Поняття про двигуни інших типів.

Крім поршневих двигунів внутрішнього згоряння енергетич­ними установками автомобілів і тракторів можуть бути парові, електричні, газотурбінні та роторно-поршневі.

Паровий двигун простий конструктивно та в обслуговуванні, але його ККД досить низький (до 0,15).

Електричний двигун компактний, безшумний, надійний, йо­го легко привести в дію, він простий для обслуговування. Проте йому потрібне потужне джерело енергії (акумуляторна батарея). Сучасні ж батареї надто важкі, недовговічні, потребують частого підзаряджання.

У газотурбінному двигуні рідке паливо впорскується в камеру згоряння й змішується там з повітрям. Утворена так горюча суміш запалюється електричною іскрою.

У роторно-поршневому двигуні статор виконує роль циліндра. Навалу статора встановлено ексцентрик, на якому вільно насаджено тригранний ротор-поршень. Зубчастий вінець ротора перебуває в зачепленні з нерухомою шестернею, закріпленою в кришці статора. Впускний і випускний канали сполучають внутрішню порожнину з карбюратором і глушником.

3. Основні техніко-економічні показники двигунів виробництва заводів Росії, Республіки Білорусь та заводів іноземних фірм.

Таблиця 3. Основні техніко – економічні показники двигунів виробництва заводів Росії та республіки Білорусь.

Показник	А-01	А-01М	Д-440-20	Д-260	ЯМЗ-236
Завод-виробник (країна)	ВАТ«АТЗ» (Росія)	АМЗ (Росія)	АМЗ (Росія)	ВО «МТЗ» (Білорусь)	ВАТ «ЯМЗ» (Росія)
Число і розміщення циліндрів	6Р	6P	4Р	6Р	6V
Типорозмір DхL, мм	130х140	130х140	130х140	110х130	130х140
Номінальна потужність, кВт
Номінальна частота обертання колінчастого вала, хв^-1
Питома витрата палива за номі­нальної потужності, г/(кВт·год)
Відносна витрата масла на вигар, % від витрати палива	0,4—0,5	0,4	0,4	0,4	0,4
Маса двигуна без допоміжного обладнання, кг
Призначення	Трактори	Наванта- жувач	С.-г. трактори	Трактори	Автомобі-лі

 

 

Таблиця 4. Основні техніко – економічні показники двигунів виробництва заводів іноземних фірм.

 

Показник	ВF6М-1013	ВF6М-1013 ЕСР	ВF6М-1013 Е	3304 Катерпі-ллер	3304 ВТ Катерпі- ллер	ТD10ЗО VЕ Вольво	ТD-12 Вольвo	DSЛ Вал- нет
Завод-виробник, країна	Дойц AГ, Німеч- чина	Дойц АГ, Німеч- чина	Дойц АГ, Німеч- чина	США	США	Швеція	Швеція	Фінляндія
Число і розміщення циліндрів	6Р	6Р	4Р	4Р	4Р	6Р	6Р	6V
Типорозмір DхL, мм	108х130	108х130	108х130	121х152	121х152	121х140	-	108х
Номінальна потужність, кВт
Номінальна частота обертання колінчас­того вала, хв^-1
Питома витрата палива за номінальої потуж­ності, г/(кВт·год)
Відносна витрата мас­ла на вигар, % від витрати палива	0,3—0,4	0,2—0,3	0,2—0,3	0,3—0,4	0,3—0,4	0,2—0,3	-	0,2—0,3
Маса двигуна без допоміжного обладнання,кг						-	-
Призначення	Трактор	Зернозби­ральні комбайни	Трактор	Трактор	Трактори	Зернозби­ральні комбай ни	Тракто.	Зернозби­ральні комбайни

 

Питання для самоконтролю:

1. Дати технічну характеристику двигуна Д –240?

2. Дати технічну характеристику двигуна ЗМЗ – 53?

3. У чому подібність і відміність чотири- і двотактного робочих циклів двигунів?

4. Дати порівняльну характеристику зарубіжного і вітчизняного двигуна?

 

Розділ 2. Основи теорії автомобільних і тракторних двигунів

Тема 2.1. Дійсні робочі цикли карбюраторних і дизельних

Двигунів

Питання, що виносяться на самостійне вивчення:

1. Дійсні і теоретичні цикли карбюраторних і дизельних двигунів.

2. Процес впуску.

3. Процес стиску.

4. Процес згоряння. Особливості протікання процесу згоряння в карбюраторному і дизельному двигунах.

5. Процес розширення.

6. Процес випуску.

Рекомендована література:

 

/1/, с. 28... 38, /2/, с. 24...32, /1/', с. 17…23.

Методичні вказівки:

Дійсні і теоретичні цикли карбюраторних і дизельних двигунів.

Робочий цикл двигуна називається теоретичним, якщо процеси, що протікають у ньому, спрощуються і схематизуються. Теоретичний робочий цикл не враховує, наприклад, аеродинамічних втрат при впуску й випуску, теплообміну газів із стінками камери згоряння і циліндра, недосконалостей сумішоутворення, неповноти згоряння палива, порівняно низької швидкості згоряння тощо.

У дійсному робочому циклі процеси, які відбуваються в циліндрах двигуна, розглядаються з урахуванням впливу на них реальних умов роботи двигуна

Теоретичний цикл – незамкнений цикл, що здійснюється реальним робочим тілом змінного складу. На відміну від термодинамічного (ідеального) циклу, в якому стискування й розширення адіабатичні, теплоємність робочого тіла незмінна і не залежить від його температури, хімічний склад і об’єм робочого тіла теж незмінні, умовні процеси підведення й відведення теплоти замінені на процеси згоряння й газообміну, що відбуваються в реальному циклі (в теоретичному враховуються зміни теплоємності робочого тіла, його хімічного складу та інші чинники). Отже, теоретичний цикл більш наближений до реального (справжнього).

У реальному циклі теплота підводиться за рахунок спалювання палива всередині робочого циліндра в суміші з повітрям. Реальні цикли двигунів, зображені в координатах РV і Рφ (де Р – тиск газу в циліндрі, V – поточний об’єм циліндра, φ – кут повороту кривошипа, виміряний від верхньої мертвої точки – ВМТ), називають індекаторними діаграмами.

Процес впуску.

Впуск (наповнення, заряджання циліндра). Процес впуску умовно розпочинається тоді, коли відкривається впускний клапан (до приходу поршня у ВМТ, рис.1, б, точка А), а закінчується після НМТ (точка Б).

 

Рис.1. Індикаторна діаграма (а) та діаграма фаз газорозподілу (б).

 

У кінці впуску середнє значення тиску(МПа)

P_a=P₀ - ΣP_oп,

де Р_о – тиск повітря навколишнього середовища,

ΣР_оп - сума гідравлічних опорів впускних каналів.

На опір впускного тракта впливає багато конструктивних і експлуатаційних факторів, а тому теоретичний розрахунок ΣР_оп дуже утруднений через складності гідравлічних і аеродинамічних явищ процесу впуску.Тому середнє значення тиску Р_а визначають експериментально.

Для карбюраторних двигунів Р_а.карб = 0,07...0,095, а для дизелів Р_а.диз = 0,090Мпа.

Наповнення циліндра датгуна свіжим зарядом оцінюють коефіцієнтом наповнення ŋ_v, який являє собою відношення маси свіжого заряду, що фактично надійшов у циліндр двигуна G_ф, до маси заряду G_о, який міг би заповнити робочий об’єм V_h при тиску Р_о і температурі Т_о навколишнього середовища:

 

G_ф

ŋ_v = ————

Go

Коефіцієнт наповнення ŋ_v для карбюраторних двигунів становить 0,6...0,85, для дизелів 0,75...0,9.

На величину коефіцієнта наповнення ŋ_v дуже впливають тиск у кінці впуску Р_а і тиск випуску Р_r, температура свіжого заряду, швидкісний режим роботи двигуна та інші фактори.

При збільшенні тиску кінця випуску Р_r коефіцієнт наповнення знижується, оскільки залишкові гази, що розширюються при впуску, займуть більший об’єм і зменшать кількість свіжого заряду, що надходить.

Підвищення температури свіжого заряду (підігрівання) призводить до зменшення його густини, а отже, до зниження коефіцієнта наповнення.

Процес стиску.

Процес стиску створює умови для ефективного згоряння свіжого заряду.В початковий період стиску зарядів підігрівається внаслідок контакту із стінками камери згоряння, циліндра, а також з днищем поршня; після цього до кінця стиску, навпаки,спостерігається віддача теплоти через стінки охолоджувальному середовищу.

Тиск у кінці стиску Р_с у карбюраторних двигунах становить 0,7...1,2, а в дизелях 3...4 Мпа.

Температура газів у кінці стиску Т_с у карбюраторних двигунах становить 500...700, а у дизелях 750...950 К.

У карбюраторних двигунах температура Т_с повинна бути нища температури самозаймання бензину і не викликати передчасних довільних спалахнень,відповідати антидетонаційним властивостям бензину і номінальному швидкісному режиму роботи двигуна.

У дизелях температура газів до кінця стиску повинна забезпечувати сумішоутворення і надійне спалахнення палива (Т_с повинна перевищувати температуру самоспалахнення палива на 300...400^о).