Классификационные признаки автомобильных поршневых двигателей.

 

Существующие тепловые двигатели можно классифицировать на группы по различным признакам.

1) По назначению: а) стационарные двигатели, применяемые на электростанциях, буровых установках, нефте- и газоперекачивающих станциях и т. п.; б) транспортные, используемые на автомобилях, тракторах, комбайнах, самолетах, судах, тепловозах и других мобильных машинах.

2) По виду используемого топлива различают работающие на: а) жидком топливе (бензине, керосине, лигроине, дизельном топливе, соляровом масле, мазуте); б) газообразном топливе (естественном, генераторном и других газах); в) смешанном топливе (основное топливо — газ, а при пуске используется жидкое топливо).

3) По способу подвода и преобразования тепловой энергии: а) с внешним подводом теплоты (паровые двигатели, работающие по циклу Рэнкина, а также двигатели, работающие по циклу Стирлинга); б) внутреннего сгорания, в которых получение теплоты и преобразование ее в работу осуществляется во внутри-цилиндровом объеме, т. е. над силовым элементом (все поршневые и роторные двигатели); в) комбинированные, в которых сгорание топлива происходит в специальном объеме, отделенном от объема силового элемента, где теплота преобразуется в работу (газовые турбины, турбопоршневые двигатели и т. п.).

4) По способу смесеобразования: а) двигатели с внешним смесеобразованием, в которых горючая смесь образуется вне цилиндра (карбюраторные и газовые двигатели и двигатели с впрыском топлива во впускной трубопровод; б) с внутренним смесеобразованием, в которых рабочая смесь образуется в самом цилиндре в процессе сжатия и после подачи в него топлива (дизели, и также двигатели с искровым зажиганием и впрыском жидкого топлива в цилиндр и газовые двигатели с подачей газа в цилиндр); в) с расслоением заряда, когда в различных зонах камеры сгорания образуется рабочая смесь разного состава.

5) По способу воспламенения рабочей смеси: а) с принудительным зажиганием электрической искрой (карбюраторные, газовые двигатели и двигатели с впрыском легкого топлива); б) с самовоспламенением топлива от сжатия свежего заряда (дизели); в) с форкамерно-факельным зажиганием, когда смесь в специальной дополнительной камере сгорания воспламеняется искрой, а в основной камере - от пламени из дополнительной камеры; г) с воспламенением газового топлива от небольшой порции жидкого топлива, воспламеняющегося от сжатия (двигатели с газожидкостным процессом).

Рис.5. - Классификация поршневых двигателей внутреннего сгорания

 

6) По способу наполнения цилиндров свежим зарядом: а) двигатели без наддува, в которых цилиндры наполняются свежим зарядом под давлением окружающей среды; б) с наддувом, когда свежий заряд полностью или частично поступает в цилиндры под давлением, превышающим давление окружающей среды (свежий заряд перед поступлением в цилиндр предварительно сжимается в специальном компрессоре — нагнетателе).

7) По способу реализации рабочего цикла: а) двухтактные двигатели, в которых рабочий цикл в одном цилиндре осуществляется за два хода поршня, т. е. за один оборот коленчатого вала; б) четырехтактные, в которых рабочий цикл в одном цилиндре совершается за четыре хода поршня, т. е. за два оборота коленчатого вала.

8) По конструкции: а) поршневые двигатели, одноцилиндровые и много­цилиндровые. Последние бывают однорядные (вертикальные и горизонтальные), двухрядные одновальные (V - образные и оппозитные), двухрядные двухвальные (с навстречу движущимися двумя поршнями в общем цилиндре), многорядные одновальные (и том числе звездообразные), многорядные многовальные (А- двигатели и т. п.) б) роторные (с вращающимся ротором, с вращающимся корпусом, с вращающимся ротором и корпусом — бироторные двигатели).

9) По способу охлаждения цилиндров: а) с жидкостным охлаждением; б) с воздушным охлаждением.

В автомобилях применяются преимущественно поршневые двигатели с принудительным зажиганием от искры (карбюраторные, газовые и с впрыском легкого жидкого топлива в цилиндры) и с воспламенением топлива от сжатия (дизели). Для легковых автомобилей используются также роторные двигатели, а для грузовых автомобилей особо большой грузоподъемности — газотурбинные силовые установки. На тракторах, комбайнах, тепловозах применяются, как правило дизеля.

 

Контрольные вопросы:

1. В чем состоит назначение основных механизмов ДВС?

2. В чем состоит назначение основных систем ДВС?

3. В чем разница между системами питания с внешним и внутреннем смесеобразованием?

4. В чем разница между ДВС с принудительным зажиганием и самовоспламенением?

5. Каковы основные требования, предъявляемые к системами питания ДВС?

6. По каким признакам классифицируют поршневые двигатели?

7. В чем преимущества систем топливоподачи с впрыском легкого топлива?

8. В чем физический смысл степени сжатия?

 

Лекция 2

Компоновочные схемы поршневых ДВС (ПД).

Введение

Особенность компоновки автотракторного двигатели в основной зависит от размеров места, отведенного для него в машине, и от размещения в ней всех ее агрегатов. На расположение цилиндров влияют положение оси коленчатого вала (поперек или вдоль машины), а также место установки двигателя (спереди, сзади, в се­редине машины под полом или над ним).

В автомобилях и тракторах с механической и гидравлической передачами ось коленчатого вала выгодно располагать на продол­жении оси вала силовой передачи, направленной вдоль машины. При таком расположении осей валов двигателя и трансмиссии для передачи движения на ведущую ось требуется меньшее число зубчатых пар. В случае электрической передачи, которая получила распространение в автобусах, по условиям максимально возмож­ного использования площади кузова для размещения сидений, двигатель целесообразно располагать сзади поперек машины. Зад­нее расположение двигателя применяется и при механической передаче в микролитражных автомобилях, что позволяет увеличить комфортабельность автомобиля с малой базой.

В последние годы получают распространение роторно-поршневые бензиновые двигатели. Их основ­ными преимуществами по сравнению с обычными поршневыми двигателями являются меньшие габаритные размеры и масса, простота конструкции, малое число деталей, возможность высокой частоты вращения вследствие полной уравно­вешенности при экономичности, лишь немного уступающей четырехтактным двигателям. По другим показателям они приближа­ются к простейшим двухтактным двигателям с петлевой схемой газообмена, значительно превосходя их по экономичности и урав­новешенности.

 

1. Общие требования, предъявляемые к ПД при выборе компоновки.

2. Рядные, V-образные, W-образные, X-образные, звездообразные компоновочные схемы: краткая характеристика, преимущества, недостатки, применение.

3. Особенности компоновки автотракторных поршневых двигателей (ПД).

 

1.Общие требования, предъявляемые к ПД при выборе компоновки.

Двигатели внутреннего сгорания получили широкое распространение в самых разнообразных отраслях народного хозяйства. Вырабатываемая ими энергия составляет более 80% энергии, вырабатываемой всеми тепловыми двигателями в мире. Разнообразие областей применения двигателей внутреннего сго­рания и соответственно требований, предъявляемых к их кон­структивному выполнению, обусловливает серьезные трудности построения классификационной схемы двигателей по конструктивным признакам.

Анализ показывает, что наиболее общими требованиями, относящимися к двигателям любого назна­чения, являются возможная простота конструкции, компактность и наименьшая масса. Простота конструкции определяется необходимостью, с одной стороны, облегчения производства и эксплуатации, а с другой — повышения надежности и долговечности работы машины. Однако сочетание простоты конструкции с высокой производительностью и экономичностью обычно трудно осуществимо. Габаритные размеры двигателя и его масса зависят от общей компоновки двигателя, конструктивных форм и размеров остова и взаимного расположения основных узлов и вспомогательных агрегатов. Поэтому целесообразно в качестве основы для класси­фикации выбрать, прежде всего геометрические признаки и, в част­ности, расположение в пространстве геометрических осей глав­нейших деталей. Как правило, современные двигатели внутреннего сгорания имеют механизмы для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение вала

Другим основным фактором, определяющим конфигурацию дви­гателя, служит расположение и число рабочих цилиндров.

В двигателях, имеющих кривошипно-шатунный меха­низм, оси цилиндров располагают перпендикулярно оси колен­чатого вала, причем в большей части конструкций оси цилиндров пересекают ось коленчатого вала.