КПД двигателя и его систем.

Агрегаты СУ, требующие в процессе эксплуатации ТС периодического обслуживания (топливные и масляные фильтры, воздухоочистители, насосы, краны и др.), следует размещать в доступных местах. Эта задача часто весьма сложна, особенно при плотной компоновке моторного отделения. В связи с этим стремятся создавать такие конструкции агрегатов, которые не требуют периодического обслуживания в течение гарантийного срока службы двигателя.

Топливные баки размещают на свободных местах после определения положения двигателя, трансмиссии и других крупных агрегатов.

Воздухоочистители необходимо располагать в верхней части моторного отделения, где запыленность воздуха минимальна, и как можно ближе к двигателю, что уменьшит сопротивление впускного трубопровода.

Особенности размещения в силовом отделении жидкостных и масляных радиаторов или теплообменников определяются типами системы охлаждения и вентилятора.

Основными оценочными параметрами СУ в целом являются масса и габаритные размеры двигателя, а также всех обслуживающих его агрегатов и систем.

У современных колесных и гусеничных ТС доля массы СУ в общей массе машины довольно велика (до 20… 30 %). Наиболее тяжелый агрегат — двигатель, однако суммарная масса вспомогательных агрегатов (топливные баки с горючим, радиаторы, воздухоочистители, топливные и масляные фильтры, пусковые устройства и др.) также значительна.

Изучение общего устройства двигателя, назначение его механизмов и систем. Ознакомление с устройством и работой механизма газораспределения ДВС. Ознакомление с устройством и работой систем питания дизелей

большой скоростью за счет перепада давлений (участок
b’b), а затем поршень выталкивает оставшиеся газы
(участок br).

7.  
.Поясните режимы работы ДВС по
характерным точкам скоростной           характеристики.

N_e – мощность

M_в –
вращающий момент

G_т –
часовой расход топлива

g_e – удельный расход топлива

n_д –частота вращения двигателя

α – степень обогащения смеси

Максимальная N_{e достигается
при 5500 об/мин. Минимальная же при 1000об/мин.}

G_т  увеличивается
при  увеличении оборотов двигателя по линейной зависимости.

M_в уменьшается
с набором оборотов двигателя.

С увеличением частоты
вращения цикловая подача топлива карбюратором сначала растет, а потом несколько
падает. Также сначала увеличивается, а затем уменьшается наполнение цилиндров
свежей рабочей смеси. Из-за этого вращающий момент двигателя сначала
возрастает, а потом падает. Поскольку число циклов в единицу времени
увеличивается, то увеличивается  и часовой расход топлива, а вместе с ним до
определенного момента растет и мощность двигателя. Затем из-за ухудшения
сгорания и механический потерь, эффективная мощность снижается. Мощность имеет
четкий максимум на графике. Удельный расход (g_e) с
ростом оборотов сначала снижается, а потом возрастает, на определенном режиме
имеется минимум.

1.  По
каким признакам классифицируются поршневые ДВС?

2. 
Основные отличия циклов четырех
тактного карбюраторного и дизельного ДВС?

3. 
Что называется тактом, рабочим
циклом двигателя?

4. 
Что называется степенью сжатия,
литражом, индикаторной мощностью, эффективной мощностью двигателя, крутящим
моментом, удельным расходом топлива, часовым расходом топлива?

5. 
Рассмотрите рабочий процесс
четырехтактного двигателя, используя индикаторную диаграмму. В чем основные
отличия индикаторной диаграммы карбюраторного двигателя от дизельного?

6. 
Что понимается под скоростной
характеристикой ДВС? Характерные точки на скоростной характеристике.

7. 
Какой двигатель называют
четырехтактным? Двухтактным? Объясните рабочий цикл четырехтактного двигателя.

Отчет выполнил студент
_____________________ «___» ____________ 200__ г.

Отчет принял преподаватель  _________________ «___»
____________ 200__ г.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3

КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ

Цель работы.

Ознакомление с
назначением, устройством и работой кривошипно-шатунных механизмов ДВС.

Задание.

Уяснить назначение и работу кривошипно-шатунного
механизма (КШМ), основные детали, из которых он состоит.

Изучить назначение, расположение и взаимодействие
деталей КШМ; условия работы, конструкцию, материал деталей.

Рассмотреть конструкцию блока цилиндров: из какого
материала и как изготавливается, особенности конструкции блока цилиндров
рядного и V-образного двигателей, порядок нумерации цилиндров,
места установки гильз цилиндров, коренных подшипников коленчатого вала,
расположение рубашки охлаждения и каналов подвода смазки к коренным подшипникам
коленчатого вала и опорным шейкам распределительного вала.

При изучении гильз и цилиндров обратить внимание на их
установку и уплотнение в местах посадки в блок цилиндров, на расположение
антикоррозийных вставок.

При изучении поршней выяснить назначение его отдельных
элементов, рассмотреть назначение и расположение выемок на днище,
термокомпенсационных прорезей, обратить внимание на расположение меток на
поршне, их назначение.

Изучить назначение, условия работы, устройство и
действие компрессионных и маслосъемных колец, обратить внимание на их
расположение и количество, форму поперечного сечения. Уяснить правила установки
колец в канавки поршня.

Изучить назначение и конструкцию поршневых пальцев,
предъявляемые к ним требования, материал для изготовления, особенности
крепления в бобышках поршня.

Изучить конструкцию шатунов: обратить внимание на
наличие отверстий

Классификация двигателей внутреннего сгорания (ДВС)

Содержание

Для полного понимания двигателей внутреннего сгорания необходимо хорошо разбираться в классификации двигателей. Двигатели внутреннего сгорания можно классифицировать по нескольким основаниям. Здесь подробно обсуждаются некоторые из наиболее популярных оснований классификации двигателей внутреннего сгорания.

Классификация двигателей внутреннего сгорания по типу используемого топлива

1. Двигатели, использующие летучие жидкие топлива

например, бензин, бензол, керосин, спирт и т. д.

2. Двигатели, работающие на газообразном топливе

, такие как сжатый природный газ (КПГ), сжиженный нефтяной газ (СНГ), доменный газ и биогаз.

3. Двигатели, работающие на твердом топливе

, такие как древесный уголь, порошкообразный уголь и т. д.

4. Двигатели, использующие вязкое жидкое топливо

, такие как тяжелое и легкое дизельное топливо.

5. Двигатели, работающие на двух видах топлива

Классификация двигателей внутреннего сгорания по способу наддува

1. Двигатели без наддува

Двигатель без наддува — это двигатель внутреннего сгорания, в котором потребление кислорода зависит исключительно от атмосферного давления и не зависит от принудительной индукции через турбокомпрессор или нагнетатель. Во многих спортивных автомобилях специально используются двигатели без наддува, чтобы избежать турбо-задержки.

2. Двигатели с наддувом

Нагнетатель — это воздушный компрессор, который увеличивает давление или плотность воздуха, подаваемого в двигатель внутреннего сгорания. Это дает двигателю больше кислорода при каждом цикле впуска, позволяя ему сжигать больше топлива и выполнять больше работы, тем самым увеличивая мощность.

Классификация двигателей внутреннего сгорания по типу зажигания

1. Батарейная система зажигания

В аккумуляторной системе зажигания батарея используется для подачи энергии для зажигания. Он работает как накопитель энергии и заряжается от динамо-машины, которая приводится в движение двигателем. Он преобразует химическую энергию в электрическую.

Два типа батарей, используемых в системе искрового зажигания: свинцово-кислотная батарея и щелочная батарея. Первый используется в легковых коммерческих автомобилях, а другой используется в большегрузных коммерческих автомобилях. Он расположен на первичной обмотке катушки зажигания.

2. Магнето Система зажигания

Магнето – это небольшой электрический генератор, который приводится во вращение двигателем и способен вырабатывать очень высокое напряжение и не требует батареи в качестве источника внешней энергии.

Магнето содержит как первичную, так и вторичную обмотку, поэтому ему не требуется отдельная катушка для повышения напряжения, необходимого для работы свечи зажигания.

Классификация двигателей внутреннего сгорания по типу охлаждения

1. Двигатели с воздушным охлаждением

Двигатели с воздушным охлаждением используют циркуляцию воздуха непосредственно над горячими частями двигателя для их охлаждения.

2. Двигатели с водяным охлаждением

Водяное охлаждение является методом отвода тепла от компонентов и промышленного оборудования. В отличие от воздушного охлаждения, в качестве проводника тепла используется вода. Водяное охлаждение обычно используется для охлаждения двигателей внутреннего сгорания.

Классификация двигателей внутреннего сгорания по расположению цилиндров

1. Ряд цилиндров

2. Ряд цилиндров

Рекомендуемый источник изображения: Автор Жан-Даниэль Драпо-Мак Николл – Де л'использование воды в Монреале, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org /w/index.php?curid=11762515

Общая классификация двигателей IC

1 Комментарий
/ Автомобиль / По администратору

Содержание

Делиться — значит заботиться :)-

Двигатель внутреннего сгорания (IC Engine…

Пожалуйста, включите JavaScript

Двигатель внутреннего сгорания (двигатель внутреннего сгорания): история и разработка двигателя Ленуара

Что вы узнаете после прочтения этой статьи?

• Общая классификация двигателей внутреннего сгорания
• Основное различие между четырехтактным двигателем и двухтактным двигателем
• Основное различие между двигателем SI и двигателем CI

068 частей и номенклатура . Мы знаем, что существует два типа двигателей: первый — двигатель внутреннего сгорания, а второй — двигатель внешнего сгорания. Оба эти двигателя широко используются в машиностроении, но благодаря малому соотношению веса и мощности и мобильности двигатели внутреннего сгорания широко используются в автомобильной промышленности. 9Двигатели 0080 IC являются важной частью автомобильных исследований. В основном мы знаем только о двух типах, бензиновых двигателях и дизельных двигателях, но есть много других параметров, по которым можно классифицировать двигатель.

Двигатели внутреннего сгорания можно классифицировать по используемому топливу, термодинамическому циклу, типу зажигания, типу системы охлаждения, расположению цилиндров, способу наддува и т. д. Сейчас мы подробно изучим это.

В соответствии с циклом работы:

Мы знаем, что двигатели внутреннего сгорания преобразуют химическую энергию в механическую в циклическом режиме. Существует множество термодинамических циклов, таких как цикл Карно, цикл Отто, цикл Дизеля, цикл Ренкина и т. Д. Двигатели внутреннего сгорания работают по трем циклам цикла Отто, циклу Дизеля и двойному циклу. В соответствии с этим двигатели внутреннего сгорания можно разделить на следующие типы.

Двигатель с циклом Отто:  Также известен как двигатель с искровым зажиганием или двигатель с добавкой тепла постоянного объема, бензиновый двигатель и т. д. В этом цикле подвод тепла (сжигание топлива) и отвод (выхлоп) происходит при постоянном объеме, расширении и сжатии. происходит изоэнтропически. Эти двигатели дают малую мощность на высокой скорости.

Двигатель дизельного цикла:  Он известен как двигатель с воспламенением от сжатия, дизельный двигатель, двигатель постоянного давления и т. д. В этом цикле подвод тепла (сжигание топлива) происходит при постоянном давлении, а отвод тепла происходит при постоянном объеме. Этот двигатель дает высокую мощность на малых оборотах.

Двойной цикл Двигатель: Двойной цикл представляет собой комбинацию цикла Отто и цикла Дизеля. В этих двигателях подвод тепла происходит как при постоянном объеме, так и при постоянном давлении в некотором соотношении.
Некоторые двигатели работают по циклам Стриллинга и Эрикссона, но они не используются в коммерческих целях.

По типу используемого топлива:

Большинство из нас знает об этих двигателях. Это бензиновый двигатель и дизельный двигатель. В настоящее время в двигателях внутреннего сгорания также используется газообразное топливо, такое как сжиженный нефтяной газ, сжатый природный газ, водород и т. д. Эти двигатели называются нетрадиционными двигателями.

По способу заправки:

Зарядка означает, как происходит подача топливно-воздушной смеси. Это можно классифицировать следующим образом.

Двигатель без наддува:  В этих двигателях подача воздушно-топливной смеси (двигатель SI) или только воздуха (двигатель CI) происходит за счет разницы давлений внутри цилиндра и атмосферного давления.

Двигатели с наддувом: В этих двигателях для подачи заряда внутрь цилиндра используется отдельный компрессор. Этот компрессор работает за счет мощности двигателя (соединяется с коленчатым валом с ременной передачей).

Двигатель с турбонаддувом:  В этом двигателе используется турбина, которая всасывает воздух в цилиндр и работает за счет энергии выхлопных газов. Это также похоже на наддув, но компрессор приводится в действие турбиной, которая вращается выхлопными газами.

По зажиганию:

В ДВС воспламенение заряда может происходить двумя способами. В первом используется отдельная свеча зажигания или любое другое устройство, используемое для воспламенения топлива (двигатель с искровым зажиганием), а в другом — воспламенение топлива за счет тепла, выделяемого при сжатии или топливе (двигатель с воспламенением от сжатия). Таким образом, в соответствии с этим методом доступны два двигателя: двигатель с искровым зажиганием или двигатель SI (бензиновый двигатель) и двигатель с воспламенением от сжатия или двигатель CI (дизельный двигатель).

В зависимости от типа системы зажигания:

В бензиновых двигателях для воспламенения топлива использовалась свеча зажигания. Эта искра на свече зажигания, производимая системой зажигания. По системе зажигания различают два типа двигателей. Первый — это двигатель с зажиганием от батареи (используйте батарею для создания искры), а другой — двигатель с зажиганием от магнето (используйте небольшой генератор для создания искры).

В соответствии с конструкцией двигателя:

Поршневой двигатель:  В двигателе этого типа используется поршень, совершающий возвратно-поступательное движение за счет силы давления, возникающей при сгорании топлива. Коленчатый вал преобразует это возвратно-поступательное движение во вращательное. Большинство автомобильных двигателей являются поршневыми.

Роторный двигатель: В роторном двигателе используется ротор. Сила давления, создаваемая при сгорании топлива, воздействует на этот ротор, который дополнительно вращает колесо. Двигатель Ванкеля является одним из типов роторного двигателя. Эти двигатели в настоящее время не используются в автомобильных двигателях.

В соответствии с охлаждением:

В двигателях внутреннего сгорания используются два типа охлаждения: воздушное охлаждение и водяное охлаждение. Таким образом, двигатели имеют воздушное охлаждение или двигатель с водяным охлаждением. Обе эти системы охлаждения имеют свои преимущества, о которых мы поговорим позже. Моторное масло также служит охлаждающей жидкостью.

По ходу двигателя:

В предыдущей статье « номенклатура двигателя внутреннего сгорания » мы узнали о ходе. Мы знаем, что ход поршня — это максимальное расстояние, которое поршень может пройти внутри цилиндра, или расстояние между ВМТ и НМТ. Если двигатель перемещается от ВМТ к НМТ, это называется одним тактом. Если он возвращается в НМТ, это называется двухтактным. Коленчатый вал совершает один оборот за два такта. По ней изобрели три типа двигателей.

Двухтактный двигатель:  В этих двигателях коленчатый вал совершает один оборот за один рабочий такт. Эти двигатели дают большую мощность по сравнению с другими. Он используется в стрелковых установках, кораблях, генераторах и т. д.
Четырехтактный двигатель: Этот двигатель обеспечивает два оборота коленчатого вала за один рабочий такт. Они дают низкую мощность, но высокий КПД. Он используется в автомобилях, грузовиках, мотоциклах и т. д.
Шеститактный двигатель:  Эти двигатели находятся в процессе разработки. Как следует из названия, он дает три оборота коленчатого вала за один рабочий такт.

По расположению двигателя:

Эти двигатели лучше понять по схеме, чем по словам.

Теперь вы должны задать себе эти вопросы?

• Как классифицировать двигатель внутреннего сгорания? Что такое двигатель с наддувом и двигатель с турбонаддувом?
• В чем разница между двигателем SI и CI?
• Какие основные системы зажигания и охлаждения используются в двигателях внутреннего сгорания?

Если вам понравилась эта статья, задавайте вопросы в поле для комментариев, делитесь ею в социальных сетях и подписывайтесь на наш сайт.