содержание .. 1 2 ..
Содержание № п/п НАИМЕНОВАНИЕ 6.4 Гидропривод вентилятора 1. Общие сведения о двигателях внутреннего
сгорания (ДВС) - транспортные (судовые, автомобильные,
тепловозные, авиационные.
1.2. Основные понятия ВМТ - положение поршня, когда он наиболее удален от
оси коленчатого вала. НМТ - положение поршня, когда он наиболее
приближен к оси коленчатого вала. Принцип работы ДВС при тех же размерах цилиндров и той же частоте
вращения вала большую мощность. Мощность дизеля возрастает почти
пропорционально возрастанию давления надувочного воздуха. 1.3. Мощность и КПД дизеля 1.4. Рабочий цикл дизелей Индикаторная диаграмма - графически выраженная
зависимость давления газов в цилиндре от объема цилиндра (положения
поршня).
Рисунок 1. Диаграмма рабочего цикла
четырехтактного дизеля: 3-й такт - рабочий ход (расширение). Поршень
движется от ВМТ к НМТ и совершает работу. В начале такта идет догорание
топлива и давление остается постоянным. Затем по мере увеличения объема
давление и температура газов уменьшаются. При подходе поршня к НМТ (за
40 - 55° по углу поворота коленчатого вала) открывается выпускной клапан
и отработавшие газы начинают выходить в атмосферу. Это способствует
уменьшению сопротивления выходу отработавших газов через выпускную
систему и, следовательно, лучшей очистке цилиндра. Рабочий цикл 2-х тактного дизеля
Рисунок 2. Диаграмма рабочего цикла двухтактного
дизеля:
содержание ..
1
2 ..
/////////////////////////////////////// Дизель 10Д100 (описание устройства, конструкции и работы) - часть 1
1. Общие сведения о двигателях внутреннего сгорания (ДВС)
1.1 Классификация ДВС
1.2 Основные понятия
1.3 Мощность и КПД дизеля
1.4 Рабочий цикл дизелей
2. Дизель 10Д100
2.1 Общий вид
2.2 Основные характеристики
2.3 Круговая диаграмма
2.4 Поддизельная рама
2.5 Блок цилиндров
2.6 Цилиндровая втулка (гильза)
2.7 Адаптеры
2.8 Выпускная система
2.9 Коленчатые валы
2.10 Коренные подшипники
2.11 Поршни
2.12 Шатуны
2.13 Вертикальная передача
2.14 Антивибратор
2.15 Дизель-генераторная муфта
2.16 Валоповоротный механизм
2.17 Кулачковые валы топливных насосов
3. Топливная система дизеля 10Д100
3.1 Топливный бак
3.2 Топливоподкачивающий агрегат
3.3 Топливные фильтра
3.4 Подогреватель топлива
3.5 Циркуляция топлива
3.6 Топливный насос высокого давления
3.7 Форсунка
4. Объединенный регулятор дизеля (ОРД)
4.1 Регулятор частоты вращения
4.2 Регулятор мощности
4.3 Механизм управления частотой вращения коленчатого вала
4.4 Ускоритель запуска (пусковой сервомотор)
4.5 Механизм управления дизелем
5. Масляная система
5.1 Главный масляный насос
5.2 Фильтр грубой очистки
5.3 Фильтр тонкой очистки
5.4 Центробежный фильтр
6. Водяная система
6.1 Водяные насосы
6.2 Водомасляный теплообменник
6.3 Холодильник
6.5 Система автоматического регулирования температуры
7. Передний и задний распределительные редукторы
8. Турбокомпрессор ТК-34
9. Система вентиляции картера
10. Нагнетатель второй ступени
11. Воздухоочиститель
Тепловые двигатели
Тепловые двигатели - это машины, в которых химическая энергия топлива
преобразуется сначала в тепловую, а затем в механическую. К ним
относятся паровые машины, паровые турбины, поршневые ДВС, газотурбинные
двигатели, комбинированные турбопоршневые двигатели, реактивные
двигатели.
В поршневых ДВС преобразование химической энергии в тепловую происходит
внутри рабочего цилиндра в течение очень короткого промежутка времени
(тысячные доли секунды) при высоких температурах. Это определяет малые
гидравлические и тепловые потери, высокий КПД и компактность.
ДВС имеют кривошипно-шатунный механизм, состоящий из поршня, шатуна,
кривошипа и вала. Этот механизм преобразует возвратно-поступательное
движение поршня во вращательное движение вала.
1.1. Классификация ДВС
1. По способу воспламенения:
- карбюраторные (низкого сжатия) с принудительным воспламенением;
- дизельные (высокого сжатия) с самовоспламенением.
2. По числу тактов:
- 4-х тактные;
- 2-х тактные.
3. По расположению цилиндров:
- рядные;
- V-образные;
- Звездообразные.
4. По роду топлива:
- легкие топлива (бензин, керосин);
- средние топлива (соляра).
5. По быстроходности:
- тихоходные (300 - 500 об/мин);
- средней быстроходности (500 - 1000 об/мин);
- быстроходные (свыше 1000 об/мин).
6. По назначению:
- стационарные;
- специальные;
7. По способу охлаждения:
- с воздушным охлаждением;
- с жидкостным охлаждением.
8. По использованию наддува:
- с наддувом;
- без наддува.
Особенности работы и обозначение тепловозных ДВС
На тепловозах применяются дизельные рядные и V-образные двигатели с
наддувом, средней быстроходности и быстроходные. Особенностями их работы
являются:
- ограничение по габаритам и массе;
- работа на различных режимах, часто изменяющихся в широком диапазоне;
- работа в различных климатических зонах и условиях загрязненности;
- работа при дистанционном управлении с автоматизированным контролем.
Согласно ГОСТу тепловозные дизели обозначаются следующим образом:
- две первые цифры - число цилиндров;
- Д - двухтактные, Ч - четырехтактные;
- Н - наддув;
- числитель - размер внутреннего диаметра цилиндра в см;
- знаменатель - ход поршня (ход двух поршней в одном цилиндре) в см.
Цикл - ряд чередующихся процессов при работе двигателя.
Такт - часть цикла, протекающая при одном перемещении поршня между
мертвыми точками.
Мертвая точка (МТ) - точка, в которой поршень изменяет направление
движения.
Ход поршня - расстояние между мертвыми точками.
S = 2L, где L - длина кривошипа Рабочий объем цилиндра - объем,
освобождаемый поршнем при его движении от ВМТ к НМТ.
Объем камеры сжатия - объем между поршнем, находящимся в ВМТ и крышкой
цилиндра.
Полный объем цилиндра - сумма объемов рабочего и камеры сжатия. Степень
сжатия - отношение полного объема цилиндра к объему камера сжатия 9, 12
- 17).
Литраж - сумма рабочих объемов всех цилиндров в литрах.
Коэффициент избытка воздуха - отношение количества воздуха, фактически
поданного в цилиндр, к теоретически необходимому для полного сгорания
топлива.
а = i/L0 = 1.8 ... 2,2
1 кг дизельного топлива содержит С - 86%; Н - 13,9%, О - 0,1%). Для его
полного сгорания теоретически необходимо 14,4 кг или 11 м3 воздуха.
Поступивший в цилиндр двигателя воздух сжимается поршнем и нагревается
до температуры 600°С. В нагретый воздух впрыскивается через форсунку
топливо, которое воспламеняется и сгорает. В результате в цилиндре
образуются газы с высокой температурой и давлением. Под давлением газов
поршень перемещается и совершает работу. Во время расширения давление и
температура газов понижаются. Отдав часть тепла на совершение работы,
отработавшие газы выбрасываются в атмосферу, а свежий воздух вновь
поступает в цилиндр. Затем все повторяется.
Наддув дизелей
Для повышения удельной мощности и тепловой экономичности на современных
мощных дизелях применяется наддув. При этом воздух в цилиндры не
засасывается из атмосферы, а нагнетается под давлением. Благодаря
наддуву в цилиндр на каждый рабочий цикл подается больше воздуха. Это
позволяет сжигать в единицу времени большее количество топлива и
получить
Способы наддува
1. Механический - нагнетатель воздуха приводится во вращение через
редуктор от коленчатого вала.
Недостатки:
- количество подаваемого в цилиндры воздуха зависит от частоты вращения
коленчатого вала и не зависит от нагрузки на дизель;
- на привод нагнетателя расходуется часть полезной мощности.
2. Г азотурбинный - отработавшие газы поступают на газовое колесо
турбины, на одном валу с которой находится рабочее колесо центробежного
нагнетателя.
Достоинства:
- количество подаваемого в цилиндры воздуха соответствует внешней
нагрузке на дизель;
- используется энергия отработавших газов, что повышает КПД. Недостаток:
- не работает при пуске.
3. Комбинированный (двухступенчатый) - в качестве первой ступени ис
пользуется газовая турбина. Вторая ступень - нагнетатель с механическим
приводом.
Тепловой баланс ДВС
Это распределение тепла, получаемого при сжигании топлива в цилиндре, по
составляющим его расхода.
1. Тепло, превращаемое в механическую энергию - 36-42%.
2. Тепло, уносимое с отработавшими газами - 32-38%.
3. Тепло, уносимое охлаждающей жидкостью - 12-20%.
4. Тепло, уносимое маслом - 4-10%.
5. Прочие потери (теплоотдача, теплоизлучение) - 4-6%.
Индикаторная мощность - мощность, получаемая в цилиндрах дизеля (без
учета потерь).
Рабочий цикл 4-х тактного дизеля
1 - поршень; 2 - цилиндр; 3 - впускной клапан; 4 - форсунка; 5 -
выпускной клапан
1-й такт - наполнение цилиндра. Поршень движется от ВМТ к НМТ. Открыт
впускной клапан. В цилиндр поступает воздух. На диаграмме линия
всасывания идет ниже линии атмосферного давления за счет небольшого
разрежения. Качество зарядки цилиндра оценивается коэффициентом
наполнения % =0.8...0,88. Чем выше давление и ниже температура, тем
коэффициент наполнения больше.
2-й такт - сжатие. Поршень движется от НМТ к ВМТ. Клапаны закрыты.
Воздух сжимается и нагревается (Р=30 кг/см2; t=600°C). В конце такта
происходит впрыск и воспламенение топлива. При этом давление и
температура газов в цилиндре резко возрастают (Р=60 кг/см2; t=1750°C).
4-й такт - выпуск. Поршень движется от НМТ к ВМТ и вытесняет остатки
отработавших газов из цилиндра при Р=1,15 кг/см2.
А - продувочное окно; Б - выпускное окно; 1 - цилиндр; 2 - поршень; 3 -
форсунка
Работа двухтактных дизелей невозможна без продувки, которая
обеспечивается нагнетателем. Поэтому весь цикл проходит при давлении
выше атмосферного.
1-й такт - продувка и сжатие. Поршень движется от НМТ к ВМТ. В цилиндр
поступает воздух от нагнетателя. Через открытые продувочные (впуск-ные)
и выпускные окна происходит продувка цилиндра (очистка от отработавших
газов) с одновременным наполнением свежим воздухом. После закрытия
выпускных окон воздух сжимается и нагревается (Р=36 кг/см2; t=700°Q. В
конце такта (за 10 - 25° до ВМТ по углу поворота коленчатого вала)
происходит впрыск и воспламенение топлива. При этом давление и
температура газов в цилиндре резко возрастают (Р=90 - 100 кг/см2; t=1800°Q.
2-й такт - рабочий ход и выпуск. Поршень движется от ВМТ к НМТ и
совершает работу. В начале такта идет догорание топлива и давление
остается постоянным. Далее объем цилиндра увеличивается, давление и
температура газов понижаются. В конце открываются выпускные окна и
происходит свободный выпуск отработавших газов. После открытия
продувочных (впускных) окон начинается продувка.