Механизмы и системы двигателя
Категория:
Двигатели кранов на железнодорожном ходу
Публикация:
Механизмы и системы двигателя
Читать далее:
Механизмы и системы двигателя
Основными механизмами двигателя внутреннего сгорания являются шатунно-кривошипный и распределительный, а основными системами— системы питания, зажигания, смазки и охлаждения.
Шатунно-кривошипный механизм предназначен для преобразования прямолинейного возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала.
Этот механизм состоит из цилиндра, поршня с кольцами, поршневого пальца, шатуна, коленчатого вала.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Ход поршня зависит от величины радиуса кривошипа коленчатого вала и равен двойной величине радиуса кривошипа.
Крайние положения поршня, как верхнее, так и нижнее, соответствуют положениям, когда ось кривошипа вала, осевая линия шатуна и ось пальца поршня располагаются на одной прямой линии.
Эти положения называются мертвыми положениями поршня, потому что усилием на поршень нельзя заставить повернуться коленчатый вал. Вся система может быть выведена из этого положения лишь внешними силами — силой инерции маховика или движением поршней других цилиндров, если двигатель многоцилиндровый.
Цилиндры большинства двигателей выполняются в виде отдельных отливаемых из специального чугуна гильз, вставленных в отверстия блока цилиндра.
Блок цилиндра — одна из основных частей двигателя. Верхняя часть блока закрыта головкой, в которой расположены впускные и выпускные клапаны, форсунки или запальные свечи.
Нижняя часть блока соединена с картером, служащим у некоторых двигателей основанием для коренных подшипников коленчатого вала, и камерой, в которой у четырехтактного двигателя помещается масло для смазки всех деталей.
Блок цилиндра (а также и головка) обычно делают двухстенным; в пространстве между стенками циркулирует вода, охлаждающая двигатель.
Поршень, воспринимающий на себя давление газов, отливают из специального чугуна или алюминия. Он имеет цилиндрическую форму. Верхняя его часть (донышко) может быть плоской, выпуклой или вогнутой.
В средней части поршень имеет с внутренней стороны приливы, называемые бобышками, в отверстиях которых помещается палец, соединяющий поршень с шатуном. Нижняя, наиболее тонкостенная часть поршня называется юбкой. Диаметр поршня обычно меньше диаметра цилиндра, и между поршнем и цилиндром имеется необходимый температурный зазор, в котором образуется тонкая масляная пленка, смазывающая трущиеся поверхности цилиндра.
На наружной боковой поверхности поршня имеются кольцевые канавки, в которые заводятся поршневые кольца. Часть колец служит для создания уплотнения между стенками цилиндра и поршня (так называемые компрессионные кольца), часть же колец (маслосбрасывающих) служит для удаления со стенок цилиндра излишков смазки.
Маслосбрасывающие кольца обыкновенно имеют на своей поверхности проточку, этим порышается удельное давление кольца на стенки цилиндра, в результате чего оно лучше снимает излишки масла с поверхности цилиндра.
Поршневой палец представляет собой полый стержень, изготовленный из легированной стали. Для уменьшения износа рабочую поверхность пальца обычно цементируют, калят и шлифуют. Во многих двигателях поршневой палец закрепляется лишь от продольного перемещения пружинными замками с тем, чтобы исключить возможность трения его о стенки цилиндра. При таком закреплении палец может проворачиваться как в бобышках поршня, так и во втулке шатуна. Такая посадка свободно плавающего пальца дает более равномерный его износ.
Шатун шарнирно соединяет поршень с коленчатым валом и передает воспринимаемые поршнем усилия валу. Шатун двигателей внутреннего сгорания в большинстве своем штампован из стали. Он состоит из стержня и двух головок: верхней с впрессованной в нее бронзовой втулкой и нижней, называемой кривошипной и снабженной вкладышами. Сечение стержня обычно двутавровое, что придает ему необходимую прочность при небольшом весе.
Кривошипная головка шатуна выполняется разъемной; отъемная часть называется крышкой и крепится к основной части болтами. Болты эти испытывают весьма большие нагрузки и изготовляются из прочной хромистой стали.
Вкладыши шатуна, как и вкладыши коренных подшипников, делают в виде тонкостенных стальных широких полуколец. Внутреннюю рабочую поверхность этих вкладышей заливают антифрикционным сплавом, баббитом или свинцовистой бронзой.
Коленчатый вал — наиболее ответственная деталь двигателя. Он имеет несколько коренных опорных шеек и несколько кривошипных шеек или просто кривошипов, число которых соответствует числу цилиндров.
Для уравновешивания коленчатый вал снабжают противовесами, прикрепляемыми к щекам кривошипа со стороны, противоположной кривошипной шейке. На конце вала обычно крепится маховик.
Газораспределительный механизм предназначен для подачи в цилиндр воздуха или горючей смеси в строго определенные моменты и для удаления из цилиндра продуктов сгорания также в определенные моменты.
В четырехтактных двигателях газораспределение осуществляется механизмом, состоящим из клапанов, перекрывающих отверстия в головке блока, пружин, удерживающих клапаны в закрытом состоянии, распределительного вала и передаточных деталей: толкателей, втулок, коромысел и т. д.
Распределительный вал, имеющий кулачки, приводится во вращение от коленчатого вала через шестеренчатую передачу.
Кулачки на валу расположены в определенной последовательности. При вращении распределительного вала кулачки, набегая на толкатели, поднимают их. Это движение толкателей передается на концы качающихся коромысел, вторые концы которых нажимают на стержни клапанов и, сжимая пружины, открывают их в строго установленном порядке.
Клапаны работают при высоких температурах, поэтому их изготовляют из специальных жаростойких сталей.
Система питания предназначена для подачи в цилиндры двигателя топлива или горючей смеси, необходимых для совершения рабочего процесса. Системы питания дизелей и карбюраторных двигателей различные
Общая схема питания дизеля показана на рис. 1. Топливо из бака через расходный кран попадает в фильтр грубой очистки и, пройдя через него, поступает к подкачивающей помпе. Эта помпа, действующая от привода топливного насоса, прогоняет топливо через фильтр тонкой очистки, откуда оно поступает к топливному насосу. Насос под большим давлением подает топливо в форсунки, расположенные в головке блока двигателя.
Рис. 1. Общая схема питания дизеля
Система питания карбюраторного двигателя включает в себя бак для топлива, отстойник карбюратор, воздухопровод и регулятор числа оборотов двигателя. Наиболее ответственной частью в этой системе является карбюратор. Он предназначен для приготовления горючей смеси, т. е. смеси паров топлива с вполне определенным количеством воздуха, необходимого для его сгорания
Существует несколько конструкций карбюраторов. На рис. 2 показана схема устройства простейшего карбюратора, состоящего из смесительной камеры, диффузора, распылителя, жиклера, поплавковой камеры, заслонок (дроссельной и воздушной), поплавка, иглы, канала и кнопки.
Смесительная камера представляет собой отрезок трубы, в которой смешивается распыленное топливо с воздухом. Эта камера имеет местное сужение, называемое диффузором, к которому проведен распылитель, подающий в камеру топливо.
Воздух, проходя через камеру смешения, повышает свою скорость в диффузоре, и над распылителем создается разрежение, способствующее лучшему всасыванию топлива, которое увлекается затем быстро движущейся струей воздуха, испаряется, хорошо перемешивается с воздухом и поступает в цилиндры.
Рис. 2. Схема устройства простейшего карбюратора
Топливо в распылитель подается через поплавковую камеру, предназначенную поддерживать одинаковый напор топлива в распылителе, что обеспечивается поддержанием постоянного уровня топлива в камере.
В канале на пути от поплавковой камеры к распылителю установлен жиклер, сделанный в виде пробки с точно калиброванным отверстием, через которое пропускается ограниченное количество топлива.
Дроссельная заслонка служит для регулирования количества смеси, подаваемой в цилиндр: при большем открытии дроссельной заслонки в цилиндры двигателя поступает больше смеси, поэтому двигатель развивает большую мощность. Наоборот, прикрывая дроссельную заслонку, уменьшают доступ смеси в цилиндры, в результате чего мощность двигателя снижается.
Горючая смесь, подаваемая в цилиндры, может быть «бедной» или «богатой» в зависимости от соотношения долей воздуха и топлива в ней. Чем больший процентный состав топлива, тем богаче смесь.
Воздушная заслонка служит для временного обогащения смеси, главным образом в момент пуска двигателя и установления режима его работы. Это обогащение достигается поворотом воздушной заслонки, уменьшающим живое сечение канала, вследствие чего скорость потока воздуха возрастает, создается большее разрежение и увеличивается, подача топлива.
Для нормальной работы двигателя важно иметь постоянное качество смеси, определяемое соотношением количества топлива и воздуха. Простейший карбюратор не обеспечивает этого постоянства. При прикрытии дроссельной заслонки уменьшается число оборотов двигателя и над распылителем создается меньшее разрежение, в результате чего истечение топлива будет слабее и смесь в цилиндры станет поступать обедненной. Наоборот, с полным открытием дроссельной заслонки истечение топлива повышается и смесь обогащается.
Устранение этого недостатка в карбюраторах достигается постановкой дополнительного устройства, называемого компенсационным жиклером. Его размещают между поплавковой камерой и компенсационным колодцем, через который топливные каналы соединены с атмосферой. Благодаря этому через компенсационный жиклер подается постоянное количество топлива независимо от величины разрежения в диффузоре, т. е. независимо от режима работы двигателя.
С увеличением числа оборотов двигателя подача топлива через основной главный жиклер увеличится и смесь обогатится, в то же время увеличится поступление воздуха, но так как компенсационный жиклер подаст прежнее количество топлива, качество смеси не изменится.
При снижении оборотов двигателя главный жиклер станет объединять смесь, в то же время компенсационный жиклер, подавая одно и то же количество топлива при меньшем поступлении воздуха, будет обогащать смесь, в итоге ее качество сохранится.
Система зажигания предназначена для воспламенения рабочей смеси в карбюраторных двигателях и состоит из магнето, запальных свечей и проводов высокого напряжения.
Магнето предназначено для получения электрического тока высокого напряжения (15 000—20 000 б) и состоит из сердечника, вращающегося магнита, двух обмоток (первичной и вторичной), конденсатора и прерывателя.
При вращении магнето силовые линии магнитного поля наводят в обмотке э. д. с, которая изменяется как по величине, так и по направлению. В моменты прохода полюсов магнита против колодок сердечника магнитный поток достигает максимального своего значения, а в моменты нахождения полюсов между колодками поток силовых линий изменяет свое направление. В результате изменения магнитного потока силовые линии пересекают витки обмотки из толстой изолированной проволоки, возбуждая в ней переменный ток низкого напряжения, называемый током первичной обмотки. В возникновении первичного тока можно легко убедиться, если в цепь первичной обмотки включить гальванометр. Однако ток, возникающий в первичной обмотке, недостаточен для того, чтобы получить искру в запальной свече. Поэтому в магнето поверх первичной обмотки намотана вторичная обмотка из тонкой проволоки и с большим количеством витков.
Когда в первичной обмотке возникает и исчезает электрический ток, вокруг нее возникает магнитное поле. Его силовые линии пересекают витки вторичной обмотки, вследствие чего в ней образуется ток высокого напряжения, способный дать искру в запальной свече.
Для резкого изменения магнитного поля вокруг первичной обмотки в ее цепь включен прерыватель с контактами, прерывающий первичный ток в моменты, когда он достигает наибольшей величины. Для уменьшения искрения, подгорания контактов прерывателя и увеличения резкости разрыва цепи параллельно контактам прерывателя включен конденсатор.
Рис. 3. Схема устройства элементов системы зажигания: 1—сердечник; 2 —магнит; 3 — стойка; 4 —первичная обмотка; 5 —вторичная обмотка; 5~свеча запальная; 7 —кулачок прерывателя; 8 — рычажок прерывателя; 9 — контакты прерывателя; 10 — пружина; 11 — искровой промежуток; 12 — провод высокого напряжения; 13 — конденсатор; 14 — кнопка замыкания первичной цепи
Замыкая первичную обмотку специальной кнопкой, выключают магнето, так как в этом случае разрыва в цепи не происходит, а следовательно, во вторичной обмотке не будет возникать ток высокого напряжения.
Как отмечалось ранее, чтобы получить наиболее полное сгорание рабочей смеси, воспламенение ее осуществляется с некоторым опережением. Степень опережения на различных режимах работы двигателя должна быть различной, поэтому в магнетосделан специальный автомат, изменяющий величину опережения в зависимости от числа оборотов коленчатого вала двигателя и увеличивающий опережение зажигания с повышением числа оборотов.
Запальная свеча состоит из стального корпуса, ввертываемого в гнездо головки блока, сердечника из изоляционного материала, тонкого стального стержня 3, выполняющего роль центрального электрода. Против нижнего конца центрального электрода расположен боковой электрод, закрепленный в корпусе свечи. Зазор между этими электродами образует искровой промежуток в 0,5—0,7 мм, через который проскакивает электрическая искра.
Корпус и сердечник свечи в собранном виде разделяются прокладкой. В верхней части свечи имеется гайка 6 с шайбой. Во избежание просачивания газов из цилиндров свеча завинчивается в гнездо на медно-асбестовой прокладке.
К верхнему концу центрального стержня присоединяется провод тока высокого напряжения, закрепляемый гайкой.
Смазка трущихся поверхностей двигателя имеет большое значение для его работы. Как бы хорошо ни были обработаны трущиеся поверхности, при скольжении их друг по Другу с большим усилием нажатия между ними возникает трение, на которое бесполезно затрачивается энергия и в результате которого повышается износ поверхностей и перегрев трущихся деталей.
Смазка трущихся поверхностей представляет собой не что иное, как разделение этих поверхностей друг от друга тонким слоем смазки. Вследствие того, что сила сцепления частиц смазки между собой меньше, чем сила сцепления частиц смазки с поверхностью трущихся деталей, возникнет трение не металла о металл, а трение в жидкостном слое. Непрерывно подаваемая на поверхности трения смазка уносит, кроме того, мельчайшие частицы сработанного металла и охлаждает трущиеся поверхности.
Рис. 4. Запальная свеча
Масло, применяемое для смазки трущихся поверхностей, в зависимости от характера смазываемых поверхностей и режима их работы должно обладать определенными качествами. Так, оно должно иметь необходимую вязкость, чтобы не выжиматься из зазора между поверхностями, обладать достаточной стойкостью против воспламенения, не содержать кислот, щелочей и твердых примесей.
Трущиеся поверхности двигателя смазывают следующими способами: разбрызгиванием, принудительной подачей масла, а также комбинированным способом.
Наиболее простым способом смазки является разбрызгивание. В этом случае быстро движущиеся детали, главным образом шатунно-кривошипного механизма, захватывают масло из нижней части картера и разбрызгивают его по всей поверхности в виде мельчайших капелек. Избыток смазки стекает обратно в масляную ванну картера. Это большое преимущество способа разбрызгивания, однако он не обеспечивает должной смазки деталей в труднодоступных местах. Более надежно смазка осуществляется принудительным способом, когда подача масла к трущимся поверхностям происходит под давлением специальным масляным насосом обычно шестеренчатого типа, приводимым в движение от коленчатого вала двигателя.
Система принудительной смазки включает в себя манометр, показывающий давление масла в магистрали, и термометр для измерения температуры масла, а также радиатор для охлаждения отработавшего масла, отстойник и фильтры.
В двигателях применяется преимущественно комбинированная система смазки, при которой отдельные поверхности смазываются разбрызгиванием, а наиболее ответственные места — под давлением.
Система охлаждения двигателя. При работе двигателя выделяется большое количество тепла, вследствие чего повышается температура нагрева деталей, и если не принять мер к охлаждению их, то двигатель перегреется и его работа нарушится.
При перегреве масло теряет свою вязкость, условия смазки ухудшаются, масло начинает выгорать, наступает ускоренный износ деталей и на рабочих поверхностях могут появиться задиры, приводящие к авариям.
Охлаждение в двигателях достигается главным образом за счет пропуска охлаждающей воды через полости между двойными стенками деталей цилиндра и головки блока. Вода, омывая горячие стенки деталей, отнимает часть тепла от них, предотвращает чрезмерный их нагрев. Система охлаждения включает в себя полости охлаждаемых деталей, магистрали, радиатор, насос, вентилятор.
Если вода в системе охлаждения циркулирует за счет разности в плотности нагретой и холодной воды, то такая система называется термосифонной. В этом случае вода, отнявшая часть тепла от стенок охлаждаемых деталей, поднимается вверх и поступает в радиатор, уступая место более холодной воде, выходящей из радиатора. Радиатор при этой системе обязательно должен быть расположен выше охлаждаемых деталей.
Термосифонная система недостаточно эффективно охлаждает детали, поэтому в современных двигателях используется система охлаждения с принудительной циркуляцией воды от водяного насоса преимущественно центробежного действия.
Радиатор представляет собой два бачка (верхний и нижний), соединенных между собой боковыми стойками и сердцевиной, состоящей из ряда вертикальных трубочек, пропущенных через горизонтальные пластинки, которые увеличивают поверхность охлаждения. Для большей эффективности радиатор охлаждается потоком воздуха, создаваемым вентилятором.
Чтобы облегчить пуск двигателя, в особенности в зимнее время, в систему охлаждения заливают горячую воду. В некоторых мощных двигателях используют пусковой двигатель, система охлаждения которого соединена с системой охлаждения основного двигателя. Работая, пусковой двигатель нагревает воду в общей системе охлаждения, чем облегчает пуск основного двигателя.
—
При изучении принципа работы двигателя была рассмотрена его упрощенная схема. В действительности же двигатель трактора или автомобиля имеет сложное устройство.
Он состоит из кривошипно-шатунного и распределительного механизмов, а также следующих систем: охлаждения, смазочной, питания и регулирования, пуска. Карбюраторный двигатель, кроме того, оборудован системой зажигания.
С помощью кривошипно-шатунного механизма возвратно-поступательное движение поршней в цилиндрах преобразуется во вращательное коленчатого вала.
Распределительный механизм открывает и закрывает клапаны, которые пропускают в цилиндры воздух или горячую смесь и выпускают из цилиндров отработавшие газы.
Система охлаждения поддерживает требуемый тепловой режим двигателя.
Смазочная система подает масло к трущимся деталям двигателя для уменьшения трения и их изнашивания.
Система питания очищает и подает в цилиндры воздух и топливо или горючую смесь, а с помощью регулятора автоматически регулируется требуемое количество топлива или смеси в зависимости от нагрузки двигателя.
Система пуска дизеля необходима для проворачивания коленчатого вала при пуске.
Система зажигания карбюраторного двигателя нужна для воспламенения рабочей смеси в его цилиндрах.
—
Поршневой двигатель внутреннего сгорания состоит из следующих механизмов и систем: кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов, а также систем — питания, охлаждения, смазки, зажигания и пуска.
Кривошипно-шатунный механизм воспринимает давление газов и преобразует прямолинейное возвратно-поступательное – движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.
Газораспределительный механизм предназначен для впуска в цилиндр горючей смеси (карбюраторные и газовые двигатели) или воздуха (дизели) и выпуска отработавших газов.
Система охлаждения обеспечивает нормальный температурный режим двигателя, при котором он не перегревается и не переохлаждается.
Система смазки необходима для уменьшения трения, между деталями, снижения их износа и отвода тепла от трущихся поверхностей.
Систем.а питания служит для подачи отдельно топлива и воздуха в цилиндры дизеля или для приготовления горючей смеси из мелкораспыленного топлива и воздуха и для подвода смеси к цилиндрам карбюраторного или газового двигателей и отвода отработавших газов.
Система зажигания обеспечивает воспламенение рабочей смеси в.карбюраторных и газовых двигателях (в дизелях топливо воспламеняется от соприкосновения с раскаленным воздухом, поэтому они не имеют специальной системы зажигания).
Система пуска служит для пуска двигателя.
Рекламные предложения:
Читать далее: Краткое описание дизеля КДМ-46
Категория: — Двигатели кранов на железнодорожном ходу
Главная → Справочник → Статьи → Форум
Основные механизмы и системы двигателя внутреннего сгорания автотракторов
Категория:
Автомобили и трактора
Публикация:
Основные механизмы и системы двигателя внутреннего сгорания автотракторов
Читать далее:
Основные механизмы и системы двигателя внутреннего сгорания автотракторов
Двигатель внутреннего сгорания (рис. 4) состоит из следующих механизмов и систем, выполняющих определенные функции.
Кривошипно-шатунный механизм осуществляет рабочий цикл двигателя и преобразует прямолинейное, возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Механизм состоит из цилиндра с головкой, поршня с кольцами, поршневого пальца, шатуна, коленчатого вала, маховика. Механизм установлен в блок-картере, закрытом снизу поддоном (резервуаром для масла).
Механизм газораспределения предназначен для своевременного впуска в цилиндр горючей смеси или воздуха и своевременного удаления отработавших газов. Он состоит из клапанов с направляющими втулками, пружин с деталями их крепления, штанг 4, коромысел, толкателей, распределительного вала и шестерен привода распределительного вала.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Система охлаждения служит для отвода избыточного тепла от нагретых деталей двигателя. Она бывает жидкостной или воздушной. Если система охлаж— дения жидкостная, то она состоит из рубашки охлаждения, радиатора, водяного насоса, вентилятора, термостата и патрубков. Система воздушного охлаждения состоит из теплоотводящих ребер, вентилятора, кожуха и щитков, направляющих воздушный поток для отвода тепла.
Система смазки обеспечивает подачу масла к трущимся деталям двигателя с целью уменьшения трения между ними и отвода тепла. Она состоит из резервуара для масла, масляного насоса, фильтров и маслопроводов.
Система питания служит для приготовления горючей смеси и подвода ее к цилиндру (карбюраторные двигатели) или подачи топлива в цилиндр и напол-’ нения его воздухом (дизельные двигатели).
Рис. 4. Устройство одноцилиндрового карбюраторного двигателя
У карбюраторных двигателей эта система состоит из топливного бака, топливопроводов, топливного и воздушного фильтров, топливного насоса, карбюратора (или смесителя), впускного и выпускного трубопроводов, глушителя.
У дизельных двигателей система питания состоит из тех же деталей и приборов, с той лишь разницей, что вместо карбюратора установлены топливный насос высокого давления и форсунка.
Система зажигания предназначена для принудительного воспламенения рабочей смеси от электрической искры. В нее входят приборы, обеспечивающие получение электрического тока высокого напряжения, провода и свечи.
У дизельных двигателей приборы системы зажигания отсутствуют, так как топливо воспламеняется от соприкосновения со сжатым воздухом, имеющим высокую температуру.
Система пуска предназначена для пуска двигателя. К ней относятся: пусковой бензиновый двигатель с механизмом передачи (на тракторе), электрический стартер на автомобиле и иногда на тракторе, декомпрессионный механизм, приборы подогрева воды и воздуха.
Двухтактные двигатели имеют те же основные механизмы и системы, что и четырехтактные, но отличаются по устройству и действию механизма газорас-. пределения.
Рекламные предложения:
Читать далее: Основные понятия и определения по двигателем автотрактора
Категория: — Автомобили и трактора
Главная → Справочник → Статьи → Форум
без чего двигатель не жизнеспособен?
Друзья! Сейчас мы узнаем что творится в сердце нашего автомобиля, рассмотрим основные механизмы и системы двигателя.
Ведь для того, чтобы он мирно урчал под капотом и благополучно доставлял нас из точки А в точку Б, ему нужны пять важных систем, обеспечивающих его жизнедеятельность.
Все они слаженно работают, не мешая друг другу, а нам остается лишь давить педальку газа и наслаждаться властью над железным конем.
Топливная система
Топливная система как раз самая бюджетно-затратная. Она всех больше потребляет, заработанные непосильным трудом наши кровные рублики. Сюда мы вливаем бензин или солярку для обеспечения доставки наших тел с комфортом в нужные нам места. Здесь топливо храниться, подается, смешивается с воздухом и подается в камеру сгорания.
Запас топлива храниться в баке, сами понимаете это нужно чтобы иметь возможность какое-то время передвигаться. Следит за количеством оставшегося бензина датчик топлива.
Для того чтобы бензин или дизельное топливо подавалось дальше, обязателен топливный насос, который обеспечивает постоянное поступление оного в карбюратор, если двигатель карбюраторного типа или в насос высокого давления, если двигатель инжекторный.
Естественно протекает это по трубопроводам и в нескольких местах происходит очистка от случайных частиц грязи в специальных фильтрах.
Воздушный фильтр, он служит для очищения воздуха, который нужен для приготовления рабочей смеси, поступающей в камеру сгорания цилиндров двигателя.
И так что входит в топливную систему:
- бак;
- трубопроводы;
- топливный насос;
- датчик уровня топлива;
- топливные фильтры;
- карбюратор или насос высокого давления;
- форсунки;
- воздушный фильтр.
Система зажигания
Эта система, которая подает искру для воспламенения горючей смеси в цилиндре в конце такта сжатия. Она входит в общую систему электроснабжения и бывает трех видов.
- электронная;
- контактная;
- бесконтактная.
Принцип её таков – подать через свечу зажигания ток высокого напряжения (до 30 тыс.вольт) для воспламенения горючей смеси и распределить его цилиндрам двигателя.
А это осуществляется путем преобразования тока из низкого напряжения в высокое и путем специального распределителя (трамблера) подать каждому цилиндру в нужный момент. В статье о системе зажигания мы рассмотрим её подробно.
Выпускная система
Результат работы выпускной системы мы увидим сзади автомобиля. Идет дымок из трубы, или из двух, и слышен рокот двигателя. У кого тише, у кого громче.
Эта система испытывает самые большие температурные нагрузки, поэтому выпускной коллектор, первый который принимает раскаленные газы, выходящие из цилиндров, отливается из чугуна.
Дальше газы переходят в приемную трубу и вибро гасящую муфту (сильфон). Муфта нужна для гашения вибраций от двигателя на кузов. Сильфон имеется не на всех автомобилях.
Современные автомобили, в основном импортные, оснащены катализатором выпускных газов. Он служит для частичной нейтрализации отработанных газов. Деталь нужная, но думаю не очень спасает экологию от загрязнения.
Для того, чтобы уменьшить шум, а он поверьте очень сильный при работе двигателя без глушителя, на автомобилях устанавливаются резонатор (предварительный глушитель) и основной.
Газы, проходя через множество лабиринтов, теряют свою первоначальную скорость и при выходе из трубы мы иногда даже не слышим как работает двигатель.
Система смазки
Двигатель должен работать долго, надежно и безотказно. И чтобы это обеспечить необходимо обильно смазывать множество трущихся деталей. Для этого имеется целая система смазки.
Она не только смазывает детали и механизмы, но и частично охлаждает их, вымывает продукты отработанного металла и нагара, образовавшегося от высокой температуры некоторых узлов двигателя.
Система смазки в двигателе работает под давление, чтобы обеспечить эффективное поступление смазки в самые микроскопические зазоры трущихся деталей. Для этого есть специальный шестеренчатый масляный насос.
Масло постоянно очищается фильтром тонкой очистки и имеет резервный запас в так называемом картере двигателя. Оттуда оно засасывается через маслоприемник и подается по множественным масляным каналам во все механизмы и узлы двигателя.
Система охлаждения
Главное в двигателе, для его устойчивой и долговечной работы, это отвод излишнего тепла, образовавшегося от сгорания топлива и высокого давления в цилиндрах. Температура в цилиндрах достигает 2000 градусов по Цельсию и выше.
Системы охлаждения могут быть разных видов
- воздушная;
- жидкостная.
Воздушная система представляет собой множество ребер вокруг цилиндров, через которые продувается поток воздуха, естественным путем или принудительно воздушной турбиной. Ребра нужны для того, чтобы иметь максимально большую площадь соприкосновения воздуха с нагретым металлом.
Очень широко применяется в мотоциклетных двигателях.
Отечественный автопром сейчас не производит двигателей для автомобилей с воздушным охлаждением. В советские времена выпускался легендарный Запорожец, который оказался за границей и у меня нет информации о его выпуске.
Надо признать, убожество это было знатное, но люди ездили, автомобиль совершенствовался и по своему развивался.
За границей выпускались и выпускаются даже дизельные двигатели с воздушным охлаждение на большегрузные автомобили. Ваш покорный слуга в далекие восьмидесятые строил БАМ, работая на немецком самосвале МАГИРУС, у которого был десятицилиндровый V-образный двигатель с воздушным охлаждением. 15 тонн грузоподъемность, рабочая температура цилиндров двигателя 120 градусов.
Очень надежный, комфортный для грузовика такого типа в то время. Неприхотливый, переносящий сорокаградусную жару и пятидесятиградусные морозы, автомобиль.
Но в наше время все-таки наибольшее распространение получили жидкостные системы охлаждения.
Работает оно по принципу постоянного протекания охлаждающей жидкости вокруг нагревающихся узлов и деталей посредством специальных водяных каналов (водяная рубашка).
Для этого в системе присутствует перекачивающий насос, обеспечивающий постоянный обмен жидкости.
Перегретая жидкость для охлаждения поступает в радиатор. Он представляет из себя множество тонких медных или алюминиевых трубок, расположен на самом обдуваемом месте автомобиля, то есть как правило впереди.
Если автомобиль имеет заднее расположение двигателя, то воздух поступает на радиатор из воздухозаборников.
С радиатором всегда рядом вентилятор. Он нужен для того, чтобы усилить поток воздуха в несколько раз, если проточного воздуха недостаточно для охлаждения охлаждающей жидкости. Подробно эту систему рассмотрим в другой статье.
А сейчас, до свидания!
Министерство образования и науки Российской Федерации
%PDF-1.6 % 1 0 obj >/Metadata 2973 0 R/Outlines 2995 0 R/OutputIntents[>]/Pages 2 0 R/StructTreeRoot 470 0 R/Type/Catalog>> endobj 2972 0 obj >/Font>>>/Fields[]>> endobj 2973 0 obj >stream application/pdf
Механизмы и системы обслуживающие двигатель внутреннего сгорания
Впуск в цилиндр четырехтактного дизеля воздуха и выпуск из него отработавших газов совершаются соответственно через впускной и выпускной клапаны с механическим управлением. Продолжительность открытия и закрытия клапанов регулируется с помощью распределительного вала и механизма газораспределения. Распределительный вал получает вращение от коленчатого вала двигателя через зубчатые шестерни или с помощью цепной передачи. У многих быстроходных дизелей распределительный вал установлен на уровне крышек цилиндров либо непосредственно под клапанами.
На рис. 63 показан этот вариант расположения распределительного вала. Вращение от коленчатого вала к распределительному передается вертикальным промежуточным валом 6 и шестернями 8, 7, 4 и 5. Открытие клапана осуществляется с помощью рычага 2, имеющего ось качания 1 и ролик 3, который при вращении распределительного вала перекатывается по поверхности закрепленной на нем кулачковой шайбы. При подъеме конца рычага с роликом другой его конец опускается и открывает клапан; закрытие клапана осуществляется пружиной, установленной на его штоке и сжимающейся при открытии клапана.
Рис. 63. Механизм газораспределителя быстроходного дизеля.
У многих двигателей средней и малой мощности передача вращения распределительному валу производится цилиндрическими шестернями (см. рис. 54): ведущей 17, установленной на коленчатом валу 16, паразитной 15 и ведомой 18 — на распределительном валу. Распределительный вал 13 с насаженными на него кулачками 14 установлен примерно на уровне средней части картера 2. Ввиду низкого расположения распределительного вала привод клапана осуществляется при помощи длинной штанги 7 и двуплечего рычага 5.
Впускные и выпускные клапаны механизма газораспределения работают в тяжелых условиях, поэтому материал для их изготовления должен обладать жаростойкостью, высокой прочностью, ударной вязкостью и износостойкостью.
Распределительный вал и кулачковые шайбы также являются ответственными деталями механизма распределения. В быстроходных двигателях распределительный вал изготовлен заодно с кулачками. В тихоходных двигателях шайбы изготовляют в виде отдельных деталей и закрепляют на распределительном валу с помощью шпонок или специальных зажимных приспособлений, позволяющих производить более точную установку каждой шайбы. Расположение кулачковых шайб на распределительном валу (угол их заклинивания), а также их профиль должны обеспечивать определенную последовательность работы клапанов, согласованную с продолжительностью тактов цикла в каждом цилиндре двигателя и с последовательностью работы цилиндров. Углы заклинивания кулачковых шайб согласовывают с расположением кривошипов коленчатого вала.
У реверсивных двигателей для привода каждого клапана имеются две кулачковые шайбы — переднего и заднего хода, так как при реверсе изменяется газораспределение. Кроме кулачковых шайб впускного и выпускного клапанов на распределительном валу закреплены шайбы топливных насосов высокого давления и детали распределителя пускового воздуха, а также различные шестерни.
В двухтактных двигателях конструкция органов газораспределения определяется системой продувки цилиндров.
Топливная система судовой дизельной установки включает: танки для хранения запасов топлива, расходные цистерны, топливоперекачивающие насосы для перекачки топлива из танков в расходные цистерны, комплекс топливоподготовки, топливо-подкачивающие насосы для подачи топлива к топливным насосам высокого давления, фильтры и форсунки.
В комплекс топливоподготовки входят сепараторы в комплекте с насосами и подогревателями, фильтры грубой и тонкой очистки топлива и отстойные цистерны.
Топливоподкачивающий насос предназначен для создания в трубопроводе избыточного давления, необходимого для преодоления сопротивления трубопровода и для обеспечения подпора топливным насосам высокого давления.
Топливный насос высокого давления (ТНВД) служит для подачи дозированного количества топлива высокого давления через форсунку в камеру сгорания рабочего цилиндра в момент, точно согласованный с положением поршня в цилиндре. При этом необходимо обеспечивать постоянное количество подаваемого топлива на данном режиме работы и определенную продолжительность подачи. Эти насосы бывают индивидуальными и многосекционными (блочными). Индивидуальный ТНВД обеспечивает работу только одного цилиндра, а блочный — работу всех цилиндров дизеля. Такой насос помимо общих требований, предъявляемых к ТНВД, должен обеспечивать также определенную очередность впрыска топлива в цилиндры дизеля.
По способу дозирования топлива и по другим признакам различают топливные насосы плунжерного, золотникового и клапанного типов, с газовыми толкателями и др. Наибольшее применение для судовых двигателей получили топливные насосы плунжерного и золотникового типов.
На рис. 64 показан топливный насос плунжерного типа. Корпус 6 насоса установлен на кронштейне блока цилиндров. Плунжер 1 насоса, расположенный во втулке 4, перемещается под действием толкателя 17 при набегании ролика 18 на выступ кулачковой шайбы. Пружина 2 обеспечивает плавное перемещение плунжера 1 вниз, упираясь в торец стопорной гайки 3, которая закрепляет втулку 4. В корпусе насоса, в нижней части штуцера 7 расположен нагнетательный клапан 5, перпендикулярно к которому слева установлен предохранительный клапан. Всасывающий клапан 10 расположен вертикально, справа от нагнетательного. Контргайка 8 закрывает отверстие в месте установки всасывающего клапана.
Рис. 64. Топливный насос высокого давления.
Топливо, поступая через штуцер 9, заполняет рабочую полость насоса при открытом всасывающем клапане, который работает с помощью штока 12, расположенного во втулке 11 и упирающегося в толкатель 14 штока клапана. На эксцентрик 15, установленный на конце отсечного валика (на рисунке не виден), опирается двуплечий рычаг 16, левый конец которого шарнирно соединен с толкателем 17 плунжера, а правый упирается в толкатель 14 штока клапана.
Продолжительность хода плунжера 1 от момента закрытия всасывающего клапана до момента достижения ВМТ определяет количество топлива, подаваемого в цилиндр двигателя за каждый рабочий цикл. Эта продолжительность зависит от зазора между хвостовиком всасывающего клапана и штоком 12. Для изменения зазора, а вместе с этим и количества подаваемого топлива в зависимости от изменения нагрузки, приложенной к дизелю, поворачивают отсечной валик, а вместе с ним эксцентрик 15, и тем самым поднимают или опускают правый конец рычага 16. Индивидуальное регулирование зазора в каждом насосе с целью равномерного распределения топлива по цилиндрам достигается поворотом болта 13, головка которого упирается в тарелку штока 12. Кулачковая шайба симметричного профиля, от которой получает движение толкатель 17, обеспечивает работу двигателя как на передний, так и на задний ход. Применение всасывающего клапана 10 в качестве перепускного упрощает конструкцию насоса и повышает надежность его работы.
Форсунка служит для распыливания топлива, поступающего от ТНВД, в камере сгорания дизеля. В настоящее время применяются исключительно форсунки закрытого типа, т. е. такие, у которых сопловые отверстия открываются лишь на период впрыска топлива. Запорным органом в них служит игла форсунки, управление которой осуществляется автоматически — давлением самого топлива.
На рис. 65, а показан общий вид закрытой форсунки. Корпус 8 форсунки вставлен в центральное отверстие крышки цилиндра и закреплен шпильками. Топливо нагнетается в форсунку через штуцер, ввертываемый в отверстие корпуса в направлении, указанном на рисунке стрелкой. По каналу 7 в корпусе топливо направляется в иглодержатель 3 иглы 2. Съемный распылитель 1, имеющий от семи до девяти сопловых отверстий диаметром 0,15—0,3 мм, закреплен гайкой 5.
Существуют различные конструкции распылителей форсунок; наиболее распространенная показана на рис. 65, б.
Рис. 65. Устройство закрытой форсунки.
Давление топлива, при котором происходит подъем иглы 2, регулируется пружиной 12, установленной в колпачке 9 с гайкой 11 и пробкой 10. Игла перемещается в отверстиях иглодержателя 3 и плотно прилегает к его стенкам (зазор составляет 1,5—2 мкм). Такой характер сопряжения достигается притиркой. Наибольший подъем (ход) иглы составляет 0,4—0,6 мм. У данной форсунки он ограничен втулкой 4, запрессованной в корпусе форсунки. Возврат иглы на место происходит под давлением пружины через штангу 6. Прокачивание форсунки топливом с целью удаления из нее воздуха производят по каналу 15, закрытому болтом 13 с шариковым клапаном 14 на конце.
Для повышения надежности работы форсунок на дизелях с диаметром цилиндра свыше 400 мм рекомендуется применять форсунки с охлаждением. Обычно отвод теплоты от форсунок производят тем же топливом, которое поступает для работы дизеля.
В последнее время на некоторых дизелях стали применять форсунки с гидравлически запираемой иглой, менее чувствительные к качеству топлива. У этих форсунок игла прижимается к седлу распылителя давлением жидкости — гидросмеси. В качестве гидросмеси применяют смесь смазочного масла с топливом. В такой форсунке отсутствуют пружина, штанга и детали регулировки пружины, что существенно упрощает конструкцию и повышает надежность эксплуатации.
Фильтры входят в состав топливной системы. Между расходным топливным баком и топливоподкачивающим насосом обычно устанавливают сетчатый фильтр грубой очистки, а между топливоподкачивающим насосом и ТНВД — фильтры тонкой очистки низкого давления. Механические включения и продукты окисления топлива удаляют из корпуса фильтра периодической его очисткой или через кран в нижней части корпуса. Фильтрующим материалом в фильтрах низкого Давления является войлок в виде тонких и толстых пластин, надетых на сетчатый каркас, либо специальные фильтровальные ткани и материалы. Фильтр тонкой очистки высокого давления устанавливают перед форсункой или непосредственно в ее корпусе; он служит для предохранения сопловых отверстий форсунки от засорения. Здесь фильтрующим элементом является прошлифованный цилиндрический стержень с продольными каналами либо вставка цилиндрической или конической формы, полученная путем спекания большого количества латунных шариков диаметром 0,25 мм.
Система смазки состоит из циркуляционных масляных насосов, фильтров грубой и тонкой очистки, емкостей для масла, масляного холодильника и связывающих все эти элементы трубопроводов. Назначение системы смазки изложено в гл. X.
Система охлаждения предназначена для подачи охлаждающей жидкости к наиболее нагретым деталям и узлам двигателя, а также для охлаждения масла и наддувочного или продувочного воздуха в соответствующих холодильниках. В качестве охлаждающих жидкостей используют пресную и забортную воду и только для охлаждения головок поршней дизелей большой мощности — масло.
Водяная система охлаждения может быть проточной (одноконтурной) и замкнутой (двухконтурной). При проточной системе через полости охлаждения двигателя прокачивается забортная вода, поступающая через кингстон. Охладив цилиндры, крышки цилиндров, выпускной коллектор и смазочное масло, эта вода сливается за борт. При замкнутой системе охлаждение двигателя осуществляется пресной, а в ряде случаев и дистиллированной водой, циркулирующей по замкнутому кругу (внутренний контур). В свою очередь охлаждение пресной воды производится забортной водой в специальном холодильнике (внешний контур). В настоящее время для большинства дизелей применяются замкнутые системы охлаждения.
Общее устройство и механизмы двигателя.
Страница созданная учащимся Чернецовым Алексеем гр 370″Б»
Презентация на тему Общее устройство и механизмы двигателя.
Презентация без названия
Презентация без названия
Двигатель
Общее устройство и принцип работы двигателя
Общее устройство.
Двигатель состоит из цилиндра 5 и картера 6, который снизу закрыт поддоном 9 (рис. а). Внутри цилиндра перемещается поршень 4 с компрессионными (уплотнительными) кольцами 2, имеющий форму стакана с днищем в верхней части. Поршень через поршневой палец 3 и шатун 14 связан с коленчатым валом 8, который вращается в коренных подшипниках, расположенных в картере. Коленчатый вал состоит из коренных шеек 13, щек 10 и шатунной шейки 11. Цилиндр, поршень, шатун и коленчатый вал составляют так называемый кривошипно-шатунный механизм, преобразующий возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала (см. рис. 6).
Сверху цилиндр 5 накрыт головкой 1 с клапанами 15 и 17, открытие и закрытие которых строго согласовано с вращением коленчатого вала, а следовательно, и с перемещением поршня.
Схема устройства поршневого двигателя внутреннего сгорания:
а — продольный вид, б — поперечный вид; 1 — головка цилиндра, 2 — кольцо,
3 — палец, 4 — поршень, 5 — цилиндр, 6 — картер, 7 — маховик, 8 — коленчатый вал,
9 — поддон, 10 — щека, 11 — шатунная шейка, 12 — коренной подшипник, 13 — коренная шейка,
14 — шатун, 15, 17- клапаны, 16 — форсунка
Перемещение поршня ограничивается двумя крайними положениями, при которых его скорость равна нулю: верхней мертвой точкой (ВМТ), соответствующей наибольшему удалению поршня от вала (см. рис. 6), и нижней мертвой точкой (НМТ), соответствующей наименьшему удалению его от вала.
Безостановочное движение поршня через мертвые точки обеспечивается маховиком 7, имеющим форму диска с массивным ободом.
Расстояние, проходимое поршнем, между мертвыми точками называется ходом поршня S, а расстояние между осями коренных и шатунных шеек — радиусом кривошипа R (рис. б). Ход поршня равен двум радиусам кривошипа: S = 2R. Объем, который описывает поршень за один ход, называется рабочим объемом цилиндра (литражом) Vh:
Vh = (¶ / 4)D2S.
Объем над поршнем Vc в положении ВМТ (см. рис. а) и называется объемом камеры сгорания (сжатия). Сумма рабочего объема цилиндра и объема камеры сгорания составляет полный объем цилиндра Va:
Va=Vh + Vc.
Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания называется степенью сжатия е:
е = Va / Vc.
Степень сжатия является важным параметром двигателей внутреннего сгорания, так как сильно влияет на его экономичность и мощность.
Принцип работы.
Действие поршневого двигателя внутреннего сгорания основано на использовании работы расширения нагретых газов во время движения поршня от ВМТ к НМТ.
Нагревание газов в положении ВМТ достигается в результате сгорания в цилиндре топлива, перемешанного с воздухом. При этом повышается температура газов и их давление. Так как давление под поршнем равно атмосферному, а в цилиндре оно намного больше, то под действием разницы давлений поршень будет перемещаться вниз, при этом газы расширятся, совершая полезную работу. Работа, производимая расширяющимися газами, посредством кривошипно-шатунного механизма передается коленчатому валу, а от него на трансмиссию и колеса автомобиля.
Чтобы двигатель постоянно вырабатывал механическую энергию, цилиндр необходимо периодически заполнять новыми порциями воздуха через впускной клапан 15 и топлива через форсунку 16 или подавать через впускной клапан смесь воздуха с топливом. Продукты сгорания топлива после их расширения удаляются из цилиндра через выпускной клапан 17. Эти задачи выполняют механизм газораспределения, управляющий открытием и закрытием клапанов, и система подачи топлива.
- Такт впуска — Впускается топливо-воздушная смесь
- Такт сжатия — Смесь сжимается и поджигается
- Такт расширения — Смесь сгорает и толкает поршень вниз
- Такт выпуска — Продукты горения выпускаются
Принцип действия. Сгорание топлива происходит в камере сгорания, которая расположена внутри цилиндра двигателя, куда жидкое топливо вводится в смеси с воздухом или раздельно. Тепловая энергия, полученная при сгорании топлива, преобразуется в механическую работу. Продукты сгорания удаляются из цилиндра, а на их место всасывается новая порция топлива. Совокупность процессов, происходящих в цилиндре от впуска заряда (рабочей смеси или воздуха) до выпуска отработанных газов, составляет действительный или рабочий цикл двигателя.
Системы и механизмы двигателя, и их назначение.
Кривошипно-шатунный механизмвоспринимает давление газов в цилиндрах и преобразует возвратно-поступательное движение поршней во вращательное движение коленчатого вала. Он состоит из цилиндра, головки, поршня, поршневого пальца, шатуна, картера, коленчатого вала и других деталей.
Система питанияпроизводит подготовку новой порции рабочей смеси, состоящей из воздуха и топлива, и ее подвод в цилиндры двигателя. У карбюраторного двигателя она состоит из воздухоочистителя, фланца, карбюратора, впускного трубопровода, топливного насоса с фильтром-отстойником, бензопровода и бензобака.
Механизм газораспределенияуправляет своевременным впуском свежего заряда топлива и выпуском отработавших газов. Он состоит из распределительных шестерен, кулачкового вала, толкателя, пружины и клапанов.
Система зажиганиякарбюраторных двигателей обеспечивает подачу импульса электротока высокого напряжения на контакты свечи для получения искры, необходимой для воспламенения рабочей смеси.
Система охлажденияпредотвращает перегрев двигателя отводом тепла от стенок цилиндров и головок. Она состоит из водяных рубашек, блока и головок, радиатора, вентилятора водяного насоса и других элементов.
Система смазкиобеспечивает подачу масла к трущимся поверхностям и отвод продуктов износа. Она состоит из масляного поддона, насоса, фильтров грубой и тонкой очистки масла, маслопроводов и масляных клапанов.
Кроме перечисленных систем и механизмов двигатель оборудуется пусковым устройством, приборами контроля и управления и вспомогательными механизмами, например подогревателями.
Основные понятия и термины. Мертвые точки — это крайние положения, занимаемые поршнем при его движении. Наиболее отдаленное положение поршня от оси коленчатого вала называется верхней мертвой точкой (ВМТ), наиболее близкое положение — нижней мертвой точкой (НМТ).
Ход поршня — это расстояние между крайними положениями поршня, равное двойному радиусу кривошипа.
Рабочий объем цилиндр — это объем, освобождаемый в цилиндре при перемещении поршня от ВМТ до НМТ.
Объем камеры сжатия — это объем пространства, образуемого над поршнем при положении его в ВМТ.
Полный объем цилиндра — это сумма рабочего объема и объема камеры сжатия.
Степень сжатия — это отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия.
Просто о сложном. Двигатель
Все вышло из воды
Двигатель – это устройство, которое преобразует какой-либо вид энергии в механическую работу.
Двигатели разделяют на первичные и вторичные.
К первичным относятся те виды двигателей, которые преобразуют природные энергетические ресурсы в механическую работу. Это ветряное и водяное колесо, гиревой механизм, тепловые двигатели.
Вторичные – двигатели, которые преобразуют выработанную или накопленную энергию другими источниками. К ним относят электрические, пневматические и гидравлические.
Первичные двигатели, такие как парус и водяное колесо, были известны с незапамятных времен и использовались повсеместно.
До середины XVII века человек обходился первичными двигателями и довольствовался силой воды, ветра и тяжести.
Первым шагом на пути к двигателю стала пароатмосферная машина, созданная по проектам французского физика Дени Папена и английского механика Томаса Севери, которая сама по себе не могла служить механическим приводом, и к ней необходимо было водяное колесо.
В 1763 году механик Иван Ползунов по собственному проекту изготовил стационарную паровую машину, которая хоть и была далека от совершенства, но работала без сбоев.
К 1784 году английский механик Джеймс Уатт создал более совершенную паровую машину, которая была названа универсальным паровым двигателем.
В машине был предусмотрен жесткий поршень, по обе стороны которого поочередно подавался пар. Подача пара происходила автоматически, а поршень через кривошипно-шатунную систему вращал маховик, который обеспечивал плавность хода. Такая модификация машины Севери не была привязана к водонапорной башне и могла стать самостоятельным приводом различных механизмов. Уатт создал элементы, которые в дальнейшей истории двигателестроения в той или иной вариации входили во все паровые машины, получившие широкое распространение. Их использовали как приводы станков, экипажей для перевозки людей и грузов, судов и локомотивов на железных дорогах.
Следующим шагом в двигателестроении стала паровая турбина, изобретенная в конце XIX века, которая применялась на морских судах и на электростанциях в начале XX века.
Индустрия двигателестроения не стояла на месте, и в конце XIX века на первый план вышли двигатели внутреннего сгорания.
Первым в семействе ДВС стал механизм, созданный французским инженером Этьеном Ленуаром в 1860 году. Его конструкция представляла собой одноцилиндровый двухтактный газовый двигатель. Ленуар использовал принцип работы поршня двигателя Уатта, но рабочим телом служил не пар, а продукты сгорания смеси воздуха и светильного газа, вырабатываемого газогенератором.
Двигатель Ленуара стал первым в истории серийно выпускавшимся ДВС.
В 1897 году инженер Рудольф Дизель предложил ДВС с воспламенением рабочей смеси в цилиндре от сжатия воздуха, который был впоследствии назван его именем.
Двигатели внутреннего сгорания стали основой развития автомобильного транспорта в XX веке.
В первой половине XX века были созданы новые типы первичных двигателей: газовые турбины, реактивные двигатели, а в 1950-х и ядерные силовые установки.
В 1834 году русский ученый Борис Якоби создал первый пригодный для практического использования вторичный двигатель – электродвигатель постоянного тока.
Двигатели можно классифицировать по источнику энергии, по типам движения, по устройству, по назначению и т.д.
Отрасль двигателестроения является одной из наиболее развивающихся. В год по всему миру подается до 50 заявок на патентование в категории «Двигатели». В основном это модификации существующих механизмов с новым соотношением элементов либо с принципиальными новинками. Новые конструкции же появляются редко.
А вместо сердца – пламенный мотор
В авиации используются в основном тепловые двигатели, которые создают тягу, необходимую для поднятия летательного аппарата в воздух.
По способу создания тяги авиационные двигатели можно разделить на три группы: винтовые, реактивные и комбинированные.
Винтовые двигатели создают тягу вращением воздушного винта, а реактивные преобразуют энергию топлива в кинетическую энергию вытекающей из двигателя газовой струи, вызывающей силу реакции, непосредственно используемой в качестве движущей силы. Воздушно-реактивные двигатели используют для сгорания кислород атмосферного воздуха.
Комбинированные создают тягу, складывающуюся из силы реакции потока продуктов сгорания, вытекающих из двигателя, и тяги, создаваемой обычным или специальным воздушным винтом. Комбинированные двигатели разделяются на турбовинтовые, турбореактивные и винтовентиляторные. Также их называют газотурбинными авиадвигателями.
Такие двигатели с легкостью поднимают в небо трансатлантические лайнеры, но их мощности недостаточно для того, чтобы поднять ракету в космос.
Для ракет используют реактивные двигатели, в них для сгорания топлива используется окислитель, транспортируемый самим летательным аппаратом.
Кроме того, сила тяги реактивного двигателя не зависит от наличия окружающей среды, а также от скорости самой ракеты.
Взлетные технологии
Развитие отрасли двигателестроения в России, стремящейся к независимости от импортных механизмов, началось в 1980-х гг. Такие предприятия, как УМПО, НПП «Мотор», рыбинское НПО «Сатурн», включились в мировую гонку за создание передового двигателя, который составит конкуренцию продукции таких гигантов промышленности, как Pratt & Whitney, которой комплектуют самолеты линейки Boeing и Airbus.
В результате многолетней кропотливой работы всех предприятий и НИИ отрасли, а также интеграции частного и государственного капитала был создан авиационный двигатель ПД-14. Он предназначен для новейшего российского среднемагистрального самолета МС-21, который в конце 2017 года совершил тестовый перелет с аэродрома корпорации «Иркут» на аэродром Жуковский для проведения дальнейших испытаний.
ПД-14 представляет собой турбореактивный двухконтурный двухвальный двигатель. Взлетная тяга ПД-14 может достигать 18 тонн.
Эксперты сравнивают ПД-14 с двигателями для среднемагистральных самолетов компаний Pratt & Whitney и Rolls-Royce.
На базе ПД-14 ведутся разработки вертолетного двигателя ВК-2500М. Подготовка демонстрационной модели двигателя нового поколения запланирована на 2021 год. Как и в ПД-14, в конструкции ВК-2500М будут использованы новейшие материалы, что позволит облегчить массу на 15% по сравнению с существующими аналогами без потери мощности.
Первая модификация указанного двигателя ВК-2500 активно вводится в эксплуатацию, а также выводится на международный рынок путем валидации сертификатов в странах-импортерах.
Мы наращиваем объемы производства двигателей ВК-2500 в интересах государственного заказчика, а также планируем существенно нарастить экспорт. При этом сборка ведется полностью из российских комплектующихАнатолий Сердюков, индустриальный директор авиационного кластера Госкорпорации Ростех
В отличие от своего предшественника, новый вертолетный двигатель оснащен цифровой системой автоматического управления с современным электронным блоком автоматического регулирования и новейшими датчиками. Использование современных технологий и новейших материалов позволило обеспечить поддержание режимов в более широком диапазоне температур наружного воздуха, повысить ресурсы и показатели топливной экономичности. Такие двигатели позволят вертолетам семейства Ми-17 и аналогичным расширить потенциал своих возможностей в высокогорных районах и районах с жарким климатом.
Российское двигателестроение развивается в направлении как гражданской, так и военной авиации. В апреле 2018 года завершились работы по стендовым испытаниям опытного двигателя АЛ-41Ф-1.Данная разработка предприятия «ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение» является двигателем первого этапа для истребителя пятого поколения Су-57. АЛ-41Ф-1 является авиационным турбореактивным двухконтурным двигателем с форсажной камерой и управляемым вектором тяги.
Несмотря на гонку технологий, существуют системы, проверенные временем и доказавшие свою эффективность даже спустя многие годы. Ракетные двигатели РД 107/108 на протяжении более полувека являются основой пилотируемой космонавтики в России.
Именно благодаря РД 107/108 Юрий Гагарин совершил свой легендарный полет. Двигатели РД-107 устанавливаются на блоках первой ступени, а РД-108 – второй.
РД-107/108 показали себя как одни из самых надежных и удачных двигателей, поднимающих космические корабли. Они стоят на серийном производстве и доставляют на орбиту российских космонавтов, американских астронавтов и космических туристов.
Российский ракетный двигатель уже назван рекордсменом. За 60 лет использования он не утратил своего первенства в отрасли. На основе первых двигательных систем разработано 18 модификаций.
Когда в 2011 году США прекратили использование шаттлов, единственным способом отправки космонавтов на МКС остались корабли «Союз», оснащенные двигателями РД-107/108.
Выводы
-
Отрасль двигателестроения является одной из наиболее востребованных и перспективных как для развития промышленности страны, так и для выхода на международный рынок.
-
Внедрение частного капитала и интеграция научно-технической базы предприятий, занимающихся разработкой и производством двигательных систем и комплектующих, позволили создать полный производственный цикл отечественных двигателей, способных составить конкуренцию мировым аналогам.
Рекомендации
-
Интеграция научно-технических достижений и новейших технологий в области двигателестроения для оперативного реагирования отрасли на запросы гражданской и военной авиации, а также космонавтики и своевременного ввода в эксплуатацию новых двигательных систем, отвечающих вызовам времени и не уступающих мировым аналогам.
-
Создание и поддержание научно-технической базы, способной обеспечить российскую авиационную отрасль двигательными системами отечественного производства, сокращение объемов импорта, а также вывод конкурентоспособной продукции на мировой рынок.
Два основных механизма дизельного двигателя
Двигатель состоит из двух основных механизмов (кривошипно-рычажный механизм и клапанный механизм) и пяти основных систем (система подачи топлива, система охлаждения, система смазки, система запуска и система зажигания).
I. Кривошипно-шатунный механизм
Включает корпусную группу, группу маховика коленчатого вала и группу поршневых штоков.
1. Группа кузова
Группа блоков в основном состоит из блока цилиндров, головки блока цилиндров, прокладки головки блока цилиндров, масляного поддона, крышки головки блока цилиндров и крышки коренного подшипника.
• Блок цилиндров, основной корпус двигателя, который соединяет каждый цилиндр и картеры, представляет собой каркас для крепления коленчатого вала, поршня и других деталей и принадлежностей.
По расположению блока цилиндров его можно разделить на три типа: рядный, V-образный и горизонтально-оппозитный.
• Головка блока цилиндров. Головка блока цилиндров предназначена для уплотнения цилиндра, формирования камеры сгорания с поршнем, выдерживания высоких температур и давления газа под высоким давлением, а также является держателем распределительного механизма клапана.
• Прокладка головки блока цилиндров, также известная как гильза цилиндра, расположена между головкой блока цилиндров и блоком цилиндров, ее роль заключается в обеспечении хорошего уплотнения, предотвращении протечки цилиндра и протечки водяной рубашки.
• Масляный поддон — это нижняя половина картера, также известная как нижний картер. Его функция заключается в уплотнении картера двигателя в качестве внешнего кожуха резервуара для масла для предотвращения попадания примесей.
• Крышка ГБЦ находится в верхней части двигателя.Это крышка, закрывающая головку блока цилиндров, которая действует как уплотнение, предотвращающее попадание загрязнений.
2. Группа маховика коленчатого вала
Группа маховика коленчатого вала в основном состоит из коленчатого вала, маховика, шкива коленчатого вала и зубчатой передачи. Он установлен на блоке цилиндров.
• Коленчатый вал воспринимает усилие от шатуна и преобразует движение поршня вверх и вниз во вращательное движение коленчатого вала и выходов.
• Маховик установлен в задней части двигателя и имеет определенный вес и выполняет функцию аккумулирования энергии. Это также установочная часть сцепления, а зубчатое кольцо на сцеплении — это зубчатое кольцо, которое приводит в движение двигатель.
• Шкив коленчатого вала приводит в действие источник энергии других вспомогательных устройств двигателя и использует приводной ремень для передачи энергии на генераторы , насосы, компрессоры, направленные силовые насосы и т. Д. Демпфирующее устройство предназначено для уменьшения ударной вибрации, вызываемой работой двигателя.
• Распределительная шестерня коленчатого вала передает мощность на распределительную шестерню распределительного вала, чтобы двигатель работал стабильно.
3. Поршневая шатунная группа
Поршневая шатунная группа в основном состоит из поршня, поршневого кольца, поршневого пальца, шатуна, вкладыша шатунного подшипника и крышки шатуна.
• Поршень является частью возвратно-поступательного механизма в цилиндре двигателя. Верх поршня — основная часть камеры сгорания.
• Поршневое кольцо заделано в металлическое кольцо внутри канавки поршня. Он разделен на газовое кольцо и масляное кольцо.
• Поршневой палец используется для соединения поршня и шатуна для передачи давления газа, действующего на поршень, на шатун.
• Шатун соединяет поршень и коленчатый вал и передает усилие, прилагаемое поршнем, к коленчатому валу, превращая возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.
• Втулка шатунного подшипника установлена на соединительной части шатуна и коленчатого вала, которая играет роль износостойкости, соединения, опоры и передачи, а на стене из плитки есть масляные отверстия.
• Вкладыш шатунного подшипника установлен на крышке шатуна. Шатун фиксируется на коленчатом валу болтом шатуна.
• Болты шатуна служат для фиксации крышки шатуна и шатуна.
II. Клапанный механизм
Включает клапанную группу и группу клапанов трансмиссии.
1. Группа клапанов
Группа клапанов в основном состоит из клапана, направляющей клапана, масляного уплотнения клапана, пружины клапана, седла пружины клапана и зажима замка клапана.
• Клапаны герметизируют камеру сгорания и регулируют подачу топлива и выхлопных газов из двигателя, который разделен на впускной и выпускной клапаны.
• Направляющая клапана — это направляющее устройство клапана двигателя, установленное на головке блока цилиндров.
• Сальник клапана используется для уплотнения направляющего стержня клапана двигателя, чтобы предотвратить попадание масла во впускные и выпускные трубы, вызывая утечку масла.
• Пружина клапана обеспечивает своевременную посадку клапана и плотное прилегание, чтобы предотвратить раскачивание клапана во время вибрации двигателя и повреждение его уплотнения.
• Седло пружины клапана разделено на верхнее и нижнее седло. Основная функция — приложение натяжения пружины клапана к механизму клапана для обеспечения хорошей герметичности между клапаном и седлом клапана.
• Хомут блокировки клапана, чтобы вернуть клапан под действием пружины клапана, требуется фиксатор клапана для захвата клапана.
2. Группа трансмиссии клапана
Группа трансмиссии клапана в основном состоит из распределительного вала, толкателя клапана, верхней чашки клапана, коромысла клапана, вала коромысла, шестерни распределительного вала, толкателя клапана и так далее.
Распределительный вал снабжен кулачком для управления открытием и закрытием клапана.
1) Болт
2) Прокладка
3) Временная шестерня
4) Упорный фланец
5) Седло фланца
6) Втулка распределительного вала
7) Распредвал
8) Эксцентриковый привод колеса бензонасос
9) Цилиндрическая шестерня распределителя привода
10) Цапфа распределительного вала
11) Кулачок
• Толкатели клапанов решают проблемы со ударами и шумом, вызванными зазором клапана, управляемым давлением масла.
• Верхняя чашка клапана установлена на верхней части клапана, саморегулирующийся зазор клапана (контроль давления масла) также снижает износ клапана.
• Коромысло клапана передает усилие от распределительного вала и управляет открытием и закрытием клапана.
1 — Гидравлический толкатель
2 — Направляющий паз
3 — Распределительный вал
4 — Плавающий коромысел
5 — Клапан
• Вал коромысла установил коромысло клапана, вокруг которого вращается коромысло.
• Силы распределительного вала распределительного вала от распределительной шестерни коленчатого вала к приводной распределительной шестерне распределительного вала через приводной ремень (или цепь) для передачи мощности на распределительный вал для управления нормальным открытием и закрытием клапана.
• Толкатель клапана передает усилие от распределительного вала на коромысло (используется для центра распределительного вала и распредвала вниз).
Возможно, вам также понравится: Каковы параметры производительности двигателя
3 Системы двигателя и топлива | Обзор партнерства грузовиков 21-го века, второй отчет
Гензале, К., Л. М. Пикетт и С. Кук. 2010. Проникновение жидкости в распылители дизельного и биодизельного топлива в условиях позднего цикла после впрыска. Документ SAE 2010-04012.
Greenbaum, D., J. Mauderly, et al. 2010. Расширенное совместное исследование выбросов (ACES). Доступно по адресу http://www1.eere.energy.gov/vehiclesandfuels/pdfs/merit_review_2010/health_impacts/ace044_greenbaum_2010_o.pdf.
Кокджон, С., Р.М. Hanson, D. Splitter и R.D. Reitz. 2009. Эксперименты и моделирование двухтопливного сжигания HCCI и PCCI с использованием внутрицилиндрового смешения топлива.Документ SAE 2009-01-2647.
Кокджон, С. Р. Хансон, Д. Сплиттер, Дж. Каддац и Р. Рейц. 2011. Сжигание с контролируемой реактивностью от сжатия (RCCI) топлива в легковых и тепловых двигателях. Документ SAE 2011-01-0357.
Кук, С., Пикетт, Л. М. 2009. Влияние летучести топлива и качества зажигания на горение и образование сажи при фиксированных условиях предварительного смешивания. Документ SAE 2009-01-2643.
Лоусон, Д.Р., и Дж. Эберхард. 2010. Совместное исследование выбросов смазочных масел (проект ЗАКРЫТЬ).Июнь 2010 г. Доступно по адресу http://www1.eere.energy.gov/vehiclesandfuels/pdfs/merit_review_2010/health_impacts/ace046_lawson_2010_o.pdf.
Maziasz, P.J., and M.J. Pollard. 2007. CF8C-Plus: новая литая нержавеющая сталь для высокотемпературных компонентов выхлопной системы дизельных двигателей. Доступно на http://www1.eere.energy.gov/vehiclesandfuels/pdfs/deer_2007/session9/deer07_maziasz.pdf. По состоянию на 5 апреля 2011 г.
Мюллер, C.J., A.L. Boehman, and G.C. Мартин. 2009. Экспериментальное исследование происхождения повышенных выбросов NO x при заправке сверхмощного двигателя с воспламенением от сжатия соевым биодизелем.Документ SAE 2009-01-1792.
NAS-NAE-NRC (Национальная академия наук, Национальная инженерная академия, Национальный исследовательский совет). 2009. Жидкое транспортное топливо из угля и биомассы: технологическое состояние, затраты и воздействие на окружающую среду. Вашингтон, округ Колумбия: The National Academies Press.
Navistar. 2010. Navistar ищет природный газ для двигателей MaxxForce 13. Уоррентон, Иллинойс: Корпорация Navistar.
Navistar. 2008. Navistar награжден Министерством энергетики за финансирование разработки аэродинамических прицепов.Доступно по адресу http://ir.navistar.com/releasedetail.cfm?ReleaseID=354505.
Нельсон, К. 2010. Рекуперация энергии выхлопных газов — краткая презентация программы. Подготовлен как окончательный отчет для контракта с Cummins. DOE DE-FC 26-05NT42419. Май.
NESCCAF / ICCT (Центр Северо-Восточных штатов за будущее чистого воздуха / Международный совет по чистому транспорту). 2008. Снижение расхода топлива и выбросов CO 2 для большегрузных комбинированных грузовиков. П. Миллер, изд. 28 октября
г.Нью-Йорк Таймс.2010. Национальная дорожная карта Министерства энергетики по производству биотоплива из водорослей, 29 июня 2010 г.
NPRA (Национальная ассоциация нефтепереработчиков). 2010. Потенциал водорослей как основных производителей топлива. Бумага АМ-10-156. Вашингтон, округ Колумбия,
NRC (Национальный исследовательский совет). 2008. Обзор партнерства грузовиков 21-го века. Вашингтон, округ Колумбия: The National Academies Press.
NRC. 2010. Технологии и подходы к снижению расхода топлива среднетоннажных и большегрузных автомобилей. Вашингтон, Д.С .: Издательство Национальных Академий.
ORNL (Национальная лаборатория Окриджа). 2007. Пропульсивные материалы Quad Sheets. Доступно на www.ornl.gov/sci/propulsionmaterials/pdfs/21CTP_QuadSheets_2007.pdf. По состоянию на 5 апреля 2011 г.
ORNL. 2009. Влияние широкозахватной одинарной шины на эффективность использования комбинированного топлива в классе 8. Оскар Франзезе, Гельмут Ни и Ли Слезак. ORNL. 28 октября
г.Ра, Янгчул, Р. Райц, М. Андри, Р. Кригер, Д. Фостер, Р. Дарретт, В. Гопалакришнан, А.Plazas, R. Peterson и P. Szymkowicz. 2010. Исследование работы высокоскоростного бензинового двигателя с прямым впрыском и компрессионным зажиганием (GDICI) в режиме LTC. Документ SAE 2011-01-1182.
Сплиттер, Д., Р. Хансон, С. Кокджон и Р. Рейц. 2010. Работа двигателя с контролируемым зажиганием от сжатия (RCCI) в тяжелых условиях при средних и высоких нагрузках с использованием традиционных и альтернативных видов топлива. Документ SAE 2011-01-0363.
Стэнтон, Д. 2010. Высокоэффективное чистое сгорание для грузовиков Super Truck.Конференция DEER 2010, 29 сентября, Детройт, штат Мичиган,
Sun, R., R. Thomas, and C.L. Грей-младший, 2004 г. Двигатель HCCI: силовая установка для гибридного автомобиля. Документ SAE 2004-01-09 33.
Сунь, Х., Д. Ханна, Л. Ху, Дж. Чжан, Э. Кривицкий и К. Осборн. 2010. Анализирует управляемую оптимизацию компрессора с турбонаддувом с широким диапазоном и высокой эффективностью. Конференция DEER, 29 сентября 2010 г., Детройт, штат Мичиган,
TIAX. 2009. Оценка технологий экономии топлива для автомобилей средней и большой грузоподъемности.Отчет подготовлен для Национальной академии наук компанией TIAX LLC, Купертино, Калифорния, 31 июля 2009 г.
ЮНФАО (Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций). 2010. Ятрофа: мелкие биоэнергетические культуры. Интегрированное управление растениеводством, Vol. 8. Рим, Италия. Доступно на http://www.fao.org/docrop/012/i1219e/i1219e.pdf.
Подопечных. 2011. Биодизельное топливо, полученное из водорослей, Wards Auto.com, 19 января 2011 г.
WFC (Всемирная топливная хартия). 2006. Европейская ассоциация автопроизводителей, Альянс ассоциации автопроизводителей.Доступно на http://www.jama.or.jp/eco/wwfc/pdf/WWFC_Sep2006_Brochure.pdf.
Wijffels, H., and M.J. Barbosa. 2010. Взгляд на биотопливо из микроводорослей. Наука, Vol. 329, № 5993, страницы 796-799.
Органы управления для современных двигателей
Органы управления для современных двигателейMagdi K. Khair, Hannu Jääskeläinen
Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.
Реферат : Реферат: Система управления современного двигателя отвечает за поддержание оптимальных характеристик и в то же время не допускает превышения двигателем определенных пределов выбросов. Система управления выполняет эту функцию, используя три группы компонентов: датчики, процессор и исполнительные механизмы. Основные конфигурации системы управления — это системы с открытым и закрытым контуром. Вариант разомкнутой системы с использованием справочных таблиц, называемый управлением по расписанию, был распространен в ранних двигателях с электронным управлением.Более поздние системы управления включают элементы управления на основе моделей и нейронные сети.
Фон
Система управления современного двигателя отвечает за поддержание оптимальной производительности и в то же время не позволяет двигателю превышать пределы выбросов. Например, хорошие характеристики дизельного двигателя могут быть достигнуты, когда время впрыска топлива относительно опережает. Тем не менее, это время может не подходить для поддержания выбросов NOx ниже установленного предела. Управляющее действие будет заключаться в том, чтобы замедлить синхронизацию до места, где двигатель может соответствовать ограничениям на выбросы NOx без обязательного превышения пределов выбросов твердых частиц.
Для выполнения своей функции система управления должна включать три компонента:
- Датчики
- Контроллер
- Приводы
Датчики получают измерение физической переменной путем прямого измерения или комбинации измерения и вычисления. Например, электромагнитные датчики могут генерировать электрический сигнал каждый раз, когда их магнитное поле прерывается. Зубья шестерни по периметру маховика, прерывающие магнитное поле датчика, могут использоваться для указания скорости, которая пропорциональна частоте зубьев шестерни, прерывающей магнитное поле датчика.«Мягкий» или «виртуальный» датчик передает значение посредством промежуточного вычисления [371] . Эти датчики должны быть способны измерять ряд физических и химических величин за достаточно короткий промежуток времени, чтобы удовлетворить требованиям управления высокоскоростными дизельными двигателями. Кроме того, датчики должны выжить в среде, в которой они должны выполнять свои функции. Тем не менее, они должны производиться по разумной цене и обеспечивать долговечность автомобильного типа.
Электрические сигналы, создаваемые датчиками, передаются второму основному компоненту системы управления, контроллеру .Контроллер часто называют мозгом системы управления, где управляющее действие определяется на основе вычислений, которые будут поддерживать производительность системы на требуемом уровне. Контроллер может быть электронным, но многие из этих контроллеров могут быть просто устройствами с массой-пружиной, которые управляют основными функциями, такими как скорость в двигателях. Однако контроллеры на основе чисто механических или гидравлических устройств имеют ограниченные возможности, громоздки и громоздки. По этой причине современные системы управления оснащены электронными контроллерами, построенными на базе микропроцессоров.Эти электронные контроллеры обычно называются электронными блоками управления (ECU) или электронными модулями управления (ECM).
Третий из трех компонентов системы управления — это привод . Актуатор — это устройство, которое получает от контроллера команду на выполнение определенной функции или требуемого управляющего действия. В большинстве случаев эта функция управления требует, чтобы привод либо закрыл, либо открыл путь потока, либо переместил компонент управления системой на определенное расстояние.Из-за этой функции исполнительные механизмы обычно сравнивают с мышцами человеческого тела. Очень очевидным и фундаментальным исполнительным механизмом в дизельных двигателях является система впрыска топлива, которая контролирует подачу топлива в каждый цилиндр. В прошлом заправка топливом регулировалась путем установки рейки насоса, действие, которое контролировало заправку топливом всех цилиндров одновременно. Современные системы позволяют полностью контролировать время впрыска, а также дозировать топливо для каждого цилиндра независимо от цикла к циклу.
Электронное управление двигателем играет жизненно важную роль в ограничении выбросов выхлопных газов современных двигателей.С точки зрения выбросов цель системы управления двигателем состоит в том, чтобы обеспечить требуемое количество топлива, воздуха и системы рециркуляции отработавших газов (если таковые имеются) в требуемое время и при требуемой температуре и давлении. Этот контроль осуществляется в течение всего срока службы двигателя, компенсируя износ и ухудшение состояния двигателя. Кроме того, как это требуется во многих приложениях, контроль выбросов двигателя поддерживается бортовыми диагностическими системами (OBD), которые активируют световой индикатор неисправности на приборной панели автомобиля при обнаружении неисправности в области выбросов.
###
Система смазки двигателя
В течение сорока лет после первый полет братьев Райт использовались самолеты двигатель внутреннего сгорания повернуть пропеллеры генерировать толкать. Сегодня большинство самолетов авиации общего назначения или частных самолетов все еще находятся в эксплуатации. с пропеллерами и двигателями внутреннего сгорания, как и ваш автомобильный двигатель. Мы обсудим основы двигатель внутреннего сгорания с использованием Двигатель братьев Райт 1903 года, показанный на рисунке в качестве примера.Дизайн братьев очень прост по сегодняшним меркам, так что это хороший двигатель для студентов, чтобы изучить и изучить основы двигателей и их операция. На этой странице мы представляем компьютерный чертеж системы смазки фирмы Wright Авиадвигатель братьев 1903 года.
Механическое управление
На рисунке вверху показаны основные компоненты системы смазки на двигателе Wright 1903 года. В любом двигателе внутреннего сгорания топливо и кислород объединяются в процесс горения произвести силу, чтобы повернуть коленчатый вал двигателя.При сгорании образуется выхлопной газ под высоким давлением. который оказывает давление на лицо поршень. Поршень движется внутри цилиндра и соединяется с коленчатым валом. стержнем, который передает мощность. В этой силовой передаче, как показано на этом компьютере, много движущихся частей. анимация:
Работа системы смазки заключается в распределении масла по движущиеся части для уменьшения трения между поверхностями, которые трутся о друг с другом.Система смазки, которую использовали братья Райт, довольно проста.Масляный насос расположен внизу двигателя слева. фигуры. Насос приводится в действие червячной передачей от главного выхлопа. распределительный вал клапана. Масло перекачивается в верхнюю часть двигателя, справа, внутри линии подачи . Небольшие отверстия в линии подачи позволяют маслу течь. капать внутрь картер. На рисунке мы удалили топливная система и снял крышку картера, чтобы заглянуть внутрь. Масло капает на поршни по мере их движения в цилиндрах, смазывая поверхность между поршнем и цилиндром.Затем масло стекает внутрь картера. к коренным подшипникам, удерживающим коленчатый вал. Масло собрано и разбрызгано на подшипники, чтобы смазать эти поверхности. Вдоль внешней стороны нижней части картер представляет собой сборную трубку , которая собирает отработанное масло и возвращает его в масляный насос для повторной циркуляции. Заметьте, что братья не смазывали клапаны и коромысло в сборе для камер сгорания.
Деятельность:
Экскурсии с гидом
Навигация..
- Руководство для начинающих Домашняя страница
Системы двигателя — междисциплинарные профессиональные программы
Академики
Немедленно примените полученные знания в работе
В программе для выпускников Engine Systems мы понимаем, что для того, чтобы быть успешным инженером-лидером, вы должны уметь интегрировать и применять знания из различных областей в проектах разработки двигателей, отвечающих требованиям рынка и отвечающих требованиям рынка. экономически эффективным.Почти каждый предмет в учебной программе по машиностроению находит применение в двигателе. Наш факультет, ориентированный на исследования, включает темы из электроники и машиностроения в реальные задания и групповые проекты.
Curriculum
Производители двигателей, поставщики и производители транспортных средств, использующие двигатели внутреннего сгорания, оценят возможность немедленного применения навыков, которые вы получите в этой онлайн-программе Engine Systems.
Учебный план магистерской программы «Системы двигателя» подготовит вас к:
- Управлять полным процессом разработки нового двигателя
- Четко сформулируйте требования клиентов и приложений
- Эффективная интеграция конструкции двигателя с различными производственными процессами
- Выберите систему сгорания, топливо и конфигурацию системы двигателя, которые лучше всего подходят для конкретного применения; среди многих других критических навыков
Требования к ученой степени
Вы получите степень магистра инженерных наук после завершения 30 зачетных единиц, необходимых для получения диплома Университета Висконсина.Эта программа рассчитана на 2,5–3 года.
Требование о проживании в кампусе
Каждый август вы будете встречаться со своими сокурсниками и преподавателями в летней резиденции в кампусе Университета Висконсин-Мэдисон. Эти занятия в кампусе предоставят время для общения с вашими преподавателями и одноклассниками, а также для обучения программному обеспечению и разработки проектных групп для ваших предстоящих курсов каждый год. Во время этих занятий вы разовьете четкое понимание целей программы, требований курса и университетских ресурсов, доступных вам как дистанционному студенту.В резидентуре вы наладите отношения, которые помогут вам получить удовольствие от программы, максимально использовать ее преимущества и расширить свои профессиональные связи.
Курсы
Часто вы можете адаптировать свое обучение, выбирая проекты, в которых используются проблемы и вызовы с вашего собственного рабочего места. Курсы в программе Engine Systems сосредоточены на проблемах и приложениях, которые вы можете сразу использовать в своих текущих проектах, при этом готовя вас к будущим обязанностям и ролям. Веб-конференции курса — единственные ограниченные по времени мероприятия курса; все остальные еженедельные задания можно выполнять в день и время по вашему выбору.
Обязательные курсы
Факультативы (выберите 4 кредита из списка ниже)
Подход к онлайн-обучению
Магистерская программа UW по системам двигателей онлайн предназначена для работающих профессионалов. Учебная среда является гибкой, что позволяет вам максимально использовать свое время, не отвлекаясь от работы, семьи или других обязательств.
Наслаждайтесь богатой учебной средой
Не все обучение в нашей программе происходит за компьютером.У вас будет возможность рассказать о дискуссиях, пообщаться с экспертами-докладчиками и использовать различные компьютерные приложения.
Будучи студентом, вы также будете иметь доступ к академическим библиотекам UW-Madison, которые предлагают вам 10 процентов мировых библиотечных ресурсов. Наши студенты часто подчеркивают, как регулярная регистрация заезда, доступ в Центр исследований двигателей и возможности налаживания контактов с однокурсниками, преподавателями и сотрудниками двигателестроительной отрасли обогащают их опыт участия в нашей программе.
Поддерживающая среда для совместной работы
Вы будете продвигаться по программе с одной и той же небольшой группой студентов и будете постоянно взаимодействовать с ними с помощью онлайн-инструментов, таких как веб-конференции, онлайн-форумы, электронная почта и конференц-связь. Студенты и выпускники часто отмечают, что когортный подход важен для того, чтобы оставаться вовлеченными и идти по плану для завершения программы.
Кроме того, преподаватели и сотрудники понимают проблемы, с которыми вы сталкиваетесь как работающие профессионалы и учащиеся дистанционно, и активно следят за вашими успехами.Советник по программе, работающий на полную ставку, готов помочь вам в решении любых вопросов, которые могут повлиять на вашу степень.
Стул: Кевин Хоаг, SwRI
Члены:
Д-р Элана Чапман, General Motors
Д-р Стив Чиатти, PACCAR
Д-р Эрик Кертис, Ford
Г-н Брайан Додлингер, Harley-Davidson
Г-жа Лиза Фаррелл, Cummins
Д-р Джон Касаб, AVL
Г-н Стив МакКоннелл, Marathon Petroleum
Г-н Джейсон Расмуссен, Caterpillar
Г-н.Рон Риз, FCA
Доктор Келли Сенекал, Конвергентная наука
Г-н Эндрю Шролл, Джон Дир
В UW-Madison мы создали обучающую среду, чтобы встретить вас там, где вы находитесь.
Независимо от того, связана ли ваша работа с частыми поездками, сменой часов работы или в периоды повышенного спроса, наши курсы помогут вам развиваться, где бы вы ни находились и когда бы у вас был доступ в Интернет. Мы разрабатываем и проводим курсы для высокоэффективных профессионалов с глубоким пониманием проблем, с которыми сталкиваются эти профессионалы.
Будучи студентом UW, вы станете частью динамичного сообщества, которому будут бросать вызов и поддерживать ваши однокурсники, а также инструкторы. Наши студенты и выпускники неизменно указывают на ценность глобальной профессиональной сети, которую они развивают с помощью наших программ, построенных на совместной работе, вызовах и проектах и длящейся всю жизнь.
В этой онлайн-программе для выпускников «Системы двигателей» преподаватели Исследовательского центра двигателей UW и Исследовательской лаборатории управления трансмиссией объединяются с лидерами двигателестроения, чтобы предложить уникальную возможность обучения.
Факультет
- Директор программы: Андреа Стшелец, PhD
- Эмили Бирман, PhD
- Чапман Элана, доктор философии
- Стив Чиатти, доктор философии
- Эрик Флюга, MS
- Том Харрис, PhD
- Кевин Хоаг, MS
- Chi Binh La, ME
- Хлоя Лерин, MS
- Джон Касаб, доктор философии, ЧП
- Джон Лахти, доктор философии
- Патрик Мерфи
- Брайан Прайс, доктор философии
- Рой Примус, MS
- Питер (Келли) Сенекал, доктор философии
- Бапи Сурампуди, доктор философии
- Судхи Уппулури, MS
Требования для зачисления
Обзор заявки
Процесс приема был разработан для проведения комплексного анализа ваших шансов на успех в программе.Решения основываются на вашем академическом и профессиональном опыте.
Чтобы начать процесс, прочтите требования к поступающим, чтобы определить ваше право на участие. Если у вас есть вопросы о вашем праве на участие, отправьте запрос на рассмотрение в Службу поддержки студентов по электронной почте. Это электронное письмо должно включать копию вашего текущего резюме и неофициальные стенограммы.
Заявки принимаются к зачислению в осенний семестр. Заявки рассматриваются в порядке поступления до 1 июля, крайнего срока для осеннего приема.Прием конкурсный и выборочный. Поэтому соискателям рекомендуется подавать материалы заявки до установленного срока.
Требования к поступающим для получения степени магистра инженерных наук с акцентом на программу получения степени «Системы двигателя» перечислены ниже.
Исключения из стандартных требований приема рассматриваются приемной комиссией в индивидуальном порядке.
- Степень бакалавра наук (BS) в области (машиностроения) по программе, аккредитованной Советом по аккредитации инженерии и технологий (ABET), или аналогичной.* Международные заявители должны иметь степень, сопоставимую с утвержденной степенью бакалавра в США.
- Минимальный средний балл бакалавриата (GPA) 3,00 за последние 60 часов семестра (примерно два года работы) или степень магистра с минимальным совокупным GPA 3,00. Кандидаты из международного учебного заведения должны иметь хорошую академическую успеваемость, сопоставимую с 3,00 балла по программе бакалавриата или магистратуры. Все GPA основаны на шкале 4,00. Мы используем оценочную шкалу вашего учреждения; не переводите свои оценки на 4.Шкала 00.
- Кандидаты, чей родной язык не английский, должны предоставить баллы по тесту по английскому как иностранному (TOEFL). Минимальный приемлемый балл по TOEFL составляет 580 баллов за письменную версию, 243 балла за компьютерную версию или 92 балла за Интернет-версию.
- GRE не требуется. Кандидатам, сдавшим тест, предлагается представить свои оценки.
- Регистрация в качестве профессионального инженера путем экзамена, если она будет достигнута, должна быть задокументирована для поддержки вашего приложения.
* Эквивалентность программе, аккредитованной ABET: Кандидаты, не имеющие степени бакалавра аккредитованной программы ABET, также могут претендовать на участие в программе. Студентам рекомендуется связаться с директором программы для получения дополнительной информации.
Всем заявителям рекомендуется определить, соответствует ли эта программа требованиям для получения лицензии в штате, в котором они проживают. Контактную информацию государственных лицензионных советов
можно найти на веб-сайте Национального общества профессиональных инженеров.Щелкните здесь, чтобы начать процесс подачи заявки.
Стоимость обучения
1300 долларов за кредит, выплачиваемый в начале каждого семестра.
В стоимость обучения входит:
- Технологические затраты на проведение интернет-курсов
- Веб-конференция в режиме реального времени
- Использование библиотеки
Общая стоимость обучения
Общая стоимость обучения по этой программе составляет 39 000 долларов США *.
* В эту сумму не входят расходы на проезд и проживание на дачу, учебники или программное обеспечение для курсов.Программное обеспечение, необходимое для курсов, обычно доступно в образовательных версиях со значительными скидками.
Федеральные займы
Студенты, являющиеся гражданами США или постоянно проживающими в США, имеют право на получение определенного уровня финансирования в рамках программы Федерального прямого займа. Эти ссуды доступны для квалифицированных аспирантов, которые берут не менее четырех кредитов в течение осеннего и весеннего семестров и двух кредитов в течение лета. Также доступны частные займы. Узнайте больше о финансовой помощи.
Поддержка работодателей
Многие студенты получают некоторую финансовую поддержку от своих работодателей. Часто студентам полезно поговорить со своим работодателем и обсудить, как эта программа применима к их текущим и будущим обязанностям. Другие ключевые моменты для обсуждения включают в себя то, как участие не прерывает ваш рабочий график.
Глава 2. Механизмы и простые машины
Yi Zhangс
Susan Finger
Stephannie Behrens
Содержание
Механизм : основные физические или химические процессы участвует или несет ответственность за действие, реакцию или другое естественное явление.
Станок : сборка деталей, передающих силы, движение и энергия заранее определенным образом.
Простая машина : любой из различных элементарных механизмов, имеющих элементы, из которых состоят все машины. Включен в К этой категории относятся рычаг, колесо и ось, шкив, наклонная плоскость, клин и винт.
Слово механизм имеет много значений. В кинематике механизм является средством передача, управление или ограничение относительного движения (Хант 78).Движения, которые с электрическим, магнитным и пневматическим управлением исключены из понятие механизма. Центральная тема механизмов — жесткость. тела соединены между собой суставами.
Станок представляет собой комбинацию жестких или устойчивых корпусов, сформированы и связаны таким образом, что они движутся с определенными относительными движениями и передать силу от источника энергии к сопротивлению, которое будет превосходить. У машины две функции: передача определенного родственника движение и передающая сила.Эти функции требуют силы и жесткость для передачи сил.
Термин механизм применяется к комбинации геометрические тела, составляющие машину или часть машины. А механизм , следовательно, может быть определен как комбинация жесткие или прочные тела, сформированные и соединенные таким образом, что они перемещаются с определенные относительные движения относительно друг друга (Ham et al. 58).
Хотя по-настоящему твердого тела не существует, многие инженеры компоненты жесткие, потому что их деформации и искажения ничтожно малы по сравнению с их относительными перемещениями.
Сходство между станками и механизмами составляет тот
- они обе комбинации твердых тел
- относительное движение между твердыми телами определено.
Разница между машиной и механизмом составляет машины преобразуют энергию для выполнения работы, а механизмы — нет. обязательно выполнять эту функцию. Срок машины в основном имеется в виду машины и механизмы.Рисунок 2-1 показывает изображение основной части дизельного двигателя. В Механизм его частей цилиндро-рычажно-кривошипный — кривошипно-шатунный механизм . механизм , как показано на Рисунке 2-2.
Рисунок 2-1 Поперечное сечение силового цилиндр в дизельном двигателе
Рисунок 2-2 Контур скелета
2.1 Наклонная плоскость
На рис. 2-3а показан наклонный . плоскость , AB — основание, BC — высота, AC — наклон самолет . При использовании наклонной плоскости заданное сопротивление может преодолевать с меньшей силой, чем если бы самолет не использовался.Для Например, на рис. 2-3b предположим, что мы хотим поднять вес 1000 фунтов через вертикальное расстояние BC = 2 фута. Если это груз поднимался вертикально и без использования наклонных плоскость сила 1000 фунтов должна быть приложена через расстояние ДО НАШЕЙ ЭРЫ. Если, однако, используется наклонная плоскость и груз перемещается над его наклонной плоскостью переменного тока сила всего 2/3 от 1000 фунтов или 667 фунтов. фунт необходим, хотя эта сила действует на расстоянии AC что больше расстояния BC.
Рисунок 2-3 Наклонная плоскость
Использование наклонной плоскости требует меньшего усилия через большее расстояние, чтобы выполнить определенный объем работы.
Пусть F представляет силу, необходимую для подъема заданного веса на наклонная плоскость и W поднимаемый груз, имеем пропорцию:
(2-1)2.1.1 Винтовой домкрат
Одним из наиболее распространенных применений принципа наклонной плоскости является винт . домкрат , который используется для преодоления сильного давления или подъема тяжелый вес W с гораздо меньшей силой F , приложенной на рукоять. R обозначает длину ручки, а P шаг винта, или расстояние увеличивается за один полный оборот.
Рисунок 2-4 Винтовой домкрат
Пренебрегая трением, используется следующее правило: Сила F умноженное на расстояние, которое он проходит за один полный оборот равна поднятому весу, умноженному на расстояние, на которое он подняли в то же время. За один полный оборот конец ручки описывает круг с окружностью 2 R .Это расстояние, на котором действует сила F .
Поэтому из правила выше
(2–2)и
(2-3)Предположим, что R равен 18 дюймов, P равен 1/8 дюйма, а вес для подъема равняется 100000 фунтов, тогда сила, необходимая при F тогда составляет 110 фунтов. Это означает, что без учета трения 110 фунтов при F поднимется на 100 000 фунтов при W , но вес будет увеличен. движется намного медленнее, чем сила, приложенная к F .
2,2 Шестерни
Шестерня или зубчатое колесо во время работы может быть рассматривается как рычаг с дополнительной функцией, которая может вращаться непрерывно, вместо того, чтобы раскачиваться взад и вперед через короткий расстояние. Одно из основных соотношений шестеренки — это число зубьев, диаметра и скорости вращения шестерен. На рисунке 2-5 показаны концы двух валов A и B. соединены 2 шестернями по 24 и 48 зубьев соответственно. Обратите внимание, что большая шестерня сделает только пол-оборота, в то время как меньшая шестерня сделает полный оборот.То есть соотношение скоростей (отношение скоростей) от большого к меньшему — от 1 до 2.
Рисунок 2-5 Шестерни
Шестерня, которая находится ближе к источнику питания, называется , водитель , а шестерня, которая получает питание от водителя, называется ведомая шестерня .
2.2.1 Зубчатые передачи
Зубчатая передача может иметь несколько приводов и несколько ведомых шестерен.
Рисунок 2-6 Зубчатая передача
Когда шестерня A поворачивается один раз по часовой стрелке, шестерня B поворачивается 4 раза. против часовой стрелки, а шестерня C поворачивается один раз по часовой стрелке.Следовательно, шестерня B не изменять скорость C по сравнению с той, которая была бы, если бы была настроена непосредственно на передачу А, но меняет направление с против часовой стрелки по часовой стрелке.
Соотношение скоростей первой и последней передач в ряду простых шестерен дозу нельзя изменить, поставив между ними любое количество передач.
На рис. 2-7 показаны составные шестерни , в которых на среднем валу две шестерни. Шестерни B и D вращаются одновременно. скорости, поскольку они прикреплены (закреплены) к одному и тому же валу.Количество Зубья на каждой шестерне приведены на рисунке. Учитывая эти числа, если шестерня A вращается со скоростью 100 об / мин. по часовой стрелке, шестерня B поворачивается на 400 об / мин (оборотов в минуту) против часовой стрелки, и шестерня C поворачивает 1200 об / мин по часовой стрелке.
Рисунок 2-7
Составные шестерни2.2.2 Передаточное число
При работе с шестернями важно знать, какое количество зубьев шестерни должны быть так, чтобы они могли правильно зацепляться с зубчатой передачей. Размер зубьев соединительных шестерен должен быть точно подобран.
2.3 Ремни и шкивы
Ремни и шкивы являются важной частью большинство машин. Шкивы не что иное, как шестерни без зубы, и вместо того, чтобы бегать вместе, они вынуждены вести друг друга с помощью шнуров, веревок, тросов или некоторых видов ремней.
Как и в случае с шестернями, скорости шкивов обратно пропорциональны их диаметры.
Рисунок 2-8
Ремни и шкивы Шкивы также могут быть выполнены в виде блока и захвата.2,4 Рычаг
2,5 Колесо и ось
2,6 Клин
2.7 КПД машин
При отработке проблем на рычагах, , ремнях и шкивы , , наклонные плоскости и пр., мы не брали учет трения или других источников потерь энергии. Другими словами, мы предполагали, что они идеальны, хотя на самом деле это не так. К измерить производительность машины, мы часто находим ее КПД , который определяется как
(2-4)куда
- = КПД
машины,
- W в = входная работа для станка, и
- W out = выходная работа станка.
- W в = входная работа для станка, и
Содержание
Полное содержание- 1 Введение в механизмы
- 2 Механизмы и простые машины
- 2.1 Наклонная плоскость
- 2.1.1 Винтовой домкрат
- 2.2 Шестерни
- 2.2.1 Зубчатые передачи
- 2.2.2 Передаточное число
- 2.3 Ремни и шкивы
- 2.4 Рычаг
- 2,5 Рычаг
- 2,6 клин
- 2.7 Эффективность машин
- 3 Подробнее о машинах и механизмах
- 4 Основная кинематика жестких тел с ограничениями
- 5 планарных рычагов
- 6 кулачков
- 7 передач
- 8 Прочие механизмы
- Индекс
- Ссылки
- 2 Механизмы и простые машины
sfinger @ ri.cmu.edu
Как работает судовой двигатель?
Судовые двигатели обеспечивают движение судна из одного порта в другой. Независимо от того, идет ли речь о небольшом корабле, курсирующем в прибрежных районах, или о большом корабле, путешествующем по международным водам, на борту корабля для двигательной цели установлен четырехтактный или двухтактный морской двигатель.
Судовые двигатели — это тепловые двигатели, используемые для преобразования тепла, выделяемого при сжигании топлива, в полезную работу, т.е.е. вырабатывая тепловую энергию и преобразуя ее в механическую энергию. Двигатели, используемые на борту судов, представляют собой двигатели внутреннего сгорания (тип), в которых сгорание топлива происходит внутри цилиндра двигателя, а тепло выделяется после процесса сгорания.
Принцип работы судового двигателяКак упоминалось ранее, двигатели внутреннего сгорания (внутреннего сгорания) в основном используются для морских силовых установок и выработки электроэнергии. Работу судового двигателя можно объяснить следующей процедурой:
— Топливо впрыскивается в контролируемом количестве под высоким давлением
— Смесь топлива и воздуха сжимается внутри цилиндра двигателя с помощью поршня, что приводит к взрыву смеси при повышении давления за счет сжатия.В результате выделяется тепло, которое увеличивает давление горящего газа
2-тактные и 4-тактные двигатели
— Внезапное увеличение давления толкает поршень вниз и передает поперечное движение во вращательное движение коленчатого вала с помощью шатуна. Взрыв повторяется непрерывно для поддержания выходной мощности в зависимости от типа морского двигателя и его использования.
Прочтите по теме: 14 Терминологий, используемых для определения мощности судового морского силового двигателя
Коленчатый вал через маховик соединен либо с генератором, либо с гребным винтом для выполнения механической работы.Чтобы коленчатый вал постоянно вращался, взрыв необходимо повторять непрерывно.
Перед следующим взрывом отработанные газы вытягиваются из цилиндра через выпускной клапан и подается свежий воздух, который помогает вытолкнуть отработанный газ, а также обеспечивает свежий воздух для следующего процесса сгорания.
Прочтите по теме: Компоненты и конструкция системы выпуска отработавших газов
Типы судовых дизельных двигателей:Два основных типа судовых дизельных двигателей: —
- 4-тактный двигатель
- Двухтактный двигатель
Четырехтактный двигатель может быть установлен на судне для выработки электроэнергии, а также для приведения в движение корабля (обычно на небольших судах).Этому двигателю требуется 4 цикла для завершения передачи мощности от камеры сгорания к коленчатому валу.
Связанное чтение: Почему 2-тактные двигатели чаще используются для движения на кораблях, чем 4-тактные?
События, происходящие в I.C. двигатель следующие:
- Ход всасывания для забора свежего воздуха внутрь камеры — это движение поршня вниз
- Ход сжатия для сжатия топливовоздушной смеси — движение поршня вверх
- Рабочий ход — при котором происходит взрыв, и поршень толкается вниз
- Такт выпуска — движение поршня вверх для откачивания отработанных газов
Четыре события завершаются за четыре хода поршня (два оборота коленчатого вала).Впускной и выпускной клапаны расположены в верхней части головки блока цилиндров для всасывания свежего воздуха и удаления отработанных выхлопных газов.
И клапаны, и топливный насос (подающий топливо в форсунку) приводятся в действие с помощью распределительного вала, который приводится в движение коленчатым валом с помощью зубчатой передачи. В четырехтактном двигателе распредвал вращается на половине скорости коленчатого вала. Картер открыт для гильзы поршня, которая способствует смазке гильзы.
2-тактные двигатели используются для движения судов и имеют больший размер по сравнению с 4-тактными двигателями.В этом двигателе полная последовательность выполняется за два цикла, т.е.
- Такт всасывания и сжатия — движение поршня вверх для втягивания внутрь свежего воздуха и сжатия топливовоздушной смеси
- Мощность и выхлоп — движение поршня вниз из-за взрыва внутри камеры с последующим удалением выхлопных газов через выпускной клапан, установленный в верхней части цилиндра. Используется сальник, который отделяет картер и герметизирует его от камеры сгорания.
На этом видео показано, как работает двухтактный судовой двигатель на судне —
Как и где производится судовой двигатель?
Если вы видели двигатели на кораблях, в том числе небольшие четырехтактные двигатели-генераторы, а также массивные двухтактные двигатели, одна мысль, которая должна была прийти вам в голову, — как и где были сделаны эти двигатели?
Наиболее известные производители двигателей, двигатели которых используются на судах:
- MAN Diesel & Turbo (ранее двигатели B&W) — известные судовые двигатели с высокой, средней и низкой частотой вращения.
- Wartsila (ранее Sulzer Engines) — известна производством судовых двигателей с высокой, средней и малой скоростью.
- Mitsubishi — производство двигателей для легких, средних и тяжелых условий эксплуатации
- Rolls Royce — известный своими двигателями для круизных лайнеров и кораблей
- Caterpillar производит — для средне- и высокоскоростных судовых дизельных двигателей
Прочтите по теме: Самые популярные судовые двигатели в судоходной отрасли
Wartsila по-прежнему является держателем рекорда Гиннеса по самому большому судному двигателю из когда-либо построенных.
Двухтактный двигатель Wärtsilä RT-flex96C с турбонаддувом удерживает этот рекорд. Изготовлен для крупных контейнеровозов, его габариты следующие:
Длина — 27 метров (88 футов 7 дюймов),
Высота — 13,5 метра (44 фута 4 дюйма)
вес> 2300 тонн.
Выходная мощность ~ 84,42 МВт (114800 л.с.).
Размер судового двигателя варьируется от корабля к кораблю, типа хода и выходной мощности. Судовой двигатель может достигать высоты пятиэтажного здания, и для его размещения необходимо соответствующим образом спроектировать судовое машинное отделение.
Где производятся судовые двигатели?Эти судовые двигатели построены на мощностях производителей. Например, MAN Diesel имеет производственные мощности в Аугсбурге, Копенгагене, Фредериксхавне, Сен-Назере, Шанхае и т. Д.
Аналогичным образом, Wartsila имеет производственные мощности в Финляндии, Германии, Китае и т. Д.
Судовой двигатель также может быть изготовлен на известной верфи при наличии контракта между двумя компаниями.
Двигатель обычно состоит из трех различных секций (поясняется ниже) и в зависимости от размера машинного отделения и доступа для установки он может быть установлен на верфи либо по частям, либо как целая сборка.
Связанное чтение: Как крупные главные двигатели устанавливаются в машинном отделении корабля?
Материал, используемый для изготовления судового двигателяМатериал, из которого изготовлен судовой двигатель и различные детали судового двигателя:
Опорная плита: Опорная плита — это самая нижняя часть двигателя, которая является его основанием и вмещает подшипники коленчатого вала и А-образную раму. Для небольшого двигателя используется одинарная отливка из чугуна, а для больших двухтактных двигателей используются сборные литые стальные поперечные секции с продольными балками.
Связанное чтение: Важные вещи, которые нужно проверить на опорной плите судового двигателя
A рама: A-образная рама, как следует из названия, имеет форму буквы «A» и установлена над фундаментной плитой двигателя. Он построен отдельно, чтобы нести направляющую крейцкопфа, а сверху он поддерживает основание антаблемента. Нижняя поверхность А-образной рамы обработана для создания сопрягаемой поверхности для установки поверх опорной плиты.
Антаблемент: Антаблемент, также известный как блок цилиндров, изготовлен из чугуна и используется для размещения охлаждающей воды и продувочного воздушного пространства.В зависимости от размера двигателя отливка может быть индивидуальной или многоцилиндровой (скрепленной болтами). Нижняя часть блока цилиндров обработана на станке для образования сопрягаемой поверхности и прикреплена к А-образной раме с помощью установленных болтов.
Другие части судового двигателя, которые устанавливаются внутри двигателя:
Детали двигателя Wartsila RTFlex Electronic
Поршень, гильза, цилиндр, шатун, коленчатый вал, распределительный вал, топливный насос, выпускной клапан и т. Д., И эти важные детали можно подробно изучить в нашей электронной книге —
Техническое обслуживание судовых двигателейБазовое техническое обслуживание судового двигателя состоит из планового технического обслуживания, которое включает в себя капитальный ремонт важных подвижных и неподвижных частей камеры сгорания.
Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных видов технического обслуживания судового двигателя:
- Ремонт и измерение поршня, колец и штока
- Ремонт и измерение гильзы цилиндра
- Капитальный ремонт и обмер выпускного клапана
- Ремонт и обмер сальника
- Ремонт и измерение подшипников шатуна и крейцкопфа
- Ремонт и измерение коренных подшипников
Прочтите по теме: Типы коренных подшипников судовых двигателей и их свойства
7.Измерение прогиба коленчатого вала
8. Контроль и измерение фаз газораспределения топливного насоса
9. Проверки и капитальный ремонт пусковой воздушной системы
Время между капитальным ремонтом различных частей двигателя указано производителем в руководстве по эксплуатации двигателя. Техническое обслуживание необходимо проводить в соответствии со временем, указанным между двумя периодами капитального ремонта, независимо от проблем, обнаруженных двигателем.
Помимо своевременного ремонта, параметры двигателя и мощность необходимо проверять с помощью цифрового индикатора мощности.Осмотр продувочного пространства также проводится для проверки состояния поршневого кольца, которое, в свою очередь, определяет эффективность системы смазки гильзы цилиндра.
Судовые двигатели, используемые на судах, являются одними из самых сложных инженерных сооружений. Поэтому морские инженеры проходят специальную подготовку по эксплуатации, техническому обслуживанию и устранению неисправностей судовых двигателей на борту судов.
Вы также можете прочитать:
На что следует обратить внимание при капитальном ремонте топливного клапана
Заявление об ограничении ответственности: Мнения авторов, выраженные в этой статье, не обязательно отражают точку зрения Marine Insight.Данные и диаграммы, если они используются в статье, были получены из доступной информации и не были подтверждены каким-либо установленным законом органом. Автор и компания «Марин Инсайт» не утверждают, что это является точным, и не принимают на себя никакой ответственности за это. Взгляды представляют собой только мнения и не представляют собой каких-либо руководящих принципов или рекомендаций относительно какого-либо курса действий, которым должен следовать читатель.