Отчет антиплагиата полная версия (1229429), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Из-за высокой степени сжатия (от 14:1 до 24:1), когдавоздух нагревается до температуры самовоспламенения дизельного топлива(800-900 °С), оно впрыскивается в камеры сгорания форсунками под большимдавлением (от 10 до 220 МПа). Свечи у дизеля тоже могут быть, но ониявляются свечами накаливания и разогревают воздух в камере сгорания, чтобы 4811облегчить запуск. 48Рисунок 1.2 – Дизельный двигательДизельный двигатель использует в своей работе термодинамический цикл сизохорно-изобарным подводом теплоты (цикл Тринклера - Сабатэ), благодаряочень высокой степени сжатия они отличаются большим КПД ( 48 до 50 %) посравнению с бензиновыми двигателями.
41Дизельный двигатель используют на стационарных силовых агрегатах,грузовых и легковых машинах, тяжелых грузовиках, сельскохозяйственной истроительной технике, судах и тепловозах.Использование дизельных двигателей имеет ряд преимуществ:- более высокий КПД и, как следствие, повышенная экономичность,возможность работать на нестандартном топливе;- цена на топливо несколько ниже;- высокая долговечность;- экологичность;- в качестве смазочного материала выступает сама солярка;- благодаря отсутствию системы зажигания, двигателю не страшнопопадание воды.В то же время у дизельных установок есть и свои недостатки:12- низкая морозоустойчивость;- большие габариты и масса;- сложная и дорогая топливная аппаратура;- более жесткая работа с повышенным уровнем шума.1.1.2 Роторно-поршневые двигателиРоторно-поршневой двигатель или двигатель Ванкеля представляет собоймотор, где главным рабочим элементом осуществляются планетарные круговыедвижения (представлен на рисунке 1.3) [4].
Это принципиально другой виддвигателя, отличный от поршневых собратьев в семействе ДВС.Рисунок 1.3 – Роторно-поршневой двигательВ конструкции такого агрегата используется ротор (поршень) с тремягранями, внешне образующим треугольник Рело, осуществляющий круговыедвижения в цилиндре особого профиля. Чаще всего поверхность цилиндраисполнена по эпитрохоиде (плоской кривой, полученной точкой, которая жесткосвязана с окружностью, осуществляющей движение по внешней стороне другойокружности).Роторный ДВС совершает так же 4 такта: впуск, сжатие, рабочий такт,выпуск.
Но работает ротор по-другому. Поршневой двигатель выполняет четыре13такта в одном цилиндре. А роторный хоть и выполняет их в одной камере, нокаждый из тактов проходит в её отдельной части. То есть, цикл будтовыполняется в отдельном цилиндре, а поршень «бегает» от одного цилиндра кдругому.
При этом в роторном моторе нет механизма газораспределения. Вотличие от поршневого двигателя, всю работу выполняют впускные ивыпускные окна, размещенные в боковых корпусах. Ротор вращается ирегулирует работу окон: открывает и закрывает их. Принцип работы роторно-поршневого двигателя состоит в следующем. При вращении ротор создаетвокруг себя три, изолированные друг от друга, полости.
Происходит этоблагодаря капсульной форме полости вокруг ротора и треугольной формесамого ротора. Первая полость – полость всасывания, в ней смешиваетсятопливо с кислородом. Далее смесь перегоняется во вторую камеру движениемротора и там же сжимается. Здесь её воспламеняют две свечи, она расширяетсяи толкает поршень. Поступательным движением ротор прокручивается,открывается следующая полость, где выходят отработавшие газы и остаткитоплива.Японцы единственные, кто серийно производил роторные машины с 1967года. В 70-х годах Mazda представила бренд RX, который обозначаетиспользование роторных моторов. Японцы ставили ротор на любое авто,включая пикапы и автобусы.
На железнодорожном транспорте не используется.Преимущества роторно-поршневого двигателя. Производительностьроторного двигателя в несколько раз выше остальных (пока в обычных ДВС заодин оборот проходит один такт, то в роторном моторе – три), малое количестводеталей, низкий уровень вибрации, высокие динамические характеристики,компактность и маленький вес.Несмотря на множество плюсов, мотор имеет и несколько минусов:склонность к перегреву, регулярная замена масла, регулярная заменауплотнителей, высокая цена.1.1.3 Роторно-лопасной двигатель14Тип теплового роторного двигателя, в котором давление расширяющихсягазов воспринимают вращающиеся на валу лопасти ( 91 пример на рисунке 1.4).Принцип работы роторно-лопастного двигателя [5].
Этот механизм содержитдва ротора с лопастями и цилиндр с впускными и выпускными окнами. Вдвигателе предусмотрен механизм связи, позволяющий роторам совершатьдвижение друг относительно друга и вращательно-колебательное движениеотносительно цилиндра, а также 49 устройство, позволяющее суммироватьдвижение роторов и передать равномерное вращение выходному валу. 49Рисунок 1.4 – Роторно-лопасной двигательПри вращении ротора в одном направлении лопасти совершают колебаниядруг относительно друга, создавая 66 замкнутые внутри цилиндра объемыпеременной величины.В результате в нижнем правом секторе происходит такт впуска, в верхнемправом секторе - такт сжатия, в "верхней мертвой точке" - 66 воспламенениесмеси, в верхнем левом секторе - рабочий ход, в левом нижнем секторе - тактвыпуска. 66Такая последовательность тактов повторяется за каждый полный оборотротора.
Таким образом, весь четырехтактный цикл выполняется за один оборот15вала ротора. Этим роторно-лопастной двигатель существенно отличается отпоршневого ДВС.На сегодняшний день такой тип двигателей не используется, в том числе ина железнодорожном транспорте.Преимущества данного двигателя: на всех режимах работы расход топливаменьше, чем у поршневого двигателя, малое количество деталей, простотаконструкции, эффективный газообмен способствует лучшему сжиганиютоплива и меньшей токсичности, малый расход смазочных материалов.Наиболее существенные недостатки двигателя: элементы уплотненийустановить на лопасти сложнее, чем в поршневом двигателе, высокая тепловаянапряженность ротора, особенно его лопастей.1.1.4 66 Реактивный двигательРеактивный двигатель – двигатель, преобразующий некоторый видпервичной энергии в кинетическую энергию рабочего тела (реактивной струи),которая создает реактивную тягу [6].
Пример реактивного двигателя приведенна рисунке 1.5.Рисунок 1.5 – Реактивный двигательВоздух из окружающего пространства, забираемый и сжимаемый дозаданного давления компрессором, непрерывным потоком направляется вкамеру сгорания, куда через форсунки подается распыленное топливо. Газы, 6716представляющие собой нагретый избыточный воздух в смеси с продуктамисгорания топлива, 67 приводят во вращение турбину, являющуюся силовымприводом компрессора, и в случае двигателя с осевым компрессором поступаютв форсажную камеру. В форсажной камере дожигается дополнительноподаваемое количество топлива, что позволяет достигнуть кратковременногоувеличения тяги двигателя. 67Реактивный двигатель применяется в авиации и на космическом корабле.
Нажелезнодорожном транспорте не применяется.Достоинства: достигают мощности до 30000000 кВт; КПД 80 %Недостатки: шумовое загрязнение.1.2 Двигатели внешнего сгоранияДвигатели внешнего сгорания подразделяются на паровые машины, паровыетурбины и двигатель Стирлинга.1.2.1 Паровые машиныПаровая машина — тепловой двигатель, имеющий внешнее сгорание ипреобразующий энергию пара в механическую работу. Пример паровой машиныпредставлен на рисунке 1.6.17Рисунок 1. 6 – Паровая машинаПринцип работы паровой машины: вода в закрытом котле доводится докипения, пар может выйти только через отверстие, которое ведет в специальнуютрубу.
В этой трубе, которая называется цилиндром, находится подвижныйпоршень. Пар давит на поршень, и тот двигает шатун, который крутит маховик.После того как пар выполнит эту работу, он выходит через клапан и попадает всистему трубок. Мощные паровые машины, естественно, имеют чрезвычайносложную конструкцию.До середины ХХ века паровые машины применялись на железнодорожном иводном транспорте; на промышленных предприятиях. На сегодняшний деньданный вид двигателя не применяется, в том числе и на железнодорожномтранспорте.Достоинствами паровой машины являются простота и хорошая тяговаяхарактеристика.К недостаткам относится: низкий КПД, малая скорость и большой вес.1.2.2 Паровая турбинаПаровая турбина (пример на рисунке 1.7) является тепловым двигателем,машиной, которая преобразует тепловую энергию пара в механическую энергиювращения вала.Рисунок 1.7 Паровая турбина18Паровые турбины работают следующим образом: пар, образующийся впаровом котле, под высоким давлением, поступает в лопатки турбины.
Турбинасовершает обороты и вырабатывает механическую энергию, 63 используемуюгенератором. Генератор производит электричество. 53Паровые турбины применяют большей частью в стационарных установкахна тепловых электрических станциях для приводов генераторов тока, реже внебольших промышленных установках для привода вентиляторов, насосов. Нажелезнодорожном транспорте не применяется.Преимущества работы паровой турбины: вращение происходит в одномнаправлении, отсутствуют толчки, как при работе поршня, работа паровыхтурбин возможна на различных видах топлива (газообразное, жидкое, твердое),высокая единичная мощность. 63Недостатки работы паровой турбины: скорость вращения не может менятьсяв широких пределах, долгое время пуска и 63 остановки, дороговизна паровыхтурбин, низкий объем производимого электричества, в соотношении с объемомтепловой энергии.1.2.3 63 Двигатель СтирлингаДвигатель Стирлинга - тепловая машина (пример на рисунке 1.8), в которойрабочее тело, в виде газа или жидкости, движется в замкнутом объёме,разновидность двигателя внешнего сгорания.
33 Может работать не только отсжигания топлива, но и от любого источника тепла. 33Рисунок 1.8 – Двигатель Стирлинга19Принцип работы Стирлинга: при низкой температуре происходит сжатие, апри высокой – расширение. Но по-разному осуществляется нагрев: теплоподводится через стенку цилиндра извне [7]. Поэтому он и получил названиедвигателя внешнего сгорания. Стирлинг применял периодическое изменениетемпературы с вытеснительным поршнем. Последний перемещает газ с однойполости цилиндра в другую.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
