teplotekhnika (852911), страница 83
Текст из файла (страница 83)
Схема четырехтактного дизеля54)ї)'*_1415\/І/\(ІІ)\\ . /_' и '_\\ ° /1\6\_,.//,17І,4`(435Топливо к форсунке подается топливным насосом 14, приводимым вдействие от коленчатого вала двигателя. Для хорошего распыливания топлива и перемешивания его с воздухом топливо подается под давлением12-50 МПа. Индикаторная диаграмма четырехтактного дизеля изображена на рис. 5.7 (см.
подразд. 5.3).Рабочий цикл четырехтактного дизеля протекает в такой последовательности.Первый такт - впуск воздуха. Поршень движется от ВМТ к НМТ, и вЦилиндр через открытый впускной клапан поступает атмосферный воз-дух (линия г-а). Давление в цилиндре в период этого такта ниже атмосферного и равно ра = (0,8 + 0,9)р0. Температура воздуха в конце впуска4560 °С.Второй такт - сжатие воздуха. Так же, как и в карбюраторном двигателе, впускной клапан закрывается с некоторым опозданием, вследствие чего в Цилиндр поступает дополнительное количество воздуха. После закрытия впускного клапана давление и температура сжимаемого воздуха повышаются.Чтобы обеспечить самовоспламенение топлива, в дизелях необходимо получить в конце сжатия температуру 450700 °С, для чего степеньсжатия є должна быть равна ІЗІ7.
При подходе поршня к ВМТ (точка2) топливный насос через форсунку впрыскивает топливо в камеру сгорания, в которой температура сжатого воздуха выше температуры его самовоспламенения.Топливо самовоспламеняется и сгорает частично при нахождениипоршня в ВМТ, а частично после ВМТ. При этом давление в Цилиндреповышается до 4,5-9,0 МПа, а температура достигает 16001900 °СТретий такт - сгорание топлива и расширение продуктов сгорания.Поршень движется от ВМТ к Н МТ, т.е. продолжаются поступление топлива в цилиндр и его сгорание, а затем начинается расширение продуктов сгорания. У дизелей степень расширения газов значительно выше,чем у карбюраторных двигателей.
Вследствие этого температура отработавших газов у дизелей ниже и равна 500600 °С, что уменьшает потерю тепла с отработавшими газами, повышает экономичность двигателя.В конце рабочего хода при давлении в цилиндре 0,5-0,6 МПа (точка 3)открывается выпускной клапан, и начинается выпуск отработавших газов.К приходу поршня в НМТ давление в цилиндре достигает 0,1 І-0, І 2 М Па.Четвертый такт - выпуск.
Поршень движется к ВМТ. Продолжается выпуск (выталкивание) из цилиндра отработавших газов через открытый выпускной клапан.Мощность дизеля регулируется изменением количества топлива, подаваемого в цилиндр.Двухтактный дизель.
Для продувки цилиндров в двухтактных дизеляхв отличие от двухтактного карбюраторного двигателя используется не то436Рис. 15.62.дизеляСхемадвухтактногопливовоздушная смесь, а атмосферный воздух. В связи с этим потеря части заряда воздуха при продувке незначительно влияет на экономичность двигателя.Обычно в дизелях для продувки применяют специальный продувочный ротационный или центробежный насос, имеющий привод от валадвигателя, что позволяет почти полностью удалять из цилиндра продукты сгорания. При этом количество воздуха, подаваемого за время продувки, по объему должно быть на 30-50% больше объема цилиндров.В отличие от рассмотренного двухтактного карбюраторного двигателя двухтактный дизель (рис.
15.62) оборудован специальным продувочным І и топливным 6 насосами, форсункой 4. Рабочий процесс двухтактного дизеля представлен на индикаторной диаграмме (см. рис. 5.8).Часть приведенной индикаторной диаграммы, изображающая процессысжатия, сгорания и расширения, практически одинакова с индикаторной диаграммой четырехтактного дизеля. Давление и температура воздуха и газов в начале и конце указанных процессов имеют практически теже значения, что и в четырехтактных дизелях.Выпуск отработавших газов из цилиндра начинается (см. рис.
5.8 и15.62), как только верхняя кромка поршня приоткроет выпускные окна 5(точка Ь). При дальнейшем движении поршня открываются продувочные окна 3 (точка е) и воздух давлением 0,115-0,120 МПа из ресивера 2продувочного насоса поступает в цилиндр. Продувка цилиндров продолжается при движении поршня к НМТ, и далее при обратном его ходе кВМТ, пока не закроются продувочные окна (точка Іс). Выпускные окназакрываются несколько позднее (точка а), и на участке диаграммы Іс-апроисходит вытеснение части воздуха, поступившего в цилиндр при егонаполнении.Преимуществами дизеля по сравнению с карбюраторным двигателемявляются: больший КПД (на 30-35%) вследствие более высокой степени437сжатия; возможность использования тяжелых и дешевых сортов топлива; бол ьшая надежность в тяжелых условиях работы.К недостаткам дизеля следует отнести следующее:большая его масса, приходящаяся на І кВт мощности - на 40-70%больше массы карбюраторного двигателя, что обусловлено более высокими давлениями в цилиндрах, а следовательно, и большими сечениямидеталей двигателей, а также меньшей частотой вращения, которой про-порциональна мощность;большая первоначальная стоимость (примерно в 1,5 раза), вследствиесложной и требующей точности изготовления топливной аппаратуры;значительная стоимость ремонта двигателя;большие шумность работы двигателя и дымность выпуска.Благодаря высокой экономичности и надежности четырехтактныедизели являются наиболее распространенным типом двигателя, применяемым в подъемно-транспортных машинах.
Они устанавливаются наплавучих, железнодорожных и гусеничных кранах, на плавучих пневмоперегружателях, экскаваторах и других машинах.Рассмотренная схема газообмена двухтактного дизеля называетсяконтурной поперечно-щелевой.
При такой системе продувки моментыначала и окончания выпуска и наполнения цилиндра взаимозависимы ина индикаторной диаграмме располагаются на одной вертикали. Применяются и другие схемы продувки, которые будут рассмотрены далее.Применение двухтактных дизелей более перспективно, чем двухтактных карбюраторных двигателей, поскольку их экономические показатели мало отличаются от показателей четырехтактных дизелей, имеющихнаибольший КПД.___*К_1і_кІОў'оо1/ооёрІІОбщим недостатком двухтактных двигателей является значительная тепловаянапряженность поршневой группы из-забольшой частоты рабочих ходов. Частично этот недостаток может быть устраненпри использовании прямоточной клапанно-щелевой схемы газообмена (рис.
І5.63).При такой схеме на боковой поверхно-сти цилиндра имеются только продувоч,/\\ные окна І, а в цилиндровой крышке специальныевыпускные клапаны 2, черезІІкоторые удаляются продукты сгорания. Впериод рабочего хода при движениипоршня внизвконце расширения сначалаРис. 15.63. Схема двуХТаКт_открываютсявыпускные клапаны, давленого дизельного двигателя сКланиевпадает, а затем верхнеицилиндрепрямоточной продувкойпановкромкои поршня - продувочные окна.438Продувочный воздух движется прямо снизу вверх, вытесняя оставшиесяпродукты сгорания. При прямоточной клапанно-щелевой продувкеобеспечивается интенсивное охлаждение донышка поршня и выпускныхклапанов.Двухтактные дизели применяются на грузовых автомобилях и автомобильных подъемных кранах.Газообмен в четырехтактных двигателях.
Удаление продуктов сгоранияиз цилиндра и заполнение его свежим зарядом называется процессом газообмена. В двигателях газообмен осуществляется специальным газораспределительным механизмом, в заданные моменты времени открывающим и закрываюшим каналы, через которые удаляются отработавшиегазы, и поступает свежий заряд.В зависимости от конструктивного исполнения различают клапанные, бесклапанные и комбинированные механизмы газораспределения.В четырехтактных двигателях наибольшее распространение получиликлапанные механизмы газораспределения.
Они в свою очередь подразделяются на механизмы газораспределения с нижним и верхним расположениями клапанов. В карбюраторных двигателях применяются механизмы газораспределения как с нижним, так и с верхним расположениями клапанов, а в дизелях - только с верхним.
Открываются клапаны вовсех случаях кулачками распределительного вала, получаюшими вращение от коленчатого вала двигателя, а закрываются под воздействием пружин с последующим прижатием клапанов к седлу давлением газа в цилиндре. В четырехтактных двигателях частота вращения распределител ьного вала в 2 раза меньше частоты вращения коленчатого вала.При нижнем расположении клапанов (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
