ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДВИГАТЕЛЯ АВТОМОБИЛЯ

содержание   ..  1  2  3  4  5  6   ..

РАЗДЕЛ 3. СОДЕРЖАТЕЛЬНЫЙ КОМПОНЕНТ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА.

 ЛЕКЦИЯ №1

ТЕМА: КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЯ

План:

1. Общие сведения о автомобильном транспорте.

2. Общее устройство автомобиля.

1. Общие сведения о автомобильном транспорте.

Автомобильный подвижной состав разделяется на грузовой, пассажирский и специальный.

К грузовому подвижному составу относятся грузовые автомобили, автомобили-тягачи, прицепы и полуприцепы, к пассажирскому — автобусы, легковые автомобили, пассажирские прицепы и полуприцепы, к специальному – автомобили, прицепы и полуприцепы, предназначенные для выполнения различных, преимущественно нетранспортных, работ.

Грузовые автомобили, прицепы и полуприцепы различаются по грузоподъемности а в зависимости от устройства кузовов и других конструктивных особенностей, определяющих характер их использования, подразделяются на подвижной состав общего назначения и специализированный. Автомобили, прицепы и полуприцепы общего назначения имеют неопрокидывающийся бортовой кузов и используются для перевозки грузов всех видов, кроме жидких, без тары. К специализированному грузовому подвижному составу относятся автомобили, прицепы и полуприцепы, предназначенные для перевозки грузов определенных видов.

Автомобили-тягачи предназначены для постоянной работы с прицепами или полуприцепами и подразделяются на седельные автомобили-тягачи для работы с полуприцепами и автомобили-тягачи для работы с прицепами. Автомобиль-тягач в сцепе с прицепом (полуприцепом) называется автопоездом.

Пассажирские автомобили вместимостью до 8 чел., включая водителя, относятся к легковым, свыше 8 чел. – к автобусам.

Легковые автомобили подразделяются по рабочему объему цилиндров двигателя в литрах на следующие основные классы:

Особо малый до 1,2

Малый от 1,2 до 1,8

Средний от 1,8 до 3,5

Большой свыше 3,5

Высший не регламентируется

На базе легковых выпускаются также грузопассажирские автомобили, у которых для увеличения размеров площадки предназначенной для размещения в кузове груза, задние сидения делаются складывающимися.

Автобусы подразделяются по габаритной длине в метрах, определяющей в зависимости от принятой планировки вместимость на следующие основные классы:

Особо малый до 5,0

Малый 6,0 – 7,5

Средний 8,0 – 9,5

Большой 10,5 – 12,0

Особо большой (сочлененный) 16,5 и более

По назначению автобусы подразделяются на городские (внутригородские и пригородные), местного сообщения (для сельских перевозок), междугородные и туристические.

К специальному подвижному составу относятся пожарные автомобили, автолавки, автомобили с компрессорными установками, автокраны, уборочные автомобили и т.п.

Автомобильный подвижной состав подразделяется также на дорожный, предназначенный для работы по дорогам общей сети, и на внедорожный – для использования вне дорог общей сети. По степени приспособления к работе в различных дорожных условиях различают дорожный автомобильный подвижной состав обычной проходимости, предназначенный для работы в основном по благоустроенным дорогам, и повышенной проходимости – для систематической работы по неблагоустроенным дорогам и в отдельных случаях по бездорожью.

Все автомобили по общему числу колес и числу ведущих колес условно обозначают формулой где первая цифра – число колес автомобиля, а вторая – число ведущих колес. При этом каждое из сдвоенных ведущих колес считается за одно колесо. Например, 4Х2 – двухосный автомобиль с одной ведущей осью (ГАЗ-53А, ЗИЛ-13О), 6Х6 – трехосный автомобиль со всеми ведущими осями (ЗИЛ-131), 6Х4 – трехосный автомобиль с двумя ведущими осями (КамАЗ-5320).

По роду потребляемого топлива и виду двигателя автомобили разделяют на карбюраторные, электрические (электромобили), паровые газотурбинные.

Система обозначений прицепов, полуприцепов и роспусков.

Принята следующая система обозначения (индексация) подвижного состава (нормаль ОН 025270 – 66): каждой новой модели автомобиля (прицепного состава) присваивается индекс, состоящий из четырех цифр, где первые две цифры обозначают класс автомобиля (прицепа, полуприцепа) по рабочему объему двигателя для легковых автомобилей, по длине для автобусов и по полной массе для грузовых автомобилей (прицепов и полуприцепов). Вторые две цифры – модель. Модификации моделей имеют дополнительную пятую цифру, обозначающую порядковый номер модификации. Перед цифровым индексом ставятся буквенные обозначения завода-изготовителя. Две первые цифры индексов, присвоенных автомобилям, приведены в табл. 3.

Например: легковой автомобиль с объемом двигателя 1,45 л, выпускаемый Волжским автозаводом, обозначается ВАЗ-2103; автобус с габаритной длиной 7,15 м, выпускаемый Павловским автобусным заводом – ПАЗ-3201; Грузовой бортовой автомобиль полной массой 15,2 т, выпускаемый Камским автозаводом – КамАЗ-5320 и т. д.

Для прицепного состава выделены следующие индексы (две первые цифры из четырех, которыми обозначается прицепной состав):

В зависимости от полной массы прицепного состава для него существуют группы индексов моделей (третья и четвертая цифры), которые помещены в табл. 4. Например, полуприцеп фургон Одесского автосборочного завода для перевозки телят имеющий полную массу 9 т, обозначается ОдАЗ-9925.

2. Общее устройство автомобиля

Автомобиль — самоходная машина, приводимая в движение установленным на нем двигателем. Автомобиль состоит из отдельных деталей, узлов, механизмов, агрегатов и систем.

Деталь — часть машины, состоящая из целого куска материала.

Узел — соединение нескольких деталей.

Основные части грузового автомобиля: двигатель, кузов, трансмиссия, тормозная система, рулевое управление, ходовая часть, а также кабина, грузовая платформа, сцепление, коробка передач, карданная передача.

Механизм — устройство, предназначенное для преобразования движения и скорости.

Агрегат — соединение нескольких устройств в одно целое.

Система — совокупность отдельных частей, связанных общей функцией (например, системы питания, охлаждения и т. Д.).

Автомобиль состоит из трех основных частей: двигателя, шасси и кузова.

Двигатель — источник энергии.

Шасси объединяет трансмиссию, хордовую часть и механизмы управления.

Трансмиссия передает крутящий момент от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам автомобиля и изменяет величину и направление этого момента. В трансмиссию входят следующие механизмы: сцепление, коробка передач, карданная передача, главная передача, дифференциал и полуоси. Последние три механизма составляют ведущий мост (как правило, задний).

Автомобиль повышенной проходимости в отличие от автомобиля обычной проходимости имеет два или три ведущих моста, а в трансмиссию его кроме известных механизмов и агрегатов дополнительно устанавливают (за коробкой передач) раздаточную коробку. Она распределяет крутящий момент.

Ходовая часть состоит из рамы, на которой установлены кузов и все механизмы автомобиля, подвески (рессоры и амортизаторы), передних и задних мостов и колес. Крутящий момент, подводимый от двигателя через трансмиссию к ведущим колесам, вызывает противодействие дороги, которое выражается силой реакции, приложенной к ведущим колесам и направленной в сторону движения автомобиля. Силы реакции передаются на ведущий мост, а от него через рессоры на раму автомобиля и толкают е вперед. Рама, в свою очередь, передает эти силы через передние рессоры на передний мост и к передним колесам, вызывая поступательное движение автомобиля.

В механизмы управления входят рулевое управление, которым изменяют направление движения автомобиля, и тормозная система, позволяющая быстро уменьшать скорость движения или останавливать автомобиль.

Кузов, устанавливаемый на раме, предназначен для размещения водителя и пассажиров в легковом автомобиле и груза в грузовом. Кузов грузового автомобиля состоит из платформы для груза, кабины водителя, капота, закрывающего двигатель, и оперения.

ЛЕКЦИЯ №2

ТЕМА: ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДВИГАТЕЛЯ АВТОМОБИЛЯ

ПЛАН:

3.      Общее устройство двигателя.

4.      Основные параметры двигателя.

1.Общее устройство двигателя.

Двигатель внутреннего сгорания состоит из механизмов и систем, выполняющих различные функции. Рассмотрим устройство и принцип работы двигателя внутреннего сгорания на примере четырехтактного одноцилиндрового карбюраторного двигателя (рис. 6).в цилиндре 3 находится поршень с поршневыми кольцами, соединенный с коленчатым валом 12 шатуном 11. При вращении коленчатого вала поршень совершает возвратно-поступательное движение. Одновременно с коленчатым валом вращается распределительный вал 1, который через промежуточные детали (толкатель, штангу и коромысло) механизма газораспределения открывает или закрывает впускной 6 и выпускной 9 клапаны. На рис. 6 схематично показано, что впускные и выпускные клапаны приводятся в движение от разных распределительных валов. В действительности все клапаны приводятся в движение от одного распределительного вала. Когда поршень опускается вниз, открывается впускной клапан, и в цилиндр поступает (за счет разрежения) горючая смесь (мелкораспыленное топливо и воздух), приготовленная в карбюраторе, которая при движении поршня верх сжимается.

Рис. 6 — схема четырехтактного одноцилиндрового карбюраторного двигателя:

1 — распределительный вал; 2 — толкатель; 3 — цилиндр; 4 — поршень; 5 — штанга; 6 — впускной клапан; 7 — коромысло; 8 — свеча зажигания; 9 — выпускной клапан; 10 — поршневые кольца; 11 — шатун; 12 — коленчатый вал; 13 — поддон.

В работающем двигателе при появлении электрической искры между электродами свечи зажигания 8 смесь, сжатая в цилиндре, воспламеняется и сгорает. Вследствие этого образуются газы, имеющие высокую температуру и большое давление. Под давлением расширяющихся газов поршень опускается вниз и через шатун приводит во вращение коленчатый вал. Так преобразуется прямолинейное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. При открытии выпускного клапана и при движении поршня верх из цилиндра удаляются отработавшие газы.

Рис.7 основные положения кривошипно-шатунного механизма:

1 — объем камеры сгорания; 2 — рабочий объем цилиндра; 3 — полный объем цилиндра; s — ход поршня; d — диаметр цилиндра.

2. Основные параметры двигателя

С работой двигателя связаны следующие параметры:

Верхняя мертвая точка (вмт) — крайне верхнее положение (рис. 7).

Нижняя мертвая точка (нмт) — крайнее нижнее положение поршня.

Радиус кривошипа — расстояние от оси коренной шейки коленчатого вала до оси его шатунной шейки.

Ход поршня s — расстояние между крайними положениями поршня, равное удвоенному радиусу кривошипа коленчатого вала. Каждому ходу поршня соответствует поворот коленчатого вала на угол 1800 (пол-оборота)

ЛЕКЦИЯ №3

ТЕМА: РАБОЧИЕ ЦИКЛЫ ДВИГАТЕЛЯ.

ПЛАН:

1. Рабочие циклы — общие сведения.

2. Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя.

3.Рабочий цикл четырехтактного дизеля.

4. Турбонаддув в дизелях

1.Рабочие циклы — общие сведения.

Рабочим циклом двигателя внутреннего сгорания называют совокупность процессов, которые в определенной последовательности периодически повторяются в цилиндре, в результате чего двигатель непрерывно работает. К этим процессам относятся следующие:

впуск — наполнение цилиндра свежим зарядом горючей смеси или воздуха;

сжатие газов;

расширение газов или рабочий ход;

выпуск отработавших газов.

Если рабочий цикл происходит за два оборота коленчатого вала или за четыре хода поршня, то этот двигатель четырехтактный. Если рабочий цикл происходит за один оборот коленчатого вала или за два хода поршня, то это двигатель двухтактный.

2. Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя.

При рассмотрении цикла условно принимаем, что каждый такт начинается и заканчивается в одной из мертвых точек.

Первый такт — впуск. При вращении коленчатого вала 1 поршень 3 перемещается из ВМТ в НМТ, и в верхней части цилиндра создается разрежение. Распределительный вал через детали механизма газораспределения открывает впускной клапан 7, который через впускной трубопровод 5 соединяет цилиндр с карбюратором 6. Горючая смесь, поступающая под действием разрежения из карбюратора по впускному трубопроводу, заполняет цилиндр, где образуется рабочая смесь. Рабочая смесь состоит из горючей смеси и отработавших газов, которые всегда в небольшом количестве остаются в цилиндре от предыдущего цикла. В конце такта впуска, при работе двигателя на режиме полной нагрузки, давление в цилиндре составляет 8 — 9 кПа, а температура рабочей смеси равна 80 — 120 ос (для прогретого двигателя).

Второй такт — сжатие. Такт впуска заканчивается, когда поршень приходит в НМТ. При дальнейшем повороте коленчатого вала поршень перемещается из НМТ в ВМТ и сжимает рабочую смесь. В течение такта сжатия оба клапана остаются закрытыми. Объем смеси при сжатии уменьшается, а давление внутри цилиндра увеличивается и достигает 100 — 120 кПа. Повышение давления сопровождается увеличением температуры смеси до 3000-4000с.

Третий такт — расширение газов или рабочий ход. Оба клапана закрыты. При подходе поршня в конце такта сжатия к ВМТ между электродами свечи зажигания 8 проскакивает электрическая искра. Сжатая рабочая смесь воспламеняется и быстро сгорает, образуя большое количество горячих газов. Газы давят на поршень, который под их давлением перемещается из ВМТ в НМТ и через шатун 11 вращает коленчатый вал. Это основной такт, так как расширяющиеся газы совершают полезную работу. С момента воспламенения смеси давление газов быстро возрастает, а затем по мере движения поршня вниз и увеличения объема снижается. В конце сгорания и начале расширения давление достигает 300 — 400 кПа при температуре 2000 — 2200 градусов, а в конце расширения снижается до 35 — 45 кПа при температуре 1200 — 1500 ос.

Рабочий цикл четырехтактного дизеля, как и рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя, состоит из четырех повторяющихся тактов: впуска, сжатия, расширения газов или рабочего хода и выпуска. Однако рабочий цикл дизеля существенно отличается от рабочего цикла карбюраторного двигателя. В цилиндр дизеля поступает чистый воздух, а не горючая смесь. Воздух сжимается с высокой степенью сжатия, вследствие чего значительно повышается его давление и температура. В конце сжатия в нагретый воздух из форсунки впрыскивается мелкораспыленное топливо, воспламеняющееся не от электрической искры, а от соприкосновения с горячим воздухом. Поэтому дизель иногда называют двигателем с воспламенением от сжатия. Горючая смесь в этом двигателе образуется при впрыскивании топлива в цилиндр.

Первый такт — впуск (рис. 9, а). При движении поршня от ВМТ к НМТ в цилиндре создается разрежение. Впускной клапан 5 открывается, и цилиндр наполняется воздухом, который предварительно проходит через воздухоочиститель. В цилиндре воздух смешивается с небольшим количеством отработавших газов. Давление воздуха в цилиндре (у прогретого двигателя) при такте впуска составляет 8 — 9 кПа, а температура достигает 50 — 80 градусов.

Рис. 9 — Схема работы четырехтактного одноцилиндрового дизеля:

а — впуск воздуха; б — сжатие воздуха; в — расширение газов или рабочий ход; г — выпуск отработавших газов; д — цилиндр; 2 — топливный насос; 3 — поршень; 4 — форсунка; 5 — впускной клапан; 6 — выпускной клапан.

Второй такт — сжатие (рис. 9, 6). Поршень движется от НМТ к ВМТ, впускной 5 и выпускной 6 клапаны закрыты. Объем воздуха уменьшается, а его давление и температура увеличиваются. В конце сжатия давление воздуха внутри цилиндра повышается до 400 — 500 кПа, а температура до 6000-7000 градусов. Для надежной работы двигателя температура сжатого воздуха в цилиндре должна быть значительно выше температуры самовоспламенения топлива.

Третий такт — расширение газов или рабочий ход (рис. 9, в). Оба клапана закрыты. При положении поршня около ВМТ в сильно нагретый и сжатый воздух из форсунки 4 впрыскивается мелкораспыленное топливо под большим давлением (1300-1850 кПа), создаваемым топливным насосом 2. Топливо перемешивается с воздухом, нагревается, испаряется и воспламеняется. Часть топлива сгорает при движении поршня к ВМТ, т.е. в конце такта сжатия, а другая часть — при движении поршня вниз в начале такта расширения. Образующиеся при сгорании топлива газы увеличивают внутри цилиндра двигателя давление до 600 — 800 кПа и температуру до 1800-2000 ос. Горячие газы расширяются и давят на поршень 3, который перемещается от ВМТ к НМТ, совершая рабочий ход.

Четвертый такт — выпуск (рис. 9, г).

Поршень перемещается от НМТ к ВМТ и через открытый выпускной клапан 6 вытесняет отработавшие газы из цилиндра. Давление и температура в конце выпуска равны соответственно 1112 кПа и 600 — 700 градусов. После такта выпуска рабочий цикл дизеля повторяется в рассмотренной выше последовательности.

4. Наддув в дизелях

Известно, что дизели работают с большим коэффициентом избытка воздуха (Сх = 1,3 — 1,7), и их литровая мощность, т.е. мощность, приходящаяся на единицу рабочего объема, меньше, чем литровая мощность карбюраторных двигателей.

Для повышения литровой мощности в дизелях (семейства ЯМЗ и др.) используют наддув, т.е. воздух в цилиндры подают с помощью компрессора под давлением 15 -16 кПа, превышающим атмосферное. Так как увеличивается масса воздуха, поступающего в каждый цилиндр.

Рис. 11 — Схема работы газотурбинного компрессора дизелей семейства ЯМЗ:

1 — цилиндр; 2 — поршень; 3 — впускной клапан; 4 — впускной трубопровод; 5 — колесо центробежного компрессора; 6 — вал турбокомпрессора; 7 — корпус турбокомпрессора; 8 — колесо турбины; 9 — газоотводящий патрубок; 10 — выпускной клапан; 11 — поршневой палец; 12 — шатун.

В двигателях с турбонаддувом для привода компрессора используется энергия отработавших газов, т.е. полезная мощность для этих целей не расходуется, и экономичность двигателя повышается. Кроме того, надув дизелей способствует уменьшению содержания токсических веществ в отработавших газах.

Для осуществления надува применяют турбокомпрессор (рис. 11), который состоит из двух колес с лопатками — центростремительной радиальной турбины и одноступенчатого компрессора (центробежного нагнетателя), установленных на одном валу. Турбокомпрессор работает следующим образом. При открытом выпускном клапане поршень 2, двигаясь вверх, выталкивает отработавшие газы из цилиндра 1 в газоотводящий патрубок 9. Газы с большой скоростью поступают через сопловой аппарат на лопатки рабочего колеса 8 турбины. Ударяясь в лопатки газовой турбины, они приводят его вращение вместе с валом 6, а затем по трубопроводу выходят в атмосферу.

Вместе с валом вращается и рабочее колесо 5 центробежного компрессора, которое засасывает воздух через воздухоочиститель и нагнетает его под избыточным давлением по впускному трубопроводу 4 в цилиндр 1 дизеля. Наполнение цилиндра воздухом увеличивается, и соответственно возрастает количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр. При использовании газотурбинного надува в дизелях нужно применять воздухоочистители с лучшей очисткой воздуха и увеличенной пропускной способностью. Мощность двигателя при этом возрастает на 25 — 40%, однако несколько усложняется его конструкция.

ЛЕКЦИЯ № 4

ТЕМА:  СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДВС.

ПЛАН:

1. Общее устройство и работа системы питания.

2. Простейший карбюратор.

3.Режимы работы двигателя.

4. Система питания двигателя от газобаллонной установки

1. Общее устройство и работа системы питания.

Система питания карбюраторного двигателя предназначена для приготовления в определенной пропорции из топлива и воздуха горючей смеси, подачи в цилиндры двигателя и отвода из них отработавших газов.

В систему питания двигателя автомобиля ЗИЛ-130 (рис. 64) входят топливный бак 10, топливопровод 7 от бака к фильтру-отстойнику 14 и к топливному насосу 19, карбюратор 3, воздушный фильтр 2, приемные трубы 16, глушитель 15, выпускная труба 13 глушителя. В систему питания входят также фильтр 18 тонкой очистки топлива, установленный между топливным насосом и карбюратором, впускной трубопровод, на котором укреплен карбюратор, и выпускной трубопровод.

Во время работы двигателя топливо из бака после предварительной очистки в фильтре-отстойнике насосом 19 поедается к карбюратору. При такте впуска в цилиндре двигателя создается разрежение, передающееся в карбюратор и в установленный на нем воздушный фильтр. Очищенный воздух проходит в смесительную, камеру, где из жиклеров подается топливо. Испаряющееся топливо перемешивается с воздухом, образуя горючую смесь. Из карбюратора по впускному трубопроводу горючая смесь поступает в цилиндры двигателя. Газы, образовавшиеся после быстрого сгорания рабочей смеси в цилиндре, расширяются, давят на поршень, и он опускается вниз, совершая рабочий ход. После рабочего хода отработавшие газы через открытый выпускной клапан вытесняются поршнем в выпускной трубопровод 17. Затем они поступают в приемные трубы 16 глушителя, выпускную трубу 13 и в атмосферу. Топливо наливают в бак через ГОРЛОВИНУ, закрываемую крышкой 11. Количество топлива, находящегося в баке, контролируют при помощи датчика 9 и указателя 8 уровня топлива.

2. Простейший карбюратор.

Процесс приготовления горючей смеси определенного состава из мелкораспыленного топлива и воздуха, происходящий вне цилиндров двигателя, называют карбюрацией, а прибор, в котором происходит этот процесс, — карбюратором.

Принцип работы простейшего карбюратора аналогичен принципу работы пульверизатора и состоит в том, что жидкость под действием разрежения вытекает из распылителя (трубки) и, смешиваясь с воздухом, образует горючую смесь. Простейший карбюратор (рис. 65, а) состоит из поплавковой камеры 8, диффузора 3, распылителя 4 с жиклером 7, смесительной камеры б и дроссельной заслонки;’ 5. В поплавковой камере находится пустотелый поплавок 9, шарнирно соединенный с осью и действующий на игольчатый клапан 10. Топливо подается в поплавковую камеру насосом по трубопроводу 1. Отверстие 2 соединяет поплавковую камеру с окружающим воздухом, поэтому в камере постоянно поддерживается атмосферное давление. Поплавковая камера карбюратора соединена со смесительной камерой б распылителем 4, в котором установлен жиклер 7.

Жиклер представляет собой металлическую пробку с небольшим калиброванным отверстием, через которое в единицу времени проходит определен порция топлива. Выходной конец распылителя устанавливают в самом узком месте диффузора — в горловине.

Рис. 65 — Схема впускной системы карбюраторного двигателя и характеристики карбюраторов:

а — схема впускной системы с простейшим карбюратором; б — характеристики карбюраторов; 1 — трубопровод; 2 — отверстие в поплавковой камере; 3 — диффузор; 4 — распылитель; 5 — дроссельная заслонка; 6 — смесительная камера; 7 — жиклер; 8 — поплавковая камера; 9 — поплавок; 10 — игольчатый клапан; 11- простейший карбюратор; 12 — идеальный карбюратор.

Простейший карбюратор работает следующим образом. При наполнении топливом поплавковой камеры 8 поплавок 9 постепенно всплывает. При определенном уровне топлива игольчатый клапан 10 перекрывает отверстие в подводящем трубопроводе, и поступление топлива в поплавковую камеру прекращается. При такте впуска поршень в двигателе перемещается в НМТ, и в цилиндре создается разрежение, передающееся в смесительную камеру карбюратора. Разрежение в этой камере зависит от положения дроссельной заслонки: с прикрытием заслонки разрежение уменьшается, а с открытием увеличивается. Пока двигатель не работает, в поплавковой камере и в распылителе топливо находится на одном уровне, причем верхний конец распылителя располагается несколько выше уровня топлива (на 2 — 3 м).

Во время работы двигателя поступающий в карбюратор воздух проходит через узкое сечение диффузора, в результате чего скорость воздуха в нем, а следовательно, и разрежение возрастают. Создается перепад давлений между поплавковой камерой и диффузором, благодаря чему топливо начинает фонтанировать из распылителя. Топливо распиливается, перемешивается с воздухом, частично испаряется и в виде горючей смеси поступает в цилиндры двигателя. С изменением положения дроссельной заслонки значительно изменяется состав горючей смеси, приготовляемой простейшим карбюратором.

На рис. 65, б представлены характеристики простейшего 1 и идеального II карбюраторов. Они показывают изменение состава горючей смеси карбюратора в зависимости от нагрузки (от положения дроссельной заслонки — в % открытия). По мере открытия дроссельной заслонки в простейшем карбюраторе горючая смесь все больше обогащается, причем только в двух случаях (точки А и Б) состав смеси совпадает с составом горючей смеси, приготовляемой идеальным карбюратором (при полностью открытой дроссельной заслонке и при некотором промежуточном е положении). Таким образом, основным недостатком простейшего карбюратора является невозможность приготовления горючей смеси нужного состава.

Работу двигателя на всех режимах, кроме его работы с малой частотой вращения на режиме холостого хода, обеспечивает главная дозирующая система. Для образования горючей смеси эта система подает наибольшую порцию топлива. При рассмотрении работы простейшего карбюратора было установлено, что с увеличением открытия дроссельной заслонки количество вытекающего из распылителя топлива возрастает быстрее, чем количество воздуха, проходящего через диффузор, т.е. горючая смесь обогащается тем больше, чем больше открывается дроссельная заслонка. Предотвращение обогащения горючей смеси с увеличением открытия дроссельной заслонки называют компенсацией е состава. В карбюраторах применяют следующие способы компенсации смеси: регулирование разрежения в диффузоре; установка двух жиклеров — главного и компенсационного; пневматическое торможение истечения топлива (эмульгирование топлива в главной дозирующей системе). Последний способ компенсации смеси получил наибольше распространение в карбюраторах. При любом способе компенсации главная дозирующая система обеспечивает приготовление карбюратором при работе двигателя на средних нагрузках обедненной, т.е. экономичной горючей смеси.

Компенсация горючей смеси пневматическим торможением истечения топлива. Топливо из поплавковой камеры 6 (рис. 66, а) поступает через главный жиклер 7 в колодец 4 и далее через эмульсионную трубку 5 с отверстиями в распылитель 1. Трубка 5 сообщается с воздухом через жиклер З. При создании разрежения в диффузоре 9 из распылителя начинает фонтанировать топливо, уровень его в колодце понижается, и открывается верхнее отверстие в эмульсионной трубке. Воздух, выходящий из трубки 5, смешивается с топливом, и эмульсия подается через распылитель 1 в смесительную камеру карбюратора.

Рис. 66 — Схемы систем и элементов карбюратора:

а — схема системы компенсации смеси пневматическим торможением истечения топлива; б — схема действия воздушной заслонки; в — схема системы холостого хода; 1 — распылитель; 2 — воздушная заслонка; 3 — воздушный жиклер; 4 — топливный колодец; 5 — трубка; 6 — поплавковая камера; 7 — главный жиклер; 8 — дроссельная заслонка; 9 — диффузор; 10 — клапан; 11 — пружина; 12 — смесительная камера; 13 — отверстие в поплавковой камере; 14 — топливный жиклер системы холостого хода; 15 — канал системы холостого хода; 16 и 18 — отверстия системы холостого хода; 17 — регулировочный винт.

При увеличении открытия дроссельной заслонки возрастает расход топлива из колодца, и в трубке 5 открывается больше• воздушных отверстий. Воздух, поступающий в распылитель, уменьшает разрежение у главного жиклера и замедляет (тормозит) истечение из него топлива, что и необходимо для обеднения горючей смеси. Создание экономичной смеси в этом случае возможно лишь при правильно м подборе диаметров воздушного 3 и главного 7 (топливного) жиклеров. Такой способ компенсации горючей смеси использован в карбюраторах К•126Б, К-126Г, К-88АМ и др.

Основными режимами работы автомобильного двигателя являются пуск двигателя, холостой ход и малые нагрузки, средние нагрузки, полные нагрузки и резкие переходы с малых нагрузок на большие. При пуске двигателя необходима очень богатая смесь (сх=0,2+-0,6), так как частота вращения коленчатого вала мала, топливо плохо испаряется и часть его конденсируется на холодных стенках цилиндра.

Работа двигателя на режимах холостого хода и малой нагрузки возможна при сх=0,7 +-0,8. Горючая смесь, поступающая в цилиндры двигателя, загрязняется остаточными газами, поэтому обогащение смеси улучшает е воспламеняемость и способствует устойчивой работе двигателя.

Автомобильный двигатель большую часть времени работает на режиме средних нагрузок, т.е. с не полностью открытой дроссельной заслонкой. Для этого режима необходима обедненная смесь с коэффициентом избытка воздуха сх= 1,05 +-1,15 (экономичная смесь), обеспечивающая экономичную работу двигателя.

При резком открытии дроссельной заслонки возможно обеднение горючей смеси, так как увеличивается количество поступающего воздуха. Карбюратор должен иметь устройство, предотвращающее это обеднение. С полной нагрузкой двигатель работает при разгоне автомобиля, движении с максимальной скоростью и преодолении крутых подъемов или тяжелых участков дороги. В этом случае для получения наибольшей мощности двигателя карбюратор должен приготовлять обогащенную смесь с коэффициентом сх=0,85 +-0,95.

Пуск двигателя, особенно в холодную погоду, затруднен, так как топливо плохо испаряется. Чтобы к моменту воспламенения рабочей смеси в цилиндре находилось достаточное количество паров топлива, смесь необходимо сильно обогатить. Такое обогащение смеси обеспечивают с помощью воздушной заслонки 2 (рис. 66,6), установленной в воздушном патрубке карбюратора. Воздушной заслонкой управляет водитель из кабины при помощи тяги и кнопки.

При пуске двигателя заслонку прикрывают. В этом случае при вращении коленчатого вала в смесительной камере 12 создается значительное разрежение, и топливо поступает из распылителя 1 карбюратора. При пуске холодного двигателя, когда масло густое, нельзя допускать большую частоту вращения коленчатого вала. Поэтому дроссельную заслонку 8 прикрывают. После пуска двигателя его прогревают при малой частоте вращения и воздушную заслонку постепенно открывают, иначе в двигатель будет поступать очень богатая смесь.

На воздушной заслонке установлен клапан 10, удерживаемый в закрытом положении слабой пружиной 11. При первых вспышках в цилиндрах двигателя, чтобы не было сильного обогащения смеси, клапан под действием давления воздуха открывается. Таким образом, при пуске двигателя через клапан 10 проходит необходимое количество воздуха.

4. Система питания двигателя от газобаллонной установки

Выпускаемые ранее автомобили с газобаллонными установками имели универсальные двигатели, работающие на газе и бензине. Такая универсальность двигателей не позволяла полностью использовать преимущества газообразного топлива. В настоящее время некоторые заводы страны вновь вернулись к производству и испытанию газобаллонных автомобилей, при использовании которых значительно снижается потребность автомобильного транспорта в жидком топливе. Двигатели газобаллонных автомобилей оснащены как газовой, так и бензиновой аппаратурой; последняя является аварийной (резервной). В настоящее время для работы на сжиженном газе выпускаются газобаллонные автомобили ГАЗ-52-07, ГАЗ-52-09, ГАЗ-53-07, ГАЗ-24-07 и ЗИЛ-138, на сжатом газе ГАЗ-52-27, ГАЗ-53-27 и ЗИЛ-138А.

Пуск автомобильного двигателя, работающего на газе, так же как и на бензине, происходит при помощи стартера. Перед пуском двигателя выполняют следующее: проверяют наличие воды, масла и бензина в соответствующих системах; осматривают газовую аппаратуру с арматурой и убеждаются в полной ее исправности и герметичности; проверяют наличие газа в баллоне; открывают паров ой вентиль баллона при пуске холодного двигателя или жидкостный вентиль при пуске прогретого двигателя; открывают магистральный вентиль и по показаниям манометров проверяют наличие газа в баллоне и в первой ступени редуктора. Пуск прогретого двигателя, находящегося в исправном состоянии, обычно происходит с первых же попыток. Для этого повертывают ключ зажигания и стартера в положение пуска и держат до тех пор, пока двигатель не пустится (но не более 5 с). Затем ключ переводят в первое положение (включено зажигание).

Пуск холодного двигателя при умеренной температуре. Открывают магистральный и расходный (паровой) вентили. Для ускорения пуска заполняют газом газопровод от редуктора до смесителя принудительным открытием клапана второй ступени, кратковременно нажимая на стержень штока мембраны второй ступени. Вытягивают ручку управления дроссельными заслонками на половину длины хода, т. е. приоткрывают заслонки выключают сцепление и пускают двигатель поворотом ключа включения зажигания.

Стартер включают не более чем на 5 с интервалами не менее 10-15 с. После пуска двигателя его прогревают на малой частоте вращения. Как только температура охлаждающей жидкости достигнет 60 ОС, открывают расходный вентиль жидкостной фазы и закрывают расходный вентиль паров ой фазы. Недопустима длительная работа двигателя на паров ой фазе, так как происходит интенсивное испарение легких фракций сжиженного газа. При этом снижается температура жидкости в баллоне, он покрывается инеем, ухудшается теплообмен с окружающей средой и т. д.

После прогрева двигателя кнопку ручного управления дроссельными заслонками вдавливают в щиток. Не рекомендуется при пуске двигателя прикрывать воздушную заслонку, так как это приводит к переобогащение газовоздушной смеси, а следовательно, и к затруднению пуска двигателя.

Остановка двигателя. Останавливают двигатель выключением зажигания. При непродолжительной остановке двигателя магистральный вентиль можно не закрывать. При длительной остановке его закрывают и вырабатывают газ из системы, находящейся между магистральным вентилем и смесителем. Перед длительной стоянкой автомобиля закрывают расходные вентили жидкостной и паровой фаз и продолжают работу двигателя до остановки. Затем закрывают магистральный вентиль.

Двигатель кратковременно может работать на бензине, но нельзя переходить с одного топлива на другое при работающем двигателе. Для перевода двигателя с газа на бензин выполняют следующее: закрывают вентили и продолжают работу на газе до остановки двигателя; открывают бензиновый краник, расположенный на фильтре тонкой очистки топлива; при помощи рычага ручной подкачки топливного насоса заполняют поплавковую камеру карбюратора; открывают отверстие (выходное) карбюратора, для чего повертывают заглушку и закрепляют ее гайкой; соединяют тягу с рычагом дроссельной заслонки карбюратора; закрывают воздушную заслонку смесителя; обычным способом пускают двигатель. При переводе двигателя с работы на бензине на работу на газе эти операции выполняют в обратной последовательности.

Основные требования техники безопасности. При эксплуатации автомобиля на сжиженном газе обязательна регулярная, тщательная проверка герметичности газовой установки и немедленное устранение причин, вызывающих утечки газа. Значительные утечки обнаруживают на слух или по обмерзанию соединения, про пускающего газ. Небольшие утечки определяют при помощи мыльного раствора или машинного масла. Бутан-пропановые газы, выходя на воздух в виде жидкости, интенсивно испаряются и отбирают теплоту из окружающей среды. Попадание струи сжиженного газа на тело человека может вызвать обмораживание, поэтому такая возможность должна быть обязательно исключена.

содержание   ..  1  2  3  4  5  6   ..

Двигатель. Общее устройство и рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания

Фрагмент работы Введение Содержание Список литературы

Структуру работы смотрите в содержании.
Ссылки на литературу есть.
Оформление по ГОСТу.

Автомобильный поршневой двигатель внутреннего сгорания представляет собой комплекс механизмов и систем, служащих для преобразования тепловой энергии сгорающего в цилиндрах топлива в механическую работу.
Актуальность темы реферата заключается в том, что в настоящее время двигатель внутреннего сгорания является основным силовым агрегатом транспортного средства, и его дальнейшее совершенствование имеет большие перспективы.
Цель работы — более полное изучение устройства и работы двигателя внутреннего сгорания.
Для достижения поставленной цели необходимо решить несколько задач: рассмотреть общее устройство двигателя (КШМ, ГРМ и вспомогательные системы — питания, зажигания, охлаждения, пуска, смазки ДВС) и рабочие циклы двигателя внутреннего сгорания.
Структура реферата включает в себя нескольк Показать все о частей: введение, основную часть (две главы), заключение и библиографический список, состоящий из шести источников литературы. Скрыть

ВВЕДЕНИЕ 3
1. Общее устройство двигателя внутреннего сгорания 4
1.1 Кривошипно-шатунный механизм 4
1.2 Газораспределительный механизм 7
1.3 Система питания ДВС 9
1.4 Система зажигания ДВС 9
1.5 Система пуска двигателя 10
1.6 Система охлаждения двигателя 10
1.7 Система смазки двигателя 11
2. Рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания 13
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 16
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 17

1. Кузнецов А.С. Устройство и работа двигателя внутреннего сгорания. — Москва: Академия, 2011. – 81 с.
2. Захарова В.Л. Двигатель внутреннего сгорания. Часть 1. — Учебное пособие: Москва, 2011. — 80 с.
3. Орлов М.Ю. Эксплуатация ДВС. Учебное пособие. — Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2011. — 363 с.
4. Зюзин Б.Ф. и др. Двигатели внутреннего сгорания. Основы конструкций. — Учебное пособие. — Тверь: Тверской государственный технический университет, 2009. — 212 с.
5. Мухина М.В. и др. Устройство автомобиля. Часть 1. Общее устройство автомобиля. Механизмы двигателя. — Учебно-метод. пособие — Н. Новгород: НГПУ, 2007. – 40 с.
6. Пузанков А.Г. Автомобили. Устройство и техническое обслуживание. — Учебник для студ. учреждений сред. проф. образования. — 2-е изд., испр. — М.: Академия, 200 Показать все 7. — 640 с. Скрыть

Общее устройство поршневого двигателя внутреннего сгорания

Комбинированными двигателями внутреннего сгорания называются двигатели, состоящие из поршневой части и нескольких компрессионных и расширительных машин (или устройств), а также устройств для подвода и отвода теплоты, объединенных между собой общим рабочим телом. В качестве поршневой части комбинированного двигателя используется поршневой двигатель внутреннего сгорания.  [c.9]

Он существенно отличается от выпущенного ранее (А. С. Орлин и др. Двигатели внутреннего сгорания. Рабочие процессы в двигателях и их агрегатах , Т. 1, изд. 2-е, М., Машгиз, 1957) в связи с изменением учебных планов и программ специальности. Данный курс имеет следующие особенности. В основу положено рассмотрение рабочего цикла комбинированного двигателя внутреннего сгорания, состоящего из комплекса компрессионных и расширительных машин (поршневого двигателя, газовых турбин и компрессоров) и устройств для подвода и отвода теплоты (холодильников, теплообменников, камер сгорания), объединенных общим рабочим телом, совершающим единый рабочий цикл. Рабочий цикл обычного поршневого двигателя внутреннего сгорания рассматривается как частный случай цикла комбинированного двигателя, состоящего из одного поршневого двигателя. Изложение теории двигателей с внутренним и внешним смесеобразованием проводится параллельно.  [c.5]

Современные поршневые двигатели внутреннего сгорания, используемые в качестве источников энергии в машинных агрегатах различного назначения, как правило, снабжаются всере-жимными или многорежимными регуляторами скорости вращения ДВС центробежного тина [28]. Силовая цепь машинного агрегата и управляющее устройство (регулятор) схематизируются в виде модели с направленными звеньями. Наиболее сложное звено в этом иредставлении — динaмuчe aя модель силовой цени, отражающая упруго-инерционные, диссипативные и возмущающие свойства собственно двигателя, связанных с ним передаточных механизмов и потребителя энергии (рабочей машины, движителя, исполнительного устройства). Эта модель охвачена отрицательной обратной связью но угловой скорости двигателя (см. рис. 17, а). Реализующий обратную связь регулятор в общем случае включает в себя центробежный измеритель скорости, усилительные элементы и исполнительный орган (рейка топливного насоса, заслонка карбюратора) (см. рис. 17, б). Эти механизмы схематизируются на основе типовых звеньев (первого или второго порядка) направленного действия [28]. Импульсный характер воздействия псполиительпого органа регулятора на поток энергии в ДВС может быть схематизирован, как показано в гл. I, на основе типовых (колебательных) направленных звеньев второго порядка.  [c.140]

Учебник написан коллективом преподавателей кафедры Двигатели внутреннего сгорания МВТУ им. Н. Э. Баумана по программе специальности Двигатели внутреннего сгорания . Методика изложения материала базируется на более чем семидесятилетием опыте подготовки инженеров по этим двигателям в МВТУ им. Н. Э. Баумана. Основы этой методики были заложены В. И. Гриневецким и в дальнейшем успешно развиты Н. Р. Брилингом, Е. К. Мазингом, Д. Н. Вырубовым, А. С. Орлиным, Г. Г. Калишем, Б. Г. Либровичем и другими преподавателями кафедры. Согласно этой методике в учебнике сначала рассматриваются устройства и общие принципы работы двигателей внутреннего сгорания и их систем, а затем приводятся конструкции конкретных двигателей. Материал излагается применительно к поршневым двигателям всех типов и назначений.  [c.7]

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Двигатели внутреннего сгорания широко применяются в судовых силовых установках, в машинных агрегатах транспортных, сельскохозяйственных, дорожных и других машин. Под динамической силовой характеристикой ДВС понимаются закономерности формирования вращающих моментов, действующих на отдельные кривошипы коленчатого вала двигателя. При схематизации динамической характеристики ДВС в общем случае учитываются позиционные закономерности силовых характеристик ДВС от газовых сил рабочего процесса и неуравновешенных сил инерции шатунно-поршневых групп наличие локальной системы автоматического регулирования скорости (САРС) импульсный характер воздействия исполнительного органа управляющего устройства па входной поток энергии влияние сложной формы регулирующих импульсов на характеристики САРС.  [c.33]

Устройство и принцип действия двигателей -Английский-

Конструкция двигателя внутреннего сгорания (Патент)

Накамура, Н., Эндо, Х., Ошио, С., Эбисудани, Т., Ито, М., Мизуками, Т., и Кишимото, М. Устройство двигателя внутреннего сгорания . США: Н. П., 1988. Интернет.

Накамура, Н., Эндо, Х., Осио, С., Эбисудани, Т., Ито, М., Мизуками, Т., и Кишимото, М. Устройство двигателя внутреннего сгорания . Соединенные Штаты.

Накамура, Н., Эндо, Х., Ошио, С., Эбисудани, Т., Ито, М., Мизуками, Т., и Кишимото, М.Вт. «Устройство двигателя внутреннего сгорания». Соединенные Штаты.

@article {osti_6888784,
title = {Устройство двигателя внутреннего сгорания},
author = {Накамура, Н и Эндо, Х. и Ошио, С. и Эбисудани, Ти и Ито, М и Мизуками, Т и Кисимото, М},
abstractNote = {В этом патенте описана конструкция двигателя внутреннего сгорания, содержащая элемент цилиндра, образованный цилиндром, который ограничивает камеру сгорания вместе с поршнем, соединенным с коленчатым валом, картер, расположенный последовательно с нижним концом элемента цилиндра для вмещать коленчатый вал, механизм привода клапана, приводящий в действие клапаны, предусмотренные в камере сгорания в ответ на вращение коленчатого вала, по меньшей мере, часть механизма привода клапана, размещенная в коромысле, предусмотренном на верхнем конце элемента цилиндра, масло возвратный канал, представляющий собой средство, открывающееся на одном конце в картер коромысла, а другой конец открыт в картер с одной стороны, которая разделена плоскостью, содержащей ось цилиндра элемента цилиндра и ось коленчатого вала, и занята кривошипом. штифт коленчатого вала, когда поршень поднимается, образуя канал для подачи масла в картере коромысла в кривошип кожух, и средства ограничения, предусмотренные по отношению к каналу возврата масла, составляющие средства, так что воздушный поток вокруг оси коленчатого вала внутри картера из-за вращения коленчатого вала не может попасть в канал через отверстие другого конец.},
doi = {},
url = {https://www.osti.gov/biblio/6888784}, журнал = {},
номер =,
объем =,
place = {United States},
год = {1988},
месяц = ​​{9}
}

% PDF-1.4 % 2394 0 объект > эндобдж xref 2394 285 0000000016 00000 н. 0000010652 00000 п. 0000010818 00000 п. 0000011227 00000 п. 0000011626 00000 п. 0000012409 00000 п. 0000012461 00000 п. 0000013135 00000 п. 0000013250 00000 п. 0000013501 00000 п. 0000013759 00000 п. 0000014169 00000 п. 0000020889 00000 н. 0000021077 00000 п. 0000023885 00000 п. 0000026780 00000 п. 0000029537 00000 п. 0000031954 00000 п. 0000034729 00000 п. 0000037585 00000 п. 0000037710 00000 п. 0000037811 00000 п. 0000040553 00000 п. 0000043038 00000 п. 0000046010 00000 п. 0000046148 00000 п. 0000046301 00000 п. 0000046453 00000 п. 0000046605 00000 п. 0000046758 00000 н. 0000046911 00000 п. 0000047064 00000 п. 0000047217 00000 п. 0000047370 00000 п. 0000047521 00000 п. 0000047672 00000 п. 0000047825 00000 п. 0000047978 00000 п. 0000048130 00000 н. 0000048281 00000 п. 0000048433 00000 п. 0000048586 00000 п. 0000048739 00000 п. 0000048892 00000 н. 0000049045 00000 п. 0000049198 00000 п. 0000049351 00000 п. 0000049504 00000 п. 0000049657 00000 п. 0000049810 00000 п. 0000049963 00000 н. 0000050116 00000 п. 0000050267 00000 п. 0000050418 00000 п. 0000050571 00000 п. 0000050724 00000 п. 0000050877 00000 п. 0000051030 00000 п. 0000051183 00000 п. 0000051336 00000 п. 0000051489 00000 п. 0000051642 00000 п. 0000051795 00000 п. 0000051948 00000 п. 0000052101 00000 п. 0000052254 00000 п. 0000052407 00000 п. 0000052560 00000 п. 0000052713 00000 п. 0000052866 00000 п. 0000053019 00000 п. 0000053168 00000 п. 0000053317 00000 п. 0000053468 00000 п. 0000053619 00000 п. 0000053770 00000 п. 0000053921 00000 п. 0000054072 00000 п. 0000054223 00000 п. 0000054374 00000 п. 0000054525 00000 п. 0000054678 00000 п. 0000054831 00000 п. 0000054984 00000 п. 0000055135 00000 п. 0000055286 00000 п. 0000055439 00000 п. 0000055592 00000 п. 0000055745 00000 п. 0000055898 00000 п. 0000056051 00000 п. 0000056204 00000 п. 0000056355 00000 п. 0000056506 00000 п. 0000056658 00000 п. 0000056810 00000 п. 0000056963 00000 п. 0000057116 00000 п. 0000057269 00000 п. 0000057422 00000 п. 0000057574 00000 п. 0000057726 00000 п. 0000057879 00000 п. 0000058032 00000 п. 0000058185 00000 п. 0000058338 00000 п. 0000058489 00000 н. 0000058640 00000 п. 0000058793 00000 п. 0000058946 00000 п. 0000059099 00000 н. 0000059252 00000 п. 0000059405 00000 п. 0000059558 00000 п. 0000059705 00000 п. 0000059850 00000 п. 0000060001 00000 п. 0000060154 00000 п. 0000060307 00000 п. 0000060460 00000 п. 0000060613 00000 п. 0000060766 00000 п. 0000060919 00000 п. 0000061072 00000 п. 0000061225 00000 п. 0000061378 00000 п. 0000061531 00000 п. 0000061684 00000 п. 0000061834 00000 п. 0000061984 00000 п. 0000062137 00000 п. 0000062290 00000 п. 0000062441 00000 п. 0000062592 00000 п. 0000062743 00000 п. 0000062892 00000 п. 0000063043 00000 п. 0000063196 00000 п. 0000063349 00000 п. 0000063502 00000 п. 0000063655 00000 п. 0000063808 00000 п. 0000063961 00000 п. 0000064114 00000 п. 0000064267 00000 п. 0000064419 00000 н. 0000064571 00000 п. 0000064724 00000 н. 0000064877 00000 п. 0000065029 00000 п. 0000065181 00000 п. 0000065334 00000 п. 0000065487 00000 п. 0000065640 00000 п. 0000065793 00000 п. 0000065944 00000 п. 0000066095 00000 п. 0000066248 00000 п. 0000066401 00000 п. 0000066553 00000 п. 0000066705 00000 п. 0000066856 00000 п. 0000067007 00000 п. 0000067160 00000 п. 0000067311 00000 п. 0000067462 00000 п. 0000067615 00000 п. 0000067768 00000 п. 0000067921 00000 п. 0000068074 00000 п. 0000068227 00000 п. 0000068380 00000 п. 0000068532 00000 п. 0000068684 00000 п. 0000068837 00000 п. 0000068990 00000 н. 0000069143 00000 п. 0000069296 00000 п. 0000069449 00000 п. 0000069601 00000 п. 0000069753 00000 п. 0000069906 00000 н. 0000070059 00000 п. 0000070212 00000 п. 0000070365 00000 п. 0000070518 00000 п. 0000070671 00000 п. 0000070822 00000 п. 0000070973 00000 п. 0000071125 00000 п. 0000071277 00000 п. 0000071430 00000 п. 0000071582 00000 п. 0000071734 00000 п. 0000071887 00000 п. 0000072038 00000 п. 0000072187 00000 п. 0000072338 00000 п. 0000072491 00000 п. 0000072644 00000 п. 0000072797 00000 п. 0000072950 00000 п. 0000073103 00000 п. 0000073254 00000 п. 0000073405 00000 п. 0000073552 00000 п. 0000073699 00000 п. 0000073852 00000 п. 0000074005 00000 п. 0000074157 00000 п. 0000074309 00000 п. 0000074462 00000 п. 0000074615 00000 п. 0000074767 00000 п. 0000074919 00000 п. 0000075072 00000 п. 0000075550 00000 п. 0000075703 00000 п. 0000075856 00000 п. 0000076009 00000 п. 0000076162 00000 п. 0000076315 00000 п. 0000076468 00000 п. 0000076621 00000 п. 0000076774 00000 п. 0000076927 00000 п. 0000077080 00000 п. 0000077233 00000 п. 0000077384 00000 п. 0000077533 00000 п. 0000077684 00000 п. 0000077837 00000 п. 0000077990 00000 п. 0000078143 00000 п. 0000078296 00000 п. 0000078449 00000 п. 0000078602 00000 п. 0000078755 00000 п. 0000078908 00000 п. 0000079061 00000 п. 0000079213 00000 п. 0000079365 00000 п. 0000079518 00000 п. 0000079671 00000 п. 0000079824 00000 п. 0000079977 00000 н. 0000080130 00000 п. 0000080281 00000 п. 0000080432 00000 п. 0000080585 00000 п. 0000080737 00000 п. 0000080889 00000 п. 0000081040 00000 п. 0000081191 00000 п. 0000081344 00000 п. 0000081496 00000 н. 0000081648 00000 н. 0000081799 00000 н. 0000081950 00000 п. 0000082103 00000 п. 0000082256 00000 п. 0000082409 00000 п. 0000082562 00000 н. 0000082713 00000 н. 0000082864 00000 п. 0000083017 00000 п. 0000083170 00000 п. 0000083323 00000 п. 0000083476 00000 п. 0000083627 00000 п. 0000083778 00000 п. 0000083931 00000 п. 0000084084 00000 п. 0000084239 00000 п. 0000084396 00000 п. 0000084553 00000 п. 0000084709 00000 п. 0000084865 00000 п. 0000085022 00000 п. 0000085162 00000 п. 0000102910 00000 н. 0000141178 00000 н. 0000141331 00000 н. 0000010428 00000 п. 0000006123 00000 н. трейлер ] / Назад 2066931 / XRefStm 10428 >> startxref 0 %% EOF 2678 0 объект > поток h [P -%! U! @ Xe5 @.* «»: ˪: ࠣ3> | TUb [tsOws

Базовая структура двигателей Makita

Базовая конструкция двигателей Makita

Как производитель двигателей MAN B&W, на долю которого в мире приходится более 80% судовых тихоходных двигателей, Makita Corporation в основном производит двигатели для океанских судов класса от 10 000 до 40 000 тонн. Это типично двухтактные дизельные двигатели с крейцкопфом. Благодаря надежности нашей технологии и безупречной репутации на протяжении многих лет, двигатели, выпускаемые корпорацией Makita, занимают лидирующую позицию в мире среди двигателей малого диаметра.

Основное направление низкооборотных двухтактных дизельных двигателей

На океанских судах широко используются дизельные двигатели. Дизельный двигатель — это двигатель внутреннего сгорания, в котором внутреннее сгорание достигается за счет того, что сжатый воздух в цилиндрах воздействует на топливо (тяжелое масло), и получаемая в результате мощность взрыва заставляет поршни вперед и назад генерировать энергию. Изменяя вращательное движение коленчатого вала с помощью упомянутой выше крейцкопфа и шатуна, возвратно-поступательное движение поршней поворачивает гребной винт, приводя в движение корабль.Чтобы повысить эффективность силовой установки корабля, необходим двигатель с высокой мощностью на меньшее количество оборотов. Чтобы добиться этого в судовых двигателях, были разработаны двигатели с более длинным ходом поршня, а для уменьшения возросшего бокового давления в цилиндрах была разработана и принята так называемая «крейцкопф», соединяющая поршень и шатун. Все двигатели, выпускаемые корпорацией Makita, также оснащены турбонагнетателем. За счет поступления большего количества кислорода создается высокая энергия сгорания, и в результате создается конструкция, в которой даже небольшой двигатель может иметь большую мощность.

В этой крейцкопфе находится конструкция, соединяющая поршень и шатун. Эти важные детали производятся самой Makita Corporation. На фотографии изображен коленчатый вал.
Выбор и настройка турбонагнетателей — важные процессы, которые напрямую влияют на работу двигателя.

В этой конструкции поршень и шатун связаны с помощью этой крейцкопфа.

Самые важные детали производятся на собственных заводах Makita.На картинке изображен коленчатый вал.

Выбор и регулировка турбонагнетателей — важные процессы, определяющие производительность двигателя.

• Значение названий двигателей

  Буквы и цифры, используемые в названии каждого двигателя, обозначают конфигурацию и возможности двигателя.

• Процесс запуска судового двигателя

  Двигатель сначала запускается при перемещении поршней.В двигателе большого корабля вес поршней также измеряется в тоннах. Автомобильный двигатель можно запустить с помощью электродвигателя, но с судовым двигателем это невозможно. Ну так что ты делаешь? Ответ — использовать сжатый воздух. При правильном согласовании подачи сжатого воздуха высокого давления в цилиндры возникающее давление может даже сдвинуть поршни в несколько тонн, используемые в этих двигателях, которые затем переключаются с инерционного вращения на работу на топливе. Движение поршней в дизельном двигателе создает высокотемпературное состояние со сжатым воздухом в цилиндрах, и когда топливо впрыскивается, он сгорает (воспламеняется), и именно так генерируется энергия, позволяющая движение.Вот почему сначала должны прийти в движение поршни. Начальное движение происходит от давления сжатого воздуха.

• Процесс остановки судна

  На корабле нет тормозов. Так как же это остановить? Для подавляющего большинства судов снижение скорости связано с изменением направления вращения гребного винта. Пропеллер напрямую связан с двигателем. Поэтому для остановки двигателя необходимо реверсивное вращение. Эта особенность переключения направления вращения двигателя с помощью трансмиссии отсутствует в автомобильных двигателях.

Каковы основные компоненты бензинового двигателя?

Большинство современных автомобилей оснащено бензиновыми двигателями. Бензиновый двигатель — это двигатель внутреннего сгорания, который вырабатывает энергию за счет сжигания жидкого топлива, бензина или бензиновой смеси, такой как этанол, с воспламенением, инициируемым электрической искрой.

Бензиновый двигатель бывает разных типов, которые зависят от нескольких критериев. Эти критерии включают их применение, метод управления топливом, зажигание, расположение ротора, количество ходов за цикл, систему охлаждения, а также тип и расположение клапана.Двумя основными типами двигателей являются поршневые и роторные двигатели.

• Поршневой цилиндр: В двигателе этого типа давление, создаваемое при сгорании бензина, создает силу на головке поршня, которая перемещает цилиндр по длине в возвратно-поступательном движении. Возникающая сила отталкивает поршень от головки цилиндра и выполняет работу.
• Роторный двигатель: Этот тип двигателя не имеет обычных цилиндров, оснащенных поршнями, перемещающимися вперед и назад.Вместо этого давление газа действует на поверхности ротора, которые заставляют ротор вращаться и, таким образом, выполнять работу.

Бензиновый двигатель состоит из разных частей, и его общая конструкция может отличаться в зависимости от предполагаемого применения. Вот основные компоненты поршневого двигателя.

Это главный конструктивный элемент всех автомобильных двигателей. Обычно он проходит вверх от центральной линии основной опоры коленчатого вала до соединения с головкой блока цилиндров.Блок выступает в качестве каркаса двигателя. Он несет монтажную площадку, с помощью которой двигатель поддерживается в раме. Блок цилиндров автомобильного двигателя имеет соответствующие поверхности и резьбовые отверстия для крепления головки блока цилиндров, коренных подшипников, масляного поддона и других узлов.

Размер, расположение и положение поршня в цилиндре определяют камеру сгорания. Камера сгорания — это замкнутое пространство в двигателе внутреннего сгорания, где сжигается топливная смесь.

Это чашеобразные цилиндрические отливки из стали или алюминиевого сплава. Его верхний закрытый конец, называемый венцом, образует нижнюю поверхность камеры сгорания. Он воспринимает силу, приложенную дымовыми газами. Его внешняя поверхность сделана так, чтобы плотно прилегать к отверстию цилиндра, и имеет выемки, чтобы соответствовать поршневым кольцам, которые герметизируют зазор между поршнем и стенкой цилиндра. В верхних канавках поршня имеются плоские компрессионные кольца, которые предотвращают прохождение дымовых газов мимо поршня.Его нижние кольца имеют вентиляцию для распределения, а также для ограничения количества смазки на стенках цилиндра.

• Шатун и коленчатый вал

Шатун представляет собой вал, соединяющий поршень с коленчатым валом. Он преобразует возвратно-поступательное или возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение кривошипа. Конструкция коленчатого вала также определяет длину хода поршня, поскольку радиальное смещение каждого хода равно половине хода поршня.

• Клапаны, толкатели и коромысла

Наверху, с одной стороны, с одной стороны и над головой, или с противоположных сторон от цилиндра, расположены клапаны для управления впуском и выпуском. Их называют тарельчатыми или грибовидными клапанами. Они состоят из стержня с одним концом, увеличенным для образования головки, которая позволяет потоку проходить через проход, окружающий стержень, когда он поднимается из гнезда. Он предотвращает поток, когда головка опускается, чтобы контактировать с седлом клапана, образованным в блоке цилиндров.

Толкатель приводится в действие кулачками, которые открывают и закрывают клапаны в двигателе внутреннего сгорания. Чтобы гарантировать надлежащее закрытие клапанов, необходимо поддерживать зазор между концами штоков клапана и фильтрующим механизмом. Это можно сделать, регулируя длину толкателя или используя гидравлические фильтры.

Распределительный вал отвечает за открытие и закрытие клапанов. Он приводится в движение от коленчатого вала цепной передачей или шестернями на передней части двигателя. Один оборот распределительного вала завершает работу клапана в течение всего цикла двигателя.Распределительный вал расположен над коленчатым валом и сбоку от него, непосредственно под клапанами толкателей, идущих вниз от коромысел двигателя с клапаном в головке.

Состоит из тяжелого круглого чугунного диска со ступицей для крепления к двигателю. Он может противостоять любым изменениям скорости вращения, потому что его тяжелая вращающаяся масса имеет достаточный импульс. Он также может заставить коленчатый вал стабильно вращаться на высокой скорости. Это позволяет двигателю работать плавно без пульсаций вращения.

Коленчатый вал имеет опорные поверхности на каждом ходу кривошипа и три или более коренных подшипника. Во всех двигателях, кроме самых маленьких, используются раздельные подшипники, которые обычно изготавливаются из бронзы с металлическими накладками из баббита. С другой стороны, самые маленькие двигатели имеют подшипники Cast-Babbitt.

Зажигание — процесс начала сгорания топлива в цилиндрах двигателя. Есть два типа систем зажигания. Система электрического зажигания или магнето, а также система батареи и катушки.

Для завершения системы магнето требуются только свечи зажигания и соединительные провода. С другой стороны, система зажигания из батареи и катушки требует нескольких отдельных компонентов, таких как распределитель, батарея, катушка и автоматический выключатель.

Важным элементом системы зажигания является свеча зажигания. Это та часть, которая должна работать в самых суровых условиях. Обычно это самый короткоживущий компонент бензинового двигателя, поскольку он подвергается воздействию температуры и давления камеры сгорания.Он отвечает за поджигание взрывоопасной смеси или топлива в двигателе.

Карбюратор в бензиновом двигателе — это устройство, которое подает топливо в воздушный поток по мере его поступления в двигатель. Он смешивает испаренное топливо с воздухом с образованием горючей смеси.

Нагнетатель — это устройство в бензиновом двигателе, повышающее давление топливно-воздушной смеси. Он используется для повышения эффективности двигателя. Он использует насос или воздуходувку для повышения давления воздуха, подаваемого в цилиндры, и увеличения веса заряда.

Система охлаждения предотвращает перегрев бензинового двигателя. Бензиновые двигатели требуют охлаждения, потому что они не могут преобразовать всю энергию, выделяемую при сгорании, в полезную работу. Когда система охлаждения находится в рабочем состоянии, двигатель может работать на холостом ходу весь день без перегрева.

Система смазки бензинового двигателя снижает трение за счет размещения пленки между трущимися частями. Обычно используемые смазочные материалы получают из сырой нефти после удаления топлива.

Выхлопная система — это трубопровод, который используется для отвода реактивных выхлопных газов от контролируемого сгорания внутри двигателя. Он отводит отработавшие газы от двигателя и включает в себя одну или несколько выхлопных труб.

Удивительно, что двигатели наших бензиновых автомобилей состоят из разных частей, которые работают вместе, чтобы обеспечить нашим автомобилям отличные характеристики. Теперь, когда мы знаем основные компоненты бензинового двигателя и их функции, мы сможем сказать, какую часть необходимо проверить, если у нас возникнут проблемы с двигателем наших автомобилей.

Изучите автомобильную инженерию у инженеров-автомобилестроителей

Привод транспортного средства обычно достигается с помощью двигателей, также известных как первичные двигатели, то есть механических устройств, способных преобразовывать химическую энергию топлива в механическую. Кстати, английский термин «двигатель», вероятно, имеет французское происхождение от старофранцузского слова «engin», которое, в свою очередь, как полагают, происходит от латинского «ingenium» (имеющего тот же корень от «ingénieur» или « инженер»).

Химическая энергия топлива сначала преобразуется в тепло посредством сгорания, а затем тепло преобразуется в механическую работу посредством рабочего тела.Эта рабочая среда может быть жидкостью или газом. Действительно, тепло, выделяемое при сгорании, увеличивает его давление или его удельный объем, и благодаря его расширению достигается механическая работа.

В двигателях внутреннего сгорания (ДВС) в качестве рабочего тела используются сами продукты сгорания (например, воздух и топливо), тогда как в двигателях внешнего сгорания продукты сгорания передают тепло другому рабочему телу посредством теплообменника. Более того, в то время как в ДВС сгорание происходит внутри цилиндра, в двигателях внешнего сгорания сгорание происходит в отдельной камере, обычно называемой горелкой.

Поскольку процесс горения ДВС изменяет характеристики рабочего тела, циклический режим может быть получен только за счет периодической замены самого рабочего тела, т.е. через разомкнутый цикл. Таким образом, термин «цикл» для ДВС относится к рабочему циклу двигателя, который необходимо периодически заменять, а не к термодинамическому циклу рабочей жидкости. Топливо должно иметь характеристики, совместимые с работой ДВС, а это означает, что его продукты сгорания должны позволять использовать их в качестве рабочих сред (например,грамм. при горении не должен образовываться пепел, как в дымоходе, который может вызвать заклинивание механизма двигателя).

Двигатель внутреннего сгорания

Поршневые двигатели внутреннего сгорания обычно выбираются для приведения в движение наземных транспортных средств за некоторыми исключениями (электродвигатели для трамваев, троллейбусов или электромобилей) из-за их благоприятной удельной мощности и относительно низких затрат на производство и обслуживание ( по сравнению с газовыми турбинами например).

В поршневом ДВС движение поршня в цилиндр, закрытый на противоположном конце головкой цилиндра, вызывает циклическое изменение объема цилиндра.Поршень соединен со штоком, а кривошип — с валом, устойчивое вращение которого вызывает циклическое движение поршня между двумя крайними положениями: верхней мертвой точкой (ВМТ, ближайшая к головке блока цилиндров) и нижней мертвой точкой (НМТ, нижняя мертвая точка). наибольшее расстояние от ГБЦ). Эти два положения соответствуют минимальному объему цилиндра (зазор, Vc) и максимальному объему цилиндра (общий объем, Vt). Разница между максимальным и минимальным объемом называется рабочим объемом или рабочим объемом цилиндра и называется Vd.И, наконец, соотношение между максимальным и минимальным объемом называется степенью сжатия (rc).

Классификация ДВС

Двигатели внутреннего сгорания можно разделить на разные категории. Два наиболее важных из них основаны на процессе сгорания (искровое зажигание против воспламенения от сжатия) и на рабочем цикле (2 хода против 4 хода). Дополнительная классификация может быть основана на впуске воздуха (без наддува или с турбонаддувом), заправке топливом (непрямой или прямой впрыск) и системе охлаждения (с воздушным или водяным охлаждением).В этой статье будут представлены только различия между процессами горения.

Искровое зажигание и зажигание от сжатия

Искровое зажигание

В двигателях с искровым зажиганием используются топлива с относительно низкой реакционной способностью, такие как бензин, сжатый природный газ (CNG) или сжиженный нефтяной газ (GPL). Такое топливо смешивается с воздухом для образования горючей гомогенной топливно-воздушной смеси, а затем сжимается в двигателе до температуры около 700 К (400 ° C) и давления около 20 бар без какого-либо самовоспламенения.

Такое поведение можно объяснить на основе характеристик молекулы топлива: углеводородное топливо, используемое в двигателях с искровым зажиганием (SI), состоит из короткоцепных молекул с жесткой и компактной структурой (таких как Ch5 для КПГ или изооктан C8h28 для бензина ), для которых даже при высоких температурах и давлениях время, необходимое для начала процесса сгорания, довольно велико. Однако это понятие не следует путать со способностью жидкого топлива испаряться при комнатной температуре и образовывать горючую смесь в окружающем воздухе.Эта способность высока для бензина и определяет опасность взрыва при наличии источника воспламенения.

Таким образом, в двигателях SI процесс сгорания может быть запущен только (по крайней мере, для классического сгорания) с помощью внешнего источника энергии, например, электрической искры. Энергия, добавляемая к смеси электрическим разрядом, мала (величина около 10 мДж), но в любом случае необходима для начала процесса горения.

От первого ядра, воспламененного искрой, горение затем распространяется по смеси: слой за слоем фронт пламени проходит через камеру, в основном за счет конвективного теплообмена между дымовыми газами и свежей смесью, до последних зон (так называемый «конечный газ») вдали от искры.

Скорость фронта пламени составляет около 20-40 м / с и значительно увеличивается с турбулентностью внутри смеси (турбулентность увеличивает площадь поверхности между свежим и сгоревшим газом, таким образом, увеличивается теплообмен и, следовательно, скорость распространения пламени) . Поскольку интенсивность турбулентности увеличивается с частотой вращения двигателя, а скорость фронта пламени пропорциональна интенсивности турбулентности, скорость фронта пламени увеличивается с частотой вращения двигателя, тем самым компенсируя сокращение времени, доступного для сгорания. Благодаря этому практически нет ограничений по частоте вращения для двигателей SI с точки зрения сгорания (двигатель Формулы 1 может работать до 20 000 оборотов в минуту).

Однако топливно-воздушная смесь, если выдерживается при высоких температурах и давлениях в течение длительного времени, может в конечном итоге подвергнуться самовоспламенению. По этой причине может возникнуть аномальное возгорание, когда конечный газ самовозгорается до появления фронта пламени. Это ненормальное сгорание вызывает внезапный рост давления в цилиндре, за которым следуют волны давления внутри камеры сгорания, которые передаются через конструкцию двигателя в окружающую среду. Это называется «детонацией» и может вызвать повреждение поршня и цилиндра из-за термических усталостных напряжений.Во избежание возникновения детонации двигатель SI должен соответствовать нескольким ограничениям, касающимся максимальной длины пути пламени (что ограничивает максимальный диаметр цилиндра, называемого внутренним диаметром, примерно 100 мм), и максимально допустимой температуры и давления конечного (свежего) газа (т.е. ограничивают степень сжатия и давление наддува).

Более того, высокие значения скорости пламени могут быть достигнуты только в том случае, если соотношение воздух / топливо довольно близко к стехиометрическому: поэтому, когда двигатель SI должен работать при частичной нагрузке, невозможно уменьшить только топливо при сохранении неизменной воздушной массы в цилиндре.Затем для управления нагрузкой необходимо использовать устройство для уменьшения массового расхода воздуха (часто выбирается впускной дроссель), даже если это приводит к снижению эффективности при частичной нагрузке.

[color_box вариация = «зеленый мох» title = «Что такое стехиометрия?»] Стехиометрия определяется как точка, в которой в смеси расходуется весь кислород и сжигается все топливо. Для бензина соотношение по массе составляет 14,7: 1 (14,7 грамма воздуха на 1 грамм топлива). [/ color_box]

Воспламенение от сжатия

Когда используется топливо с более высокой реакционной способностью, такое как дизельное топливо, его нельзя смешивать с воздухом и затем сжимать в цилиндре, потому что в противном случае процесс сгорания начнется самопроизвольно во время такта сжатия.Действительно, дизельное топливо представляет собой смесь углеводородов, которая может быть представлена ​​цетаном C16h44 с длинной молекулой с прямой цепью, в которой предварительные реакции процесса окисления протекают довольно быстро при высоких температурах и давлениях.

Таким образом, дизельное топливо впрыскивается в виде струи жидкости под высоким давлением в уже сжатый воздух непосредственно перед желаемым началом сгорания (в случае классического сгорания дизельного топлива). Маленькие капли топлива (диаметром около 10 мкм), окруженные горячим сжатым воздухом (около 900 K), быстро испаряются, и процесс сгорания самопроизвольно начинается с очень короткой задержкой воспламенения.

В отличие от двигателей SI, процесс сгорания в дизельном двигателе не может самостоятельно регулировать свои характеристики до доступного времени для выполнения сгорания, связанного с увеличением скорости двигателя (то есть время, требуемое для испарения топлива, смешивания и задержки зажигания, не уменьшается с увеличение оборотов двигателя). Следовательно, эти двигатели не могут работать на скоростях выше 5000 об / мин.

Наконец, в отличие от двигателей SI, здесь нет строгих требований к соотношению воздух / топливо для этого вида сгорания.При частичной нагрузке количество впрыскиваемого топлива уменьшается при сохранении того же количества всасываемого воздуха без использования дроссельного устройства, а затем без каких-либо дополнительных потерь.

Мнение Ромена Николя:

Два наиболее распространенных типа горения (искровое зажигание и воспламенение от сжатия) известны с давних времен и хорошо освоены. Однако мы приближаемся к пределу этих процессов, поскольку установленные стандартами лимиты выбросов загрязняющих веществ и топлива становятся все ниже и ниже.Достижение этих стандартов становится все более и более дорогостоящим, и некоторые альтернативные процессы сгорания и архитектуры двигателей проходят испытания в лабораториях и исследовательских центрах. Считаете ли вы, что двигатели с искровым зажиганием и воспламенением от сжатия, какими мы их знаем сейчас, будут заменены некоторыми альтернативными решениями, такими как CAI, PCCI, двухтопливное сгорание или другие?

Двигатели внутреннего сгорания — ПО CONVERGE CFD

Проблемы

Моделирование двигателей внутреннего сгорания (IC) является сложной задачей из-за сложности геометрии, пространственных и временных условий, а также сложной химии сгорания в двигателе.Обладая множеством инструментов для решения этих задач, CONVERGE является мощным инструментом для быстрого получения точных результатов CFD для вашего двигателя IC.

Улучшение сетки

Одно из самых больших препятствий в решении проблемы сгорания двигателя внутреннего сгорания — эффективное расходование вычислительных ресурсов. В случае сложной ИС-машины требования к разрешению сетки для захвата соответствующих характеристик потока могут значительно различаться во времени и пространстве. Это проблема, которую может легко решить Adaptive Mesh Refinement.

Горение

CONVERGE детализированный химический решатель SAGE использует местные условия для расчета скорости реакции на основе принципов химической кинетики. Этот решатель полностью связан с решателем потока, но решатели химии и потока распараллеливаются независимо друг от друга, что ускоряет моделирование. С помощью соответствующего механизма решающая программа SAGE может прогнозировать широкий спектр случаев (например, различные виды топлива [предварительно смешанные, не предварительно смешанные, частично предварительно смешанные, различные виды топлива], моделирование выбросов и уникальные явления, такие как самовоспламенение конечных газов. ).Благодаря своей точности и надежности, CONVERGE может выполнять прогнозное моделирование вместо простого подтверждения экспериментальных результатов.

Детальное химическое моделирование может быть дорогостоящим, поэтому CONVERGE включает в себя многочисленные стратегии ускорения, такие как адаптивное зонирование, уменьшение динамических механизмов и балансировка нагрузки на основе жесткости.Эти методы в сочетании со стратегиями ускорения переноса видов позволяют использовать более подробные механизмы реакции для точного моделирования кинетически ограниченных явлений и выбросов. CONVERGE также содержит утилиты для нулевой задержки воспламенения, объединения и сокращения механизмов, анализа чувствительности и одномерной ламинарной скорости пламени. Эти утилиты расширяют возможности использования детальной химии.

В дополнение к детальному химическому решателю, CONVERGE предлагает множество вариантов моделирования горения как для предварительно смешанного, так и для не предварительно смешанного горения, так что вы можете выбрать лучшую модель для ваших конкретных потребностей.Модели сгорания в CONVERGE включают модели CTC / Shell, CEQ, ECFM, ECFM3Z, FGM, G-Equation и RIF.

Распыление и турбулентность

Точное моделирование брызг и турбулентности имеет решающее значение для прогнозного моделирования горения дизельного топлива и бензина. Чтобы получить как можно более реалистичные результаты, CONVERGE содержит большое количество вариантов моделирования брызг и турбулентности. CONVERGE включает модели турбулентности, усредненные по Рейнольдсу, Навье-Стокса (RANS) и моделирование больших вихрей (LES).Для распыления CONVERGE содержит множество опций для моделирования впрыска, разрушения, испарения и других процессов, связанных с распылением. Все модели распыления и турбулентности в CONVERGE хорошо проверены и эффективны.

Топливо

Дизель и бензин — не единственные виды топлива, которые можно смоделировать в CONVERGE . Вы можете моделировать двухтопливные или многотопливные модели, а также моделировать альтернативные виды топлива или реактивные топлива.

Выбросы

Серьезную озабоченность производителей двигателей вызывают постоянно меняющиеся нормы выбросов.Чтобы помочь вам соответствовать этим требованиям, CONVERGE может моделировать сажу и NOx с помощью своего детального химического решателя или ряда альтернативных моделей. Для моделирования NOx CONVERGE включает популярную модель Зельдовича. Для моделирования сажи CONVERGE включает эмпирическую модель Хироясу, а также расширенные феноменологические модели, основанные на детальной химии.

Сотрудничество

Convergent Science следит за научными достижениями, связанными с химией сгорания и двигателями внутреннего сгорания, благодаря широкой сети сотрудничества.Это сотрудничество позволяет нам проверять наши существующие модели и внедрять новые модели. Например, мы сотрудничали с IFPEN, чтобы интегрировать новую версию модели сгорания ECFM3Z в CONVERGE . IFPEN находится в авангарде разработки моделей и более 20 лет занимается исследованием и проверкой ECFM3Z. Мы продолжаем работать с IFPEN над совершенствованием существующих моделей сгорания и последующей обработки и внедрением новых. Мы также инвестируем в Консорциум вычислительной химии. Это и многие другие виды сотрудничества помогают нам приблизить CONVERGE к полностью предсказуемой CFD.На пороге новых исследований и инвестиций в физику, на которой основано моделирование, Convergent Science может предложить вам последние достижения в области CFD.

Рынок двигателей

CONVERGE широко используется во всем мире. Как показано на рисунке ниже, подавляющее большинство производителей двигателей в США, Европе и Японии в настоящее время используют или оценивают CONVERGE для своих нужд CFD.