- •1. Впуск - четырёхтактный двигатель
- •2. Сжатие - четырёхтактный двигатель
- •3. Сгорание и расширение (рабочий ход поршня) - четырёхтактный двигатель
- •4. Выпуск - четырёхтактный двигатель
- •7. Принцип работы газовой турбины.
- •8. Особенности рабочего процесса двигателей тяжелого топлива
- •9. Что такое "качественное" и "количественное" регулирование двс?
- •10. Кривошипно-шатунный механимзм
- •11. Механизм газораспределения поршневого двс.
- •12. Редукторы поршевых авиационных двс
- •1. Непосредственный впрыск в дизельных двигателях
- •2. Раздельная камера сгорания в дизельных двигателях
- •25)Высотная характеристика авиационного поршневого двс.
- •26)Как обеспечивается высотность авиационного поршневого двс?
- •27)Способы повышения топливной экономичности двс.
- •28)Способы повышения мощности двс.
12. Редукторы поршевых авиационных двс
Редуктор. Современные авиадвигатели для получения высоких мощностей развивают большое число оборотов (2500-3000 об/мин и выше). Воздушный винт наиболее полно использует полученную энергию при сравнительно небольших оборотах (порядка 1600-1800 об/мин). Поэтому передача на винт от коленчатого вала осуществляется через редуктор.
Редуктор уменьшает число оборотов винта по отношению к числу оборотов коленчатого вала, что позволяет снизить потери энергии на винте.
У рядных двигателей редуктор обычно состоит из малой шестерни, расположенной на коленчатом валу, и большой шестерни, находящейся на вале редуктора. На носок вала редуктора устанавливается воздушный винт.
При такой схеме за один оборот коленчатого вала винт сделает неполный оборот, так как связанная с ним большая шестерня редуктора имеет большее число зубьев (больший диаметр), чем шестерня, связанная с коленчатым валом.
14. Системы охлаждения поршневых ДВС
В зависимости от рабочего тела, используемого для охлаждения поршневого двигате-
ля, системы охлаждения делят:
а) на системы жидкостного охлаждения;
б) системы воздушного охлаждения;
в) комбинированные системы (авиационные двигатели).
Для сравнения и объективной оценки различных типов систем охлаждения автотрак-
торных двигателей рассмотрим преимущества и недостатки каждого из них.
Преимущества жидкостного охлаждения:
а) более легкий пуск двигателя при отрицательных температурах окружающего возду-
ха, так как он более просто и быстро прогревается, а также имеет меньшие зазоры между
поршнем и цилиндром;
б) эффективное охлаждение наиболее нагретых мест двигателя при любой тепловой
нагрузке (теплопроводность охлаждающей жидкости в 20…25 раз выше теплопроводности
воздуха);
в) более равномерное охлаждение деталей двигателя;
г) допустимость применения блочных конструкций цилиндров двигателя;
д) стабильное тепловое состояние двигателя при изменении режима его работы (высо-
кая теплопроводность и большая теплоемкость жидкости);
е) возможность использования тепловой энергии, отводимой в систему охлаждения;
ж) меньший шум при работе двигателя;
з) меньшая склонность к детонации бензиновых двигателей;
и) возможность изоляции воздушного тракта системы охлаждения;
к) меньшие затраты мощности на охлаждение (2,0…9,0%) по сравнению с воздушным
охлаждением (3,5…13,0%).
Недостатки жидкостного охлаждения:
42
а) сравнительно длительный прогрев двигателя после пуска, повышающий износ ци-
линдров;
б) пониженная надежность работы двигателя при отрицательных температурах окру-
жающего воздуха вследствие возможного замерзания жидкости (воды) в системе;
в) низкие температуры стенок цилиндров (при жидкостном охлаждении), способст-
вующие повышенному коррозионному износу;
г) повышенная трудоемкость обслуживания и ремонта, так как необходимо регулярно
очищать систему охлаждения (при работе на воде);
д) большая чувствительность к изменению температуры окружающего воздуха;
е) потребность в дефицитных цветных металлах (медь, латунь, свинцово-оловянные
припои).
Рассмотрение преимуществ и недостатков жидкостного охлаждения ДВС позволяет
считать его применение наиболее целесообразным:
а) для форсированных бензиновых и дизельных двигателей;
б) для двигателей с рабочим объемом цилиндров более 2,5 л.
Преимущества воздушного охлаждения:
а) быстрый прогрев двигателя после пуска и, следовательно, меньший износ цилинд-
ров;
б) меньшая чувствительность к изменению температуры окружающего воздуха (более
высокие температуры цилиндров);
в) пониженная чувствительность к топливу, содержащему серу;
г) надежная работа при отрицательных температурах окружающего воздуха, так как
отсутствует опасность замерзания жидкости в системе охлаждения;
д) простота обслуживания и меньшая стоимость (отсутствуют трубопроводы, радиа-
тор и жидкостный насос).
Недостатки воздушного охлаждения:
а) уменьшение среднего эффективного давления и литровой мощности вследствие
худшего весового наполнения цилиндров двигателя;
б) повышенный расход мощности на привод вентилятора воздушного охлаждения;
в) более трудный пуск двигателя при отрицательных температурах окружающего воз-
духа;
г) повышенная шумность работы, вызываемая работой быстроходного вентилятора;
д) трудно обеспечить нормальное охлаждение форсированных двигателей и двигате-
лей большого литража;
е) возможность засорения межреберных каналов головок и цилиндров;
ж) потребность в масляном радиаторе даже в тех случаях, когда при жидкостном ох-
лаждении его не требуется.
Рассмотрение преимуществ и недостатков воздушного охлаждения ДВС позволяет
считать его применение наиболее целесообразным:
а) для бензиновых и дизельных двигателей с рабочим объемом цилиндров до 1 л неза-
висимо от степени форсирования;
б) для бензиновых и дизельных двигателей с рабочим объемом цилиндров 1,0…2,5 л и
невысокой литровой мощностью, так как от системы охлаждения в значительной мере зави-
сит конструкция и эксплуатационные качества двигателя и силовой установки в целом.
15. Топливная система питания ДВС.
Начнем с системы питания карбюраторного двигателя. Ранее мы выяснили, что в цилиндр поступает рабочая смесь (или образуется там), а после ее сгорания образовавшиеся там газы выводятся из него наружу. Теперь рассмотрим, как и за счет чего образуется рабочая смесь и куда выводятся продукты сгорания.
Принципиальная схема системы питания карбюраторного двигателя ( см. устройство двигателя автомобиля ) представлена ниже.
Составляющие системы питания карбюраторного двигателя:
-
топливный бак;
-
топливный насос;
-
топливопроводы;
-
фильтры очистки топлива;
-
воздушный фильтр;
-
инжектор или карбюратор.
Топливный бак – это металлическая емкость, способная вмещать от 40 до 80 литров, чаще всего монтируется в заднюю часть автомобиля ( см. топливный бак автомобиля ). Бензобак наполняется топливом через горловину, с предусмотренной трубкой для выхода воздуха в процессе заправки. Некоторые автомобили имеют бензобак, в нижней части которого находится сливное отверстие, позволяющее полностью очистить топливный бак от бензина и нежелательных составляющих – мусора, воды.
Бензин, залитый в топливный бак автомобиля, проходит предварительно очистку через сетчатый фильтр, который установлен на топливозаборнике внутри бака. В бензобаке также находится датчик уровня топлива (специальный поплавок с реостатом), данные которого отображаются на щитке приборов.
Топливный насос отвечает за подачу топлива в систему впрыска, а также поддерживает необходимое рабочее давление в топливной системе ( см. топливный насос двигателя ). Данный механизм устанавливается в топливном баке и оснащен электрическим приводом. В случае необходимости может применяться дополнительный (подкачивающий) насос. В топливном баке вместе с топливным насосом устанавливается специальный датчик уровня топлива. В конструкции датчика лежит потенциометр и поплавок. Перемещение поплавка при изменении наполненности топливного бака приводит к изменению местоположения потенциометра. В свою очередь, это приводит к увеличению сопротивления в цепи и понижению напряжения на указатель топливного запаса.
Очистка поступающего топлива происходит в топливном фильтре. Современные автомобили имеют топливный фильтр со встроенным редукционным клапаном, который регулирует рабочее давление в топливной системе. Все излишки топлива по сливному топливопроводу отводятся от клапана. На силовых агрегатах с непосредственным топливным впрыском редукционный клапан не устанавливается в топливном фильтре.
Чтобы очистить топливо от различных механических примесей, используют фильтры тонкой и грубой очистки. Фильтры-отстойники, предназначенные для грубой очистки, выполняют отделение топлива от крупных механических примесей и воды. Фильтр-отстойник состоит из основного корпуса, фильтрующего элемента и отстойника. Фильтрующий элемент – это конструкция, собранная из тонких пластин, толщиной 0,14 мм. Эти пластины имеют отверстия и выступы величиной 0,05 мм. Комплект пластин установлен на стержень и с помощью пружины прижимается к корпусу. Собранные пластины имеют щели между собой, через которые проходит топливо. Вода и крупные механические примеси скапливаются на дне отстойника и через отверстие пробки удаляются.
Топливный фильтр системы топлива дизельных силовых агрегатов ( см. устройство дизельного двигателя ) имеет немного другую конструкцию, но суть работы остается аналогичной. С определенной периодичностью выполняется замена этого фильтра в сборе или исключительно в его фильтрующей составляющей.
Чтобы очистить топливо от мелких механических примесей, используют фильтры тонкой очистки. Данная разновидность фильтров состоит из основного корпуса, фильтрующего керамического или сетчатого элемента и стакана-отстойника. Фильтрующий керамический элемент – пористый материал, который обеспечивает лабиринтное движение топлива. Крепление фильтра – винт и скоба.
Топливопроводы соединяют приборы всей топливной системы и изготавливаются из латунных, стальных и медных трубок.
В системе питания двигателя топливо циркулирует по топливопроводам. Топливопроводы бывают подающие и сливные. В подающем топливопроводе поддерживается постоянное рабочее давление. По сливному топливопроводу все излишки топлива отходят в бак для топлива.
Воздушный фильтр предназначен для очистки от пыли поступающего в карбюратор воздуха. Пыль содержит мельчайшие кристаллики кварца, которые оседают на смазанных деталях, что в дальнейшем приводит к их износу. По способу очистки воздуха, воздушные фильтры делятся на сухие и инерционно-масляные. Инерционно-масляный фильтр в своей конструкции имеет корпус с масляной ванной, фильтрующий элемент, изготовленный из синтетического материала и воздухозаборник.
При работе мотора проходящий через кольцевую щель во внутренней части корпуса воздух соприкасается с масляной поверхностью и резко изменяет траекторию своего движения. В результате этого большие частицы пыли, находящиеся в воздухе, остаются на масляной поверхности. После этого воздух попадает в фильтрующий элемент, в котором происходит его очистка от мельчайших частичек пыли и попадает в карбюратор. Благодаря этой системе воздух проходит двойную очистку. При сильном засорении фильтр промывается.
Сухой воздушный фильтр состоит из корпуса, фильтрующего элемента из пористого картона и воздухозаборника. В случае необходимости фильтрующий элемент можно заменить.
Карбюратор ( см. устройство карбюратора ) – прибор, служащий для приготовления горючей смеси из воздуха и легкого жидкого топлива, для питания карбюраторных моторов. Распыляемое топливо в карбюраторе перемешивается с воздухом и затем подается в цилиндры.
Система питания инжекторного двигателя служит для образования топливно-воздушной смеси с помощью топливного впрыска.
16. Топливная система питания дизельного двигателя.
Рассмотрим устройство дизельного двигателя автомобиля. Современные автомобили, которые оснащены дизельными двигателями, имеют ряд преимуществ. Основные – это топливная экономичность и высокий крутящий момент, который «подхватывает» практически с холостого хода. Последние разработки позволили конкурировать дизельным моторам с бензиновыми даже по таким показателям, как шумность и надежность. Устройство двигателя автомобиля, работающего на бензине, было подробно рассмотрено ранее.
Базовая конструкция бензинового и дизельного двигателей одинакова. Основная движущая сила – это цилиндро-поршневая группа (ЦПГ) с одним и тем же принципом действия. Отличия начинаются в системе клапанов. Впускные и выпускные клапаны значительно усилены, чтобы выдержать большую степень сжатия. У «дизеля» она выше в два раза. По этой же причине дизельный двигатель на порядок тяжелее и габаритнее, чем бензиновый (при равных объемах).
Главное и принципиальное отличие устройства дизельного двигателя заключается в топливной системе. Формирование, подача и возгорание топлива происходит различными способами.
В бензиновом двигателе топливо смешивается с воздухом еще до подачи в цилиндры. А после подачи бензин загорается с помощью искры от свечей зажигания. А в дизельном раздельная подача воздуха и топлива. Воздух поступает в цилиндр первым, где после нагрева до 700-800°С к нему добавляется (впрыскивается под высоким давлением) дизельное топливо. Благодаря высокой температуре воздуха происходит мгновенное воспламенение.
Самовоспламенение солярки сравнимо с небольшим взрывом, что приводит к резкому увеличению давления внутри ЦПГ. Именно по этой причине дизельный двигатель работает громче и жестче. Зато он может работать на обедненных топливных смесях, благодаря чему существенно экономит топливо. За счет меньшего потребления и менее обогащенной смеси у дизельных двигателей вредные выбросы в атмосферу существенно ниже, чем у бензиновых.
Повышенный шум и вибрация, меньше лошадиных сил при равном объеме, плохой запуск при минусовой температуре – это «легендарные» дизельные недостатки. Но это, скорее, относится к предыдущим поколениям моторов. Современные разработки позволили устранить большинство недочетов.
Дизельные двигатели бывают нескольких типов. Отличаются они строением камеры сгорания. Рассмотрим каждый тип более подробно.