Toyota-navi.ru

АвтоКлуб Toyota
7 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двигатель внутреннего сгорания устройство и принцип работы реферат

Начать нужно с XVIII века. Именно тогда предпринимаются первые попытки создать двигатель, работающий благодаря внутреннему сгоранию. Стоит сказать, что в то время над процессом преобразования топливной энергии в механическую работало множество учёных.

Несмотря на видимый ажиотаж пальму первенства получили браться из Франции со звучной фамилией Ньепс. Именно они придумали пирэолофор. В качестве топлива использовалась обычная угольная пыль. Устройство имело крайне малый КПД. Мало того, оно скорее считается амбициозным проектом, нежели реально действующим прототипом.

Тем не менее первая действующая концепция двигателя на базе процесса внутреннего сгорания принадлежит именно вышеупомянутым братьям. Коммерческий же успех принадлежит совсем другому человеку. Бельгийцу Этьену Ленуар. Именно он в 1858 придумал и создал ДВС.

В двигателе, осуществляющем процесс внутреннего сгорания, в качестве топлива применялся угольный газ. Казалось, новая эпоха, давшая небывалый толчок автомобилестроению, началась, но не тут-то было. Учёный забыл учесть потребность деталей в смазке. Как результат устройство работало очень недолго. Нормальной системы охлаждения тоже не было.

К счастью, учёный не остановился на достигнутом. На доработку и усовершенствование двигателя, работающего за счёт внутреннего сгорания, понадобилось 15 лет. Но труд окупил себя. В 1863 году Ленуар презентует ДВС с недостающими ранее системами. В качестве топлива уже используется керосин.

Устройство не отличалось крайней совершенностью. Но на этом история создания двигателя, работающего за счёт внутреннего сгорания, не закончилась. Главная проблема крылась в слишком быстром перегреве. К тому же смазка и топливо использовались крайне неэффективно. Тем не менее уже тогда ДВС применялись на трёхколёсных авто.

Один год понадобился мировым учёным, чтобы Зигфрид Маркус создал свой вариант двигателя, работающего от внутреннего сгорания определённых веществ. В ДВС 1864 года впервые использовалась нефть.

Транспортное средство с двигателем Маркуса, работающим от внутреннего сгорания нефтепродуктов, могло развивать скорость до 10 миль в час. В то время это был настоящий прорыв.

Дальше было ещё немало учёных, пытающихся создать действительно эффективный двигатель, работающий благодаря внутреннему сгоранию. Но первое технически правильное и эффективное устройство было создано. Николасом Отто. Оно эффективно преобразовывало энергию топлива и имело весьма неплохой для своих параметров КПД,

После открытия Отто эволюция ДВС начала распространяться как снежный ком. В 83 Деламар создаёт чертёж двигателя внутреннего сгорания, работающего на газу. Вот только проект так и не смогли тогда воплотить в жизнь.

Спустя три года на весь мир гремит громкое имя Готтлиб Даймлер. Именно ему принадлежит авторство первого, работающего двигателя за счёт внутреннего сгорания газа. Цилиндры и карбюратор располагались в конструкции вертикально, что дало неплохой прирост производительности. Мало того, машины, оснащённые данными устройствами, смогли развивать приличную по тем временам скорость.

Ещё одно громкое имя того времени — Карл Бенц. Он первый создал предприятие, делающее автомобили. В 1903 предприятия Бенца и Даймлера объединяются. Новая эра в автомобилестроении начинается.

В этом же году своё легендарное предприятие основывает Генри Форд, чтобы спустя 5 лет выпустить первый серийный автомобиль и перевернуть мир. Заводы этого великого предпринимателя расползлись по миру моментально. Даже в Советском Союзе они были.

Читать еще:  Что будет если двигатель работает не на треугольнике

Принцип функционирования ДВС

Агрегаты, где топливо под воздействием химических реакций перегорает и трансформируется в энергию тепла, а далее обеспечивает механическую рабочую силу, называются тепловыми двигателями. К общему названию «ТД» относятся как паровые машины и турбины, так и двигатели внутреннего сгорания, функционирующие на основе поршней, газотрубные и реактивные двигатели, а так же конструктивно совмещённые между собой разноплановые двигатели (турбопоршневые).

Принцип действия ДВС, а именно превращение энергии из химической в тепловую, позволяет применять данную систему на тепловозе. Весь процесс протекает в цилиндре, одновременно со сгоранием топлива. Для преобразования тепла, воздух, попавший в цилиндр, проходит несколько этапов изменения, поддаётся некоторым воздействиям.

Поступивший поток воздуха, под воздействием поршня нагревается, а как результат и сжимается. В это время, к нему через форсунку поступает некоторое количество топлива, по средствам впрыскивания. Внутренняя воздушная среда может нагреваться до 600-650 о С, что больше значений показателей, провоцирующих процесс воспламенения впрыскнутого жидкого топлива. Именно газы, которым присуще высокое давление и такая же температура, приводят поршень в действие при помощи надавливания. Такие газы образовываются после процесса воспламенения и сгорания топлива.

Обеспечение функционирования поршня — процесс, во время которого отдаётся необходимая часть тепла, а отработанные вещества через выпускной клапан выпускаются в атмосферу. Новая воздушная среда сменяет старый воздух и полностью заполняет систему цилиндра. Весь это процесс продолжатся столько, сколько по времени совершаются работы.

Установленные на тепловозах ДВС работающие на основе поршней, обладают рядом достоинств:

  • компактны;
  • обладают min потерями (тепла и гидравлики);
  • max КПД.

Двигатель внутреннего сгорания, установленный в тепловозе, является механизмом, функционирующий по шатунно-кривошипной системе. Комплектация его, кроме шатуна и кривошипа, состоит из поршня и вала. Такое наполнения позволяет преобразовывать движение поршня во вращательное движение вала.

Параметры и наполнение ДВС может быть самым разнообразным, могут различаться скоростью потреблением и передачей энергии, числом встроенных цилиндров, периодичностью вращения валов и иным. Такое разнообразие позволяет удовлетворить различные потребности пользователей.

По способу зажигания топлива различают двигатели низкого и высокого сжатия. Во-первых, зажигание осуществляется принудительно. Во-вторых, при помощи самовоспламенения, и именно такие устанавливаются на тепловозы, ведь отличаются мощностью и своей экономичностью.

На сегодняшний день в разных отраслях используют двигатели внутреннего сгорания двух- и четырёхтактного типов. Один полный оборот коленчатого вала (2 хода поршня) необходимо для обеспечения рабочего цикла у двухтактных двигателей. Два оборота и 4 хода для четырёхтактных, которые в свою очередь обладают min уровнем тепловой напряжённости и расходом топлива.

Двигателя внутреннего сгорания могут различаться между собой по способу смесеобразования:

  • однокамерные (со струйным распыливанием): самые распространённые, ведь обеспечивают минимальный расход при значительных нагрузках. Такие дизели очень требовательны к качеству топлива и конструкции топливной аппаратуры;
  • двухкамерные (вихрекамерные, предкамерные, в поршне с камерой): им присущи значительные тепловые и энергетические потери, поэтому не экономичны, но при этом функционируют при помощи простых насосов и форсунок.

Очень важно выбрать правильный тип дизеля, подходящую форму камеры сжатия, учесть иные моменты, точно предназначенные для предстоящего вида работ и модели техники. Качественный ДВС в первую очередь определяется своей надёжностью, экономичностью, долговечностью и технологическим наполнением.

Читать еще:  Давление в масляной системе двигателя ваз 2112

Дизель-генератор 4Д80Д

Разные части различных моделей маневровых тепловозов могут быть модернизированными несколькими способами. Одним из вариантов усовершенствования грузового тепловоза типа М62У может быть осуществление замены «родных» дизелей на новые дизели модели 4Д80Д. Конструкция новых устройств представляет собой совмещение дизеля и генератора. В данном случае установка двигателя адаптируются к схемам М62У быстро и легко. Организация данного процесса не нуждается во внесении корректив в служебные свойства тепловоза.

Масса дизель-генератор составляет 23 тонны, длина 4635 мм, ширина 1615 мм, высота 3100 мм. Мощность в 1350 кВт и среднюю скорость поршня в 6,75м/с обеспечивают 10 цилиндров.

Встроенный в 4Д80Д коленчатый вал функционирует в двух режимах: на полной мощности и на холостом ходу. В зависимости от чего и зависит частота его вращения. В первом случае коленчатый вал осуществляет 750 оборотов в минуту, во втором, 300 об/мин. Отличается данный агрегат и сравнительно высокими показателями, характеризующими степень нагрузки и наддува, рабочим объемом цилиндра, а также полнотой и своевременностью сгорания топлива.

При установке 4Д80Д, расход топлива уменьшится на 15-20% и будет составлять:

  • 197 г/кВт.ч.: в условиях объекта;
  • 190 г/кВт.ч.: в условиях ISO.

В процессе продуктивного функционирования данные дизеля тепловоза способны прослужить 300000 км, после чего будет необходимо проведение переборки, а после 1500000 км в плановом порядке проводится первый капитальный ремонт. Конструкция 4Д80Д продумана до мелочей, позволяет производить удобное ТО и любой вид ремонтных работ.

Дизель-генератор монтируется на раму, а к ротору генератора подключается коленчатый вал, используется при этом эластичная муфта. Конструкция представляет листы, расположенные по бокам (вертикально и поперечно). Укомплектовано устройство газотрубным наддувом и охладителем для надувочного воздуха.

Дизель-генератор 4Д80Б

На маневровых тепловозах ЧМЭ3 изначально были установлены дизели типа К6S310DR, на смену которым, с целью увеличения работоспособности техники, пришли дизель-генераторы в модификации 4Д80Б. Агрегаты разработаны специально для данной модели тепловоза, в связи с чем процесс адаптации схем двигателя к устройству тепловоза не требует внесение корректировок в настройки тепловоза.

Дизели являются идеальными аналогами устройств мирового производства. В первую очередь выделяются своим техническим уровнем, достаточно экологичны и экономичны. Обладают высоким моторесурсом. При необходимости проведения технического обслуживания или ремонта любой сложности проблем возникнуть не должно.

4Д80Б показал себя как высоконадёжное устройство. В процессе функционирования со стандартными нагрузками и даже после капитального ремонта, дизель функционирует идеально. В комплекте имеются все необходимые запчасти, которые необходимы для осуществления монтажа систем дизель – генератора.

Дизель типа 12ЧН26/27 — это двенадцатицилиндровый V-образный агрегат мощностью 993 кВт. Работая на полной мощности коленчатый вал осуществляет 750 оборотов за минуту (300 на холостом ходу), при этом средняя скорость поршня равняется 6,75 м/с. Удельный расход топлива в условиях объекта и ISO — 201 г/кВт.ч., и 190 г/кВт.ч., соответственно.

Масса 4Д80Б составляет 22500 кг, длина 3990 мм, широта 1616 мм, высота 2840 мм. Среднее значение эффективного давления равно 0,921 мПа. Продуктивное и бесперебойное функционирование дизеля обеспечивается на протяжении длительного времени.

Дизель-генератор 1Д80Б-01

Двигателя внутреннего сгорания с генератором также устанавливаются на магистральные тепловозы 2ТЭ10. В данном случае новый дизель-генератор 1Д80Б-01 меняет старую модель дизель-генератора 10Д100М1.

Установка дизеля унифицированного ряда Д-80 (УМР-Д80) предназначена для модернизации тепловоза, благодаря которой мощность техники увеличилась до 2075 кВт. Системы двигателя и тепловоза адаптируются друг с другом без внесения правок в служебные свойства 2ТЭ10.

Читать еще:  Что будет если снять термостат на 406 двигатель

Данная модель дизель-генератора превосходит по техническим параметрам иные модели данной серии и является превосходным аналогом двигателей зарубежного производства. 1Д80Б-01 обладает рядом преимуществ, к которым можно отнести:

  • экономичность;
  • экологичность;
  • высокое значение моторесурса;
  • ремонтопригодность.

Процесс разработки, доработки конструкции и наполнения двигателя позволили обеспечить его высокую надёжность во время эксплуатации и даже после капитальных ремонтных работ. На расстоянии до 200000 км дизель способен продуктивно проработать до первой переборки. До капитального ремонта устройство будут служить не меньше 1200000 км. Заводом-изготовителем предусмотрены все необходимые для соединения системы дизель-генератора и тепловоза, детали и комплектующие.

Дизель типа 16ЧН26/27 имеет 16 цилиндров, расположенных в V-образной форме. При массе 29000 кг., длине 6951 мм, широте 1930 мм и высоте 2922 мм 1Д80Б-01 расходует топливо в условиях объекта 204 г/кВт.ч. и при ISO 193 г/кВт.ч.

При максимально эффективной работе, включая всю мощность, коленчатый вал вращается с частотой в 850 оборотов в минуту, а без нагрузки 270 об/м. В среднем достигается скорость поршня в размере 9,0 м/с и эффективное давление в размере 1,176 мПа.

Дизель-генератор 1Д80Б

Двигателем внутреннего сгорания в тепловозах 2ТЭ116, функционирующих на магистральных путях, установленный изначально заводом-изготовителем, является дизель-генератор типа 1А-9ДГ. Для модернизации данных тепловозов штатные дизели меняются на новые дизель-генераторы 1Д80Б.

Системы двигатели и системы тепловоза при установке дизеля унифицированного ряда Д-80 (УМР-Д80) не требуют внесения даже малейших изменений в служебные свойства тепловоза, ведь процесс адаптации проходит идеально.

Дизель-генератор 1Д80Б по своим основным параметрам очень схож с 1Д80Б-01, но всё таки имеет некоторые технические отличия, заключающиеся в:

  • частоте вращения коленчатого вала (1000 при максимальной мощности, 350 — без нагрузок);
  • массе изделия, которое составляет 24655 кг;
  • длине — 5325 мм;
  • ширине — 1615 мм;
  • высоте — 3193 мм.

Подсоединение дизель-генератора не составит труда, ведь производитель укомплектовал устройство всеми необходимыми деталями и сборочными единицами.

1Д80Б — двигатель унифицированного мощного ряда, который благодаря своим техническим параметрам является высококачественным аналогом изделия зарубежного производства. Продуманная до деталей конструкция, надёжные и прочные комплектующие позволяют продуктивно использовать данный дизель-генератор в период эксплуатации и даже после КР.

Благодаря экономичности, экологичности, износостойкому мотору и подлежащим ремонту системам дизель-генератор 1Д80Б устойчиво популярен.

Водородный мотор

Водородный двигатель считается «ноу-хау» современного мира. В автомобиле установлено устройство водородного типа. Разница с бензиновыми двигателями заключается в подаче топлива. В случае бензинового двигателя топливо подается, когда поршень возвращается к HTM, в то время как в случае водородной силовой установки топливо подается, когда поршень возвращается к HTM.

В будущем планируется разработать водородный двигатель закрытого типа, в котором нет необходимости в выхлопных газах, а водитель может забыть о дозаправке автомобиля на 500 км.

Однако следует помнить, что автомобили с таким двигателем не будут дешевыми до тех пор, пока он полностью не заменит бензиновый аналог.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector