2. Действительный рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания.
1.Процесс
впуска. Начинается в точке ,соответствующей
началу открытия впускного клапана до
прихода поршня в в.м.т. на такте впуска.
Заканчивается впуск при полном закрытии
впускного клапана в точке, когда поршень
прошел н.м.т.
2.Процесс
сжатия. Начинается после окончания
процесса впуска и продолжается при
движении поршня к в.м.т.
При
этом достигается максимальная степень
расширения рабочего тела, условия для
наиболее эффективного сгорания топлива
и повышения экономичности двигателя.
Процесс сжатия происходит при закрытых
впускном и выпускном клапанах и служит
для увеличения температурного перепада
цикла и степени расширения продуктов
сгорания топлива. Это создает благоприятные
условия для воспламенения и сгорания
рабочей смеси и обеспечивает эффективное
преобразование теплоты в механическую
работу
3.
Процесс сгорания После сжатия с некоторым
опережением до в.
м.т. впрыскивается
топливо в дизеле или поджигается рабочая
смесь в карбюраторном двигателе. В
дизеле впрыскивание топливо продолжается,
как правило до прихода поршня в в.м.т.,
а иногда и при его движении после в.м.т.
на такте расширения.
4.Процесс
расширения. В процессе расширения
тепловая энергия топлива преобразуется
в механическую работу. Процесс расширения
протекает в условиях догорания топлива
и восстановления продуктов диссоциации
, уменьшения теплоемкости продуктов
сгорания при переменных давления,
температурах и поверхности охлаждения.
5.Процесс
выпуска. Выпуск отработавших газов
начинается в момент открытия выпускного
клапана с опережением относительно НМТ
на угол 40 … 75° и заканчивается после
закрытия выпускного клапана после ВМТ
с запаздыванием на угол 10 … 40°. Процесс
выпуска в четырехтактных двигателях
условно можно разделить на три периода:
1).
Свободный выпуск. В начале открытия
выпускного клапана давление в цилиндре
составляет 0.
4 … 0.6 МПа, а давление в
выпускном трубопроводе 0.105 … 0.12 МПа.
Под действием этого перепада давлений
происходит истечение газов из цилиндра
с начальной скоростью 500 … 700 м/с.
2)Принудительный выпуск. Считается, что
принудительный выпуск продолжается во
время движения поршня от НМТ к ВМТ.
3.
Продувка. Продувка осуществляется в
период перекрытия клапанов
Действительная
индикаторная диаграмма
четырехтактного
двигателя.
0-1
–заполнение рабочей смесью,1-2 – сжатие
воздуха или рабочей смеси,
2-3′-3
– период горения рабочей смеси,
3-4
– рабочий ход поршня (расширение
продуктов сгорания),
4-5
– выхлоп отработавших газов, падение
давления до атмосферного
– освобождение
цилиндра от продуктов сгорания.
Начинается
в точке ,соответствующей началу открытия
впускного клапана до прихода поршня в
в.
м.т. на такте впуска. Заканчивается
впуск при полном закрытии впускного
клапана в точке, когда поршень прошел
н.м.т.
1.Давление
и температура в конце пуска.
Под
давлением конца пуска
подразумевается среднее значение
давления давления за процесс впуска.
Так как впускная система двигателя
оказывает сопротивление прохождению
заряда, то давлениедля двигателей без надува всегда ниже
атмосферного, а у двигателей с наддувом
выше.
или
—
давление с надувом,
—
без надува,- потери давления,
Температура
газа, находящегося в цилиндре двигателя
в конце пуска, зависит от температуры
и массы свежего заряда, температуры и
массы газов, оставшихся в цилиндре от
предыдущего цикла, и степени подогрева
заряда.
T=(+△+)/(1+)
—
температура с надувом, △-
температура подогрев заряда,
—
коэффициент остаточных газов,-
температура остаточных газов
Моделирование потока в порту и характеристические эффекты вихревого движения в цилиндре в рабочем цикле двигателя внутреннего сгорания | Ikpe
Z.
Barbouchi и J. Bessrour, Исследование турбулентности в двигателе внутреннего сгорания, Journal of Engineering and Technology Research, 1(9), 2009, 194-202.
А. Э. Икпе, И. Овунна, П. О. Эбунило и Э. Икпе, Выбор материала для лопаток компрессора высокого давления (HP) авиационного двигателя, Международный журнал передовых исследований материалов, 2 (4), 2016, 59-65.
А. Э. Икпе, И. Овунна, П. О. Эбунило и Э. Икпе, Выбор материала для лопаток турбины высокого давления (ВД) обычных турбореактивных двигателей, Американский журнал машиностроения и промышленного машиностроения, 1(1), 2016, 1-9.
М. П. Кумар и С. Адинараяна, Оптимизация конструкции поршня двигателя внутреннего сгорания и исследование ее влияния на общую сборку, Международный журнал инженерных наук и вычислений, 7 (6), 2017 г., 13542-13551.
Г. С. Прасас, К. Д. Ачари, Э. К. Гоуд, М. Нагараджу и К. Шрикант, Проектирование и анализ двигателя внутреннего сгорания на различных материалах с использованием CAE-инструмента ANSYS, Международный журнал инженерии и техники, 2 (3), 2016, 1- 7.
И. Б. Оунна и А. Э. Икпе, Анализ конструкции возвратно-поступательного поршня для одноцилиндрового двигателя внутреннего сгорания, Международный журнал автомобильной науки и техники, 4 (2), 2020 г., стр. 30-39.
М. Каплан, Влияние вихревых, вихревых и хлюпающих потоков на характеристики сгорания и выбросы в двигателях внутреннего сгорания, обзор, Международный журнал автомобильной техники и технологий, 8(2), 2019, 83-102.
М. Баратта, Д. Мисул, Э. Спесса, Л. Вильоне, Г. Карпенья и Ф. Перна, Экспериментальные и численные подходы для количественной оценки интенсивности ударов в высокопроизводительных двигателях SI, Преобразование энергии и управление, 138, 2017, 435-451.
М. Коста, Г. Бьянки, К. Форте и Г. Каццоли, Численная методология многокритериальной оптимизации сгорания дизельного двигателя, Energy Procedia, 45, 2014, 711-720.
Г. Фонтана, Э. Галлони, Э. Джаннелли и Р. Пальмаччо, Влияние конструкции системы впуска на характеристики малого двигателя с искровым зажиганием: теоретический анализ, Технический документ SAE, 2003 г.
, № 1-3134-3135 .
Р. К. Тьяги, С. К. Шарма, А. Чандра, С. Махешвари и П. Гоял, Улучшенная конструкция впускного коллектора для контроля выбросов двигателей внутреннего сгорания, Журнал технических наук и технологий, 10 (9)), 2015, 1188-1202.
Дж. Б. Хейвуд, Движение жидкости в цилиндре двигателей внутреннего сгорания, ASME Journal of Fluids and Engineering, 109, 1987, 3-35.
Р. Ф. Хуанг, К. В. Хуанг, С. Б. Чанг, Х. С. Ян, Т. В. Лин и В. Ю. Сюй, Эволюция топологического потока в цилиндре моторного двигателя во время такта впуска и сжатия, Journal of Fluids and Structures, 20, 2005, 105-127.
С. Фалфари, Ф. Брузиани и Г. М. Бьянки, Численный анализ структур вихревого потока в цилиндре — разработка параметрической модели 0D, Energy Procedia, 45, 2014, 987-996.
А. Лакшман, С. П. Картикеян и Р. Падманабхан, Трехмерное моделирование холодного течения в цилиндре в двигателе внутреннего сгорания с использованием CFD, Международный журнал исследований в области машиностроения, 1 (1), 2013, 64-69.
Д. Мехрнуш, Х.А. Асгар и М.А. Асгар, Термодинамическая модель для прогнозирования производительности и характеристик выбросов одноцилиндрового двигателя, работающего на бензине и природном газе, с экспериментальной проверкой, Journal of Mechanical Science and Technology, 26(7), 2012, 2213- 2225.
А. Э. Икпе и И. Б. Оунна, Трехмерное моделирование динамики сгорания в цилиндре двухтактного двигателя внутреннего сгорания в рабочем состоянии. Нигерийский технологический журнал, 39 (1), 2020 г., стр. 161–172.
В. Пулкрабек, Инженерные основы двигателя внутреннего сгорания, Нью-Джерси: Prentice-Hall, 1998. CFD, Международный журнал перспективных исследований в области науки, техники и технологий, 2(5), 2015 г., стр. 622-627.
WH Kurniawan, S. Abdullah, K. Sopian, ZM Nopiah and A. Shamsudeen, CFD исследование характеристик потока жидкости и поля турбулентности в четырехтактном автомобильном двигателе с непосредственным впрыском, Journal-The Institution of Engineers, Malaysia, 69( 1), 2008, 1-12.
Дж. Б. Хейвуд, Основы двигателей внутреннего сгорания, Нью-Йорк, США: McGraw-Hill, 1988.
К. Функ, В. Сик, Д. Л. Ройсс и В. Дж. Дам, Свойства турбулентности потоков в цилиндрах с высокой и низкой закруткой, SAE Технический документ, 2002-01-2841, Уоррендейл, Пенсильвания, 2002 г.
С. Ли, К. Тонг, Б. Д. Куэй, Дж. В. Зелло и А. Доменик Сантавичка, Влияние завихрения и переворачивания на подготовку смеси во время холодного запуска бензинового двигателя с непосредственным впрыском, Технический документ SAE, 01-1900, Уоррендейл, PA, 2001.
М. Эль-Адави, М. Р. Хейкал, А. Рашид, А. Азиз, М. И. Сиддики, А. Хасанайн и А. Ваххаб, Экспериментальное исследование потока в цилиндре двигателя внутреннего сгорания с использованием различных установившихся потоков скамейки, Alexandria Engineering Journal, 56, 2017, 727-736.
К. Р. Кумар и Г. Нагараджан, Исследование потока во время такта впуска одноцилиндрового двигателя внутреннего сгорания, Журнал инженерии и прикладных наук ARPN, 7 (2), 2012, 180-186.
Х. Кумар и Н. Джаяшанкар, Моделирование потока в порту двигателя внутреннего сгорания, Международный журнал инноваций в инженерных исследованиях и технологиях, 2 (9), 2015 г. 1-9.
С. Акеле, К. Аганама, Э. Эмека, Ю. Абуду-Мимини, С. Умукоро и Р. Оконкво, CFD-моделирование потока воздуха в порту двигателя с искровым зажиганием, Международный журнал инженерных и управленческих исследований, 10 (6), 2020, 87-95.
Дж. Х. Уайтлоу и Х. М. Сюй, Циклические вариации в двигателе с искровым зажиганием на обедненной смеси без завихрения и с завихрением, Технический документ SAE, Уоррендейл, Пенсильвания, 1995, 950683.
А. Э. Икпе, И. Б. Оунна и П. Сатопе, Анализ методом конечных элементов поведения шин самолета на этапе посадки перегруженного самолета, Журнал открытого доступа по аэронавтике и аэрокосмической отрасли, 2(1), 2018, 34-39.
А. А. Хоссейни, М. Годрат, М. Могиман и С. Х. Поурхосейни, Численное исследование влияния интенсивности завихрения воздуха на входе метано-воздушного диффузионного пламени на его характеристики горения, Тематические исследования в области теплотехники, 18, 2020, 100610.
Двигатель внутреннего сгорания
WÄRTSILÄ
Энциклопедия
морских и энергетических технологий
морской
энергетический
В двигателе внутреннего сгорания энергия, выделяемая при сгорании топлива, непосредственно преобразуется в механическую энергию путем контролируемого сжигания топлива в замкнутом пространстве. Взрывоопасная топливно-воздушная смесь может воспламениться либо от электрической искры, либо от возникающей при этом температуры сжатия. В поршневых двигателях взрыв вызывает вращение некоторых частей двигателя за счет движения поршня в цилиндре. Движение передается на коленчатый вал посредством шатуна.
Поршневые двигатели внутреннего сгорания можно классифицировать по числу ходов поршня за один полный рабочий цикл. Таким образом, можно говорить о двухтактных двигателях и четырехтактных двигателях.
Полный цикл событий первой группы, то есть всасывание, сжатие, взрыв и выпуск, совершается за один оборот коленчатого вала или за два хода поршня, так как сжатие и расширение заряда происходят во время один такт, а поступление свежего заряда происходит во время другого такта одновременно с выходом отработавших газов.
