Система питания бензинового двигателя.

Система питания служит для приготовления горючей смеси требуемого качества, подачи ее в цилиндры двигателя и удаления отработанных газов.

Система питания двигателя должна:

Обеспечивать точное дозирование топлива на всех установившихся и переходных режимах (быстрый пуск двигателя при любой температуре, экономичность работы при неполных нагрузках, быстрое увеличение нагрузки, получение полной мощности).

Обеспечивать возможно более высокое паросодержание горючей смеси, поступающей в цилиндры двигателя. Это связано с тем, что горючие смеси с высоким паросодержанием, попадая в цилиндр двигателя, не разжижают смазку на стенках, оседая на них, тем самым заметно уменьшая износ цилиндропоршневой группы. Высокое паросодержание обеспечивается при качественном распылении и перемешивании топлива с воздухом.

Обеспечивать полную автоматичность и стабильность работы.

схема системы питания карбюраторного двигателя. Топливо, подаваемое из топливного бака 1 насосом 3, проходит предварительно фильтр 2, а затем поступает в карбюратор 5. Воздух поступает через воздухоочиститель 4 также в карбюратор 5. В карбюраторе топливо распыливается, испаряется и, перемешиваясь с воздухом, образует горючую смесь. Горючая смесь через впускной коллектор поступает в цилиндры двигателя и, смешиваясь с остаточными газами, образует рабочую смесь. Поступившая в цилиндры рабочая смесь воспламеняется при помощи электрической искры и сгорает. Отработавшие газы после сгорания отводятся из цилиндров двигателя через выпускной коллектор и глушитель 6 в окружающую среду.

Процесс распыления, испарения и перемешивания топлива с воздухом вне цилиндра двигателя называется карбюрацией.

Прибор, осуществляющий этот процесс, называется карбюратором.

 

Система питания Дизельного двигателя.

Система питания дизельных двигателей предназначена для очистки и подачи воздуха, топлива в цилиндр и отвода отработавших газов.

В дизельных двигателях осуществляют внутреннее смесеобразование. Процесс смесеобразования представляет собой сложное явление и включает распыливание топлива и развитие топливного факела, прогрев, испарение, перегрев топливных паров и смешение их с воздухом. Топливо испаряется и смешивается в определенных пропорциях с воздухом, обеспечивая быстрое и полное сгорание. Практически смесеобразование начинается в момент начала впрыска топлива из распылителя форсункой и заканчивается в конце его сгорания. Впрыскивание топлива происходит под действием перепада давлений между распыливающими отверстиями и камерой сгорания.

 

Топливо должно быть раздроблено на мельчайшие капли, равномерно распределено в воздушной среде камеры сгорания. Однако условия смесеобразования у дизельных двигателей менее благоприятны, чем у двигателей с внешним смесеобразованием. Основной причиной является то, что время, отводимое на распыливание, смесеобразование и сгорание, у дизельных двигателей примерно в 10 раз меньше. Это время составляет 0.001–0.003 с. При этом необходимо осуществлять впрыскивание топлива в строго определенные фазы цикла, что не всегда удается при работе дизеля на всех возможных режимах.

В дизельных двигателях применяются две наиболее распространенные схемы подачи топлива: разделенная и неразделенная. В разделенной топливоподающей аппаратуре топливо от отдельного насоса высокого давления подается по топливопроводам к форсункам. В неразделенной системе топливный насос высокого давления и форсунка конструктивно объединены в один узел – насос-форсунку, а топливопровод высокого давления отсутствует. Наибольшее распространение получила разделенная система питания (рис. 6.1). В этой системе топливо из топливного бака 1 по топливопроводу низкого давления поступает к подкачивающей помпе 2 через фильтр 6. Помпа нагнетает топливо к фильтру 3 и далее к топливному насосу высокого давления 4. Насос по топливопроводам высокого давления подает топливо к форсункам 5. Нагнетаемое к форсункам топливо впрыскивается в камеры сгорания цилиндров двигателя. Воздух поступает в цилиндры через впускной коллектор, пройдя предварительно воздухоочиститель. Мелкораспыленное топливо, впрыскиваемое форсунками, проникает в среду сжатого и нагретого воздуха, воспламеняется и сгорает. Отработавшие газы после сгорания отводятся из цилиндров двигателя через выпускной коллектор и выпускную трубу в окружающую среду.

 

Система питания газобаллонного двигателя.

Существенным недостатком газообразного топлива является его низкая объемная теплота сгорания. Применяется сжатый и сжиженный газ. (Сжатые газы -, которые при обычной температуре окружающего воздуха и высоком давлении (до 20 МПа) сохраняют газообразное состояние. метан.

Сжиженные газы -- газы, которые переходят из газообразного состояния в жидкое при нормальной температуре воздуха и небольшом давлении (до 1,6 МПа). Это нефтяные газы.)

При использовании газовых двигателей на транспортных средствах для обеспечения их достаточного действия необходим запас газообразного топлива, которое содержится в емкостях из стали или алюминиевых сплавов. Газы, применяемые в сжатом состоянии, находятся в баллонах под давлением до 19.6 МПа, а газы, используемые в сжиженном состоянии, – под давлением до 1.57 МПа.

В систему питания двигателя, работающего на сжатом газе (рис. 11), входят баллоны 1 для сжатого газа, наполнительный 5, расходный 6 и магистральный 18 вентили, подогреватель 17 газа, манометры высокого 8 ж низкого 9 давления, редуктор 11 с фильтром 10 и дозирующим устройством 12, газопроводы высокого 3 и низкого 13 давления, карбюратор-смеситель 14 и трубка 19, соединяющая разгрузочное устройство с впускным трубопроводом двигателя.

Система питания двигателя, работающего на сжиженном газе, показана на рис. 12. Сжиженный газ под давлением из баллона 12 поступает через расходный 13 и магистральный 11 вентили в испаритель 5. В испарителе газ подогревается горячей жидкостью системы охлаждения двигателя и переходит в газообразное состояние. Затем газ очищается в фильтре 6, поступает в двухступенчатый редуктор 8, где давление газа снижается до атмосферного. Из редуктора газ через дозирующее устройство 7 проходит в смеситель 4, который готовит горючую смесь в соответствии с режимом работы двигателя.

Газовый баллон имеет предохранительный клапан, открывающийся при давлении 1,68 МПа, наполнительный вентиль и датчик уровня сжиженного газа. Баллон заполняется сжиженным газом только на 90 % объема. Это необходимо для возможности расширения газа при нагреве.

 

Система впуска-выпуска.

Впускная система (другое наименование – система впуска) предназначена для впуска в двигатель необходимого количества воздуха и образования топливно-воздушной смеси.

Впускная система имеет следующее общее устройство:

Воздухозаборник(обеспечивает забор воздуха из атмосферы);

воздушный фильтр(для очистки воздуха от механических частиц);

дроссельная заслонка(регулирует величину поступающего воздуха в соответствии с величиной впрыскиваемого топлива);

впускной коллектор(распределяет поток воздуха по цилиндрам двигателя и придает ему необходимое движение);

соединительные патрубки.

Для улучшения наполнения цилиндров воздухом, повышения мощности в конструкции системы впуска современных бензиновых и дизелных двигателей используется турбонаддув.

Выпускная система (другое наименование система выпуска отработавших газов, выхлопная система) предназначена для отвода отработавших газов от цилиндров двигателя, их охлаждения, а также снижения шума и токсичности.

Система выпуска отработавших газов имеет следующее устройство:

выпускной коллектор;

приемная труба глушителя;

виброизолирующая муфта (сильфон);

предварительный глушитель (резонатор);

основной глушитель;

соединительные трубы.

Все конструктивные элементы выпускной системы расположены под днищем автомобиля.

На выпускной коллектор приходится самая большая температурная нагрузка. К выпускному коллектору крепиться приемная труба глушителя. Для того, чтобы изолировать от вибрации двигателя конструктивные элементы выпускной системы используется Сильфон, представляет собой гибкий металлический шланг, закрытый стальной оболочкой. Глушитель, как следует из названия, предназначен для снижения шума и охлаждения отработавших газов.

 

Система зажигания.

Система зажигания предназначена для воспламенения топливно-воздушной смеси бензинового двигателя.

В настоящее время на автомобилях применяются следующие типы систем зажигания:

контактная система зажигания;

бесконтактная (транзисторная) система зажигания;

электронная (микропроцессорная) система зажигания.

В контактной системе зажигания управление накоплением и распределение электрической энергии по цилиндрам осуществляется механическим устройством - прерывателем-распределителем. Дальнейшим развитием контактной системы зажигания является контактная транзисторная система зажигания.

В отличие от контактной в бесконтактной системе зажигания для управления накоплением энергии используется транзисторный коммутатор с бесконтактным датчиком импульсов.

В микропроцессорной системе зажигания используется электронный блок управления.

Система зажигания имеет следующее общее устройство:

источник питания (генератор и аккумуляторная батарея);

выключатель зажигания;

устройство управления накоплением энергии (прерыватель, транзисторный коммутатор, электронный блок управления);

накопитель энергии (катушка зажигания, конденсатор);

устройство распределения энергии (механический распределитель, статический распределитель);

высоковольтные провода;

свечи зажигания.

Принцип работы системы зажигания заключается в накоплении и преобразовании катушкой зажигания низкого напряжения (12В) электрической сети автомобиля в высокое напряжение (до 30000В), распределении и передаче высокого напряжения к соответствующей свече зажигания и образовании в нужный момент искры на свече зажигания.

 

Принцип работы АЭС.

Атомная электростанция представляет собой комплекс технических сооружений, предназначенных для выработки электрической энергии путем использования энергии, выделяемой при контролируемой ядерной реакции. В качестве распространенного топлива для атомных электростанций применяется уран. Реакция деления осуществляется в основном блоке атомной электростанции – ядерном реакторе.

1) С помощью насосов вода прокачивается через активную зону ректора, нагреваясь до 320 градусов за счет тепла выделяемой при ядерной реакции.

2) Нагретый теплоноситель разделяется на пар и воду.

3) К паровой турбине подается пар под давлением.

4) Турбина приводит в движение ротор генератора.

5) В конденсаторе происходит охлаждение пара и превращение его вводу.

6) Охлажденный теплоноситель вновь поступает в реактор.

Достоинства атомных станций: Небольшой объём используемого топлива и возможность его повторного использования после переработки, Относительно низкая себестоимость энергии, особенно тепловой; Возможность размещения в регионах, расположенных вдали от крупных водноэнергетических ресурсов.

Недостатки атомных станций: Облучённое топливо опасно: требует сложных, дорогих, длительных мер переработки и хранения; С точки зрения статистики крупные аварии весьма маловероятны, однако последствия такого инцидента крайне тяжёлы.

 

Принцип работы ТЭЦ

тепловые электростанции – это электростанции, вырабатывающие электроэнергию посредством преобразования химической энергии топлива в механическую энергию вращения вала электрогенератора. Выработка электричества в ТЭС происходить при участии множества последовательных этапов, но общий принцип её работы очень прост. Вначале топливо сжигается в специальной камере сгорания (паровом котле), при этом выделяется большое количество тепла, которое превращает воду, циркулирующую по специальным системам труб расположенным внутри котла, в пар. Постоянно нарастающее давление пара вращает ротор турбины, которая передает энергию вращения на вал генератора, и в результате вырабатывается электрический ток.

Система пар/вода замкнута. Пар, после прохождения через турбину, конденсируется и вновь превращается в воду, которая дополнительно проходит через систему подогревателей и вновь попадает в паровой котел. Главным недостатком всех тепловых электростанций является тип используемого топлива. Все виды топлива, которые применяют на ТЭС, являются невосполнимыми природными ресурсами, которые медленно, но неуклонно заканчиваются. Именно поэтому в настоящее время, наряду с использованием атомных электростанций, ведутся разработки механизма выработки электроэнергии при помощи восполняемых или других альтернативных источников энергии.

 

Принцип работы ГЭС.

Гидроэлектроста́нция (ГЭС) — электростанция, в качестве источника энергии использующая энергию водного потока. Гидроэлектростанции обычно строят на реках, сооружая плотины и водохранилища.

Особенности

Себестоимость электроэнергии на российских ГЭС более чем в два раза ниже, чем на тепловых электростанциях.[1]

Генераторы ГЭС можно достаточно быстро включать и выключать в зависимости от потребления энергии

Течение реки является возобновляемым источником энергии

Значительно меньшее воздействие на воздушную среду, чем другими видами электростанций

Строительство ГЭС обычно более капиталоёмкое

Часто эффективные ГЭС более удалены от потребителей

Водохранилища часто занимают значительные территории, но, примерно, с 1963 г. начали использоваться защитные сооружения (Киевская ГЭС), которые ограничивали площадь водохранилища, и, как следствие, ограничивали площадь затопляемой поверхности (поля, луга, поселки).

Плотины зачастую изменяют характер рыбного хозяйства, поскольку перекрывают путь к нерестилищам проходным рыбам, однако часто благоприятствуют увеличению запасов рыбы в самом водохранилище и осуществлению рыбоводства.

Принцип работы: Принцип работы ГЭС достаточно прост. Цепь гидротехнических сооружений обеспечивает необходимый напор воды, поступающей на лопасти гидротурбины, которая приводит в действие генераторы, вырабатывающие электроэнергию.

Необходимый напор воды образуется посредством строительства плотины, и как следствие концентрации реки в определенном месте, или деривацией — естественным током воды. В некоторых случаях для получения необходимого напора воды используют совместно и плотину, и деривацию.

Мощность ГЭС напрямую зависит от напора воды, а также от КПД используемого генератора.