книги / Справочник механика по геологоразведочному бурению

При вращении колеса воздух всасывается через входное отверстие 3, прохо­ дит между лопатками в осевом направлении и выходит через выходное отверстие 7. Осевые колеса обычно насаживаются на валы двигателей 6, расположенных внутри кожуха 5 и укрытых обтекателями 4. Величина зазора между кожухом и концами лопаток должна быть минимальной.

Осевые вентиляторы применяют для подачи относительно больших объемов газа при меньших давлениях по сравнению с центробежными вентиляторами. Их используют для проветривания промышленных и производственных зданий, а также горных выработок. Осевые вентиляторы делятся на переносные, полустационарные и стационарные. Они изготовляются одно- и многоступенчатыми.

Техническая характеристика некоторых типов осевых вентиляторов со встро­ енными электродвигателями приведена в табл. V.21.

Р а з д е л VI

СИЛОВОЙ ПРИВОД, ПРИМЕНЯЕМЫЙ В ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНОМ БУРЕНИИ

Глава 1

ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Принцип действия и классификация двигателей внутреннего сгорания

Газообразные продукты сгорания топлива внутри цилиндров двигателя да­ вят на поршень, который под действием расширяющихся газов совершает прямо- линейно-поступательное движение. Поршень через кривошипно-шатунный меха­ низм передает движение коленчатому валу двигателя. За два хода поршня колен­ чатый вал делает один оборот. Рабочий цикл двигателя может совершаться за два или четыре хода поршня (соответственно за один или два оборота коленчатого вала). Двигатели, у которых рабочий цикл совершается за четыре хода поршня, называются четырехтактными, а за два хода — двухтактными. Под тактом пони­ мается часть рабочего процесса, происходящая за один ход поршня.

Двигатели внутреннего сгорания по способу смесеобразования и воспламе­ нения рабочей смеси (топлива и воздуха) делятся на две основные группы:

1)двигатели, у которых смесеобразование происходит в специальных прибо­ рах — карбюраторах, вне цилиндров двигателя, с воспламенением от посторон­ него источника зажигания (карбюраторные, газовые);

2)двигатели, у которых рабочая смесь образуется в цилиндрах с воспламене­ нием от сжатия (дизели).

Карбюраторные двигатели работают на легком жидком топливе (бензин удельного веса 0,75—0,78), газовые двигатели — на природном газе или на газе, получаемом от сжигания твердого топлива, и дизельные — на тяжелом жидком топливе (дизельное топливо удельного веса 0,83—0,85).

Двигатели внутреннего сгорания классифицируются также и по следующим признакам: по числу тактов — двухтактные и четырехтактные; по числу цилин­ дров — одноцилиндровые, двух-, четырех- и шестицилиндровые и т. д.; по числу оборотов — тихоходные (до 2000 об/мин) и быстроходные (свыше 2000 об/мин); по степени сжатия воздуха или горючей смеси в цилиндрах — низкого сжатия 5—10 (бензиновые 6—10; керосиновые — 4,5—5; газовые — 4,5—8) и высокого сжатия 12—30 (дизельные); по объему цилиндров — малолитражные и многолитражные.

Рабочий объем всех цилиндров двигателя, выраженный в литрах и называ­ емый литражом, определяется по формуле

где D — диаметр цилиндра в дм; S — ход поршня в дм; i — число цилиндров. С увеличением рабочего объема двигателя его мощность возрастает. Габарит­ ные размеры и вес двигателя зависят от удельной литровой мощности двигателя, т. е. от мощности, получаемой с 1 л рабочего объема цилиндров двигателя. Чем больше литровая мощность, тем меньше габаритные размеры и вес двигателя.

Литровая мощность двигателя определяется по формуле

Здесь N e— эффективная мощность двигателя (мощность на коленчатом валу дви­ гателя) в л. с.

По направлению вращения коленчатого вала со стороны маховика различают двигатели правого и левого вращения.

Четырехтактный цикл работы двигателей внутреннего сгорания

Рабочий процесс четырехтактного карбюраторного двигателя происходит следующим образом (рис. V I.1).

Первый такт: поршень движется от верхней мертвой точки (в. м. т.) до ниж­ ней мертвой точки (н. м. т.), впускной клапан открыт, а выпускной — закрыт, в цилиндр поступает рабочая смесь — процесс впуска.

Впуск Сжатие

Рис. VI. 1. Схема работы четырехтактного двигателя:

1 — коленчаты й вал; 2 — п ор ш ­

Второй такт: поршень движется от н. м. т. до в. м. т., клапаны закрыты, рабочая смесь сжимается и в конце хода сжатия воспламеняется от электрической искры свечи зажигания — сжатие.

Третий такт: сгоревшая рабочая смесь создает в цилиндре давление, которое передается поршню, заставляя его перемещаться от в. м. т. до н. м. т. при закры­ тых клапанах, — рабочий ход.

Четвертый такт: выпускной клапан открыт, поршень движется от н. м. т. к в. м. т. и выталкивает отработавшие газы в атмосферу — выпуск отработавших газов.

Из четырех тактов три являются подготовительными и один — рабочим*

Аналогичные процессы происходят и в четырехтактных двигателях высокого сжатия (дизелях) с той лишь разницей, что вместо горючей смеси в цилиндры заса­ сывается воздух, который сжимается до давления 30 кгс/см2 и более. При таком давлении температура воздуха возрастает до 550—600 °С. Впрыскиваемое фор­ сункой в конце второго такта топливо перемешивается со сжатым воздухом, имеющим высокую температуру, и воспламеняется, после чего происходит рабо­ чий ход и затем выпуск отработавших газов. Таким образом, в отличие от карбю­ раторных двигатели высокого сжатия не требуют специального источника вос­ пламенения горючей смеси. Впуск и выпуск горючей смеси и воздуха в четырех­ тактных двигателях осуществляется клапанной системой.

Двухтактный цикл работы двигателей внутреннего сгорания

Удвухтактных двигателей отсутствует клапанный механизм, и вместо него

встенках цилиндра имеются три окна — впускное, продувочное и выпускное. Рабочий процесс двухтактного карбюраторного двигателя (рис. VI.2) следующий.

Первый такт. Поршень 2 находится у в. м. т., рабочая смесь сжата. С по­ мощью искры от свечи 1 смесь воспламеняется, давление в цилиндре резко возра­ стает и поршень перемещается вниз. Совершается рабочий ход. При ходе поршня

Рис. V I.2. Схема ра­ боты двухтактного карбюраторного дви­ гателя.

к н. м. т. вначале открывается выпускное окно 7. Так как давление в цилиндре выше атмосферного, газы начинают выходить из цилиндра в атмосферу. При дальнейшем ходе поршня вниз открывается продувочное окно 8.

При движении поршня вниз в процессе рабочего хода объем пространства под ним уменьшается и поступившая в картер 3 горючая смесь сжимается. При от­ крытии поршнем продувочного окна 8 сжатая горючая смесь из картера 3 через канал 9 и продувочное окно 8 поступает в цилиндр, заполняет его и вытесняет из него остаточные газы.

Второй такт. Поршень движется от н. м. т. к в. м. т., последовательно пере­ крывает окна и сжимает рабочую смесь. В это время в картере открывается впуск­ ное окно 5 и через него из карбюратора 4 по каналу 6 очередная порция горючей смеси поступает в картер и пространство цилиндра под поршнем.

В двухтактных двигателях рабочий ход совершается за каждый оборот коленчатого вала.

В двухтактных двигателях высокого сжатия рабочий цикл происходит так же, как и в карбюраторных двигателях, только вместо горючей смеси в цилиндры