Общее устройство двигателя (1066360)
Текст из файла
ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДВИГАТЕЛЯ5ТДФОглавление1 Принципиальная схема двигателя ................................................................................................. 32Рабочий цикл двигателя .................................................................................................................. 43 Общее устройство двигателя ......................................................................................................... 521 Принципиальная схема двигателяДвигатель 5ТДФ представляет собой двухтактный турбопоршневой дизель жидкостногоохлаждения с непосредственным смесеобразованием и прямоточной двухпоршневой продувкой.Принципиальная схема двигателя показана на рис. 1.В турбопоршневом двигателе наряду с поршневой частью имеются два соединенных междусобой лопаточных агрегата — нагнетатель и газовая турбина.Нагнетатель служит для предварительного сжатия воздуха, подаваемого в цилиндры.
Сжатиевоздуха необходимо для продувки цилиндров и наддува двигателя. При наддуве увеличиваетсявесовое наполнение цилиндров воздухом. Это позволяет увеличить количество подаваемого вцилиндры топлива и тем самым существенно повысить мощностные показатели двигателя.Газовая турбина преобразует часть тепловой энергии отработавших газов в механическую,которая используется для привода нагнетателя. Использование энергии отработавших газов втурбине повышает экономичность работы двигателя.Мощность, развиваемая газовой турбиной, меньше мощности, необходимой для приводанагнетателя. Для компенсации недостающей мощности используется часть мощности,развиваемой поршневой частью двигателя.
С этой целью нагнетатель через редуктор соединяется сколенчатыми валами двигателя.Цилиндры двигателя расположены горизонтально. В противоположных сторонах каждогоцилиндра имеются окна: с одной стороны— продувочные, с другой — выпускные. Продувочныеокна служат для впуска в цилиндр свежего заряда (воздуха). Воздух подается к продувочнымокнам от нагнетателя через промежуточный объем, называемый продувочным ресивером.Выпускные окна обеспечивают выпуск из цилиндра отработавших газов. Выходящие из цилиндраотработавшие газы поступают через выпускной коллектор в газовую турбину.В каждом цилиндре расположены два противоположно движущихся поршня. Между поршнямипри их максимальном сближении образуется камера сгорания.
Каждый поршень посредствомшатуна связан со своим коленчатым валом. В рассматриваемом двухтактном двигателе поршнипомимо своего прямого назначения управляют открытием и закрытием продувочных и выпускныхокон, г. е. выполняют функции газораспределительного механизма.В связи с этим поршни, управляющие продувочными окнами, а также связанные с ними деталикривошипного механизма (шатуны и коленчатый вал) называются продувочными, а поршни,управляющие выпускными окнами, и связанные с ними шатуны и коленчатый вал — выпускными.Коленчатые валы двигателя связаны между собой шестернями главной передачи.
Направлениевращения валов одинаковое. При этом выпускной коленчатый вал опережает продувочный вал на10°. При таком смещении коленчатых валов максимальное сближение продувочных и выпускныхпоршней получается тогда, когда выпускной вал пройдет свою геометрическую внутреннююмертвую точку (ВМТ) * на 5°, а продувочный вал не дойдет до своей внутренней мертвой точки на 5°.Это положение кривошипного механизма двигателя соответствует минимальному объемувнутрицилиндрового пространства и условно называется внутренней объемной мертвой точкой(ВОМТ). Геометрическая степень сжатия двигателя равна 21,5. Действительная степень сжатия,определяемая по моменту закрытия продувочных окон, составляет 16,5.Угловое смещение коленчатых валов в сочетании с несимметричным расположениемпродувочных и выпускных окон по длине цилиндра обеспечивает получение требуемых фазгазораспределения, при которых достигаются достаточная очистка цилиндра от отработавших газови высокая степень наполнения цилиндра свежим зарядом.В связи с угловым смещением коленчатых валов крутящий момент, снимаемый с них,неодинаков и составляет для продувочного вала 30% и для выпускного вала 70% суммарногокрутящего момента двигателя.
Крутящий момент, развиваемый на продувочном валу, передаетсячерез шестерни главной передачи на выпускной вал. Суммарный крутящий момент снимается свыпускного вала и передается через две зубчатые муфты полужесткого соединения на валы коробок*ВМТ — положение кривошипного механизма, при котором поршень наиболее удален от осиколенчатого вала.3передач.2 Рабочий цикл двигателяРабочие циклы двухтактного и четырехтактного двигателей складываются из одних и тех жепроцессов — наполнения цилиндра свежим зарядом, сжатия рабочего тела, сгорания топлива,расширения продуктов сгорания и выпуска отработавших газов.В четырехтактных двигателях, как известно, эти процессы осуществляются за четыре такта —четыре хода поршня или два оборота коленчатого вала.
При этом процессы сжатия, сгорания ирасширения, необходимые для преобразования тепла в работу, занимают лишь половину временивсего цикла.Другую половину цикла занимают вспомогательные процессы впуска и выпуска,обеспечивающие смену рабочего тела в цилиндре. Вследствие этого время, отводимое на рабочийцикл, с точки зрения получения работы используется недостаточно полно.
В двухтактныхдвигателях рабочий цикл осуществляется за два такта — два хода поршня или один оборотколенчатого вала. Поэтому в двухтактном двигателе число циклов, совершаемых в единицувремени, будет в два раза больше, чем в четырехтактном, что определяет при прочих равныхусловиях повышение мощности двигателя.Наиболее существенные отличия двухтактного цикла от четырехтактного связаны сорганизацией процессов газообмена. В четырехтактных двигателях процессы впуска и выпускаосуществляются в результате насосного действия поршня в течение двух тактон.
В двухтактныхдвигателях время протекания этих процессом ограничено периодами открытого состояниявыпускных и продувочных окон при движении поршня вблизи наружной мертвой точки (НМТ) * .Для того чтобы в условиях ограниченного времени и от-сшствия насосного действия поршняобеспечить удовлетворительное протекание процессов газообмена, наполнение и очистка цилиндрадвухтактного двигателя осуществляются воздухом, предварительно сжатым до определенногодавления специальным агрегатом, который называется нагнетателем или компрессором.Рабочий цикл двигателя 5ТДФ иллюстрируется индикаторной диаграммой рабочего цикла(рис.2), показывающей изменение давления газа в цилиндре в зависимости от положения поршня,диа граммой фаз газораспределения (рис.
3) и схемой характерных положений кривошипногомеханизма двигателя (рис. 4).Рабочий цикл двигателя 5ТДФ протекает в такой последовательности.Такт расширения. Начало такта расширения (конец такта сжатия) соответствует положениюкривошипного механизма двигателя в ВОМТ. Состояние газа в цилиндре в этот момент отмеченоточкой С индикаторной диаграммы (рис. 2). Такт расширения характеризуется увеличением объемацилиндра, обусловленного расходящимся движением поршней.В начальный период такта расширения в цилиндре идет процесс сгорания топлива, в результатекоторого химическая энергия топлива превращается в тепловую. Вследствие интенсивного тепловыделения температура и давление газов в цилиндре резко увеличиваются (линия С — Z).Максимальное давление газов достигается в точке Z через несколько градусов после ВОМТ.В дальнейшем вследствие постепенного затухания сгорания и быстрого увеличения объемацилиндра давление уменьшается (линия Z— в1).В ходе процесса расширения часть тепловой энергии газов преобразуется в механическую.Через 106° после ВОМТ (111° после внутренней мертвой точки (ВМТ) выпускного вала)выпускной поршень начинает открывать выпускные окна (точка в1 на рис.
2, 3, 4, а). Под действиемизбыточного давления начинается выпуск из цилиндра отработавших газов. Отработавшие газы повыпускному коллектору поступают в турбину, в которой происходит дальнейшее расширение газови преобразование их тепловой энергии в механическую.Вследствие начавшегося выпуска давление газов в цилиндре резко уменьшается (линия в1 — П1на рис. 2).*НМТ — положение кривошипного механизма, при котором расстояние от поршня до осиколенчатого вала минимально.4Через 17° после открытия выпускных окон (123° после ВОМТ, 128° после ВМТ выпускного вала)продувочный поршень начинает открывать продувочные окна цилиндра (точка П1 на рис. 2, 3, 4, б).Через постепенно открывающиеся продувочные окна из продувочного ресивера в цилиндрустремляется сжатый воздух, вытесняя из цилиндра отработавшие газы.Наполнение цилиндра свежим зарядом при одновременном вытеснении отработавших газовназывается продувкой цилиндра.Для улучшения продувки, а также последующего смесеобразования входящему в цилиндрвоздуху сообщается вращательное движение, что обеспечивается соответствующимрасположением продувочных окон.По достижении поршнями наружной объемной мертвой точки (НОМТ) * такт расширениязаканчивается (точка а, рис.
2). Выпускные и продувочные окна цилиндра полностью открыты(рис.4, в).Таким образом, в данном такте на основной процесс расширения (линия С — Z — в1 — П1 — а нарис. 2) накладываются в начальный период сгорание топлива, а в конечный — процесс выпускаотработавших газов и процесс наполнения цилиндра свежим зарядом.Такт сжатия. Такт сжатия характеризуется уменьшением объема цилиндра и осуществляется присходящемся движении поршней от НОМТ к ВОМТ. В начале такта при одновременно открытыхпродувочных и выпускных окнах продолжается продувка цилиндра (линия а — в2, рис.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
