Avtoargon.ru

АвтоАргон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Тепловоз ТЭ3 | Принцип работы двухтактного двигателя

Тепловоз ТЭ3 | Принцип работы двухтактного двигателя

Дизель 2Д100М двухтактный, десятицилиндровый, вертикальный, двух-вальный с противоположно движущимися поршнями, с прямоточно-щеле-вой продувкой с приводной воздуходувкой, непосредственным впрыскиванием топлива, водяным охлаждением втулок цилиндров и охлаждением поршней маслом, поступающим по каналам в шатунах. В двухтактном двигателе полный рабочий цикл — зарядка, сжатие, сгорание и выпуск — совершается за один оборот коленчатого вала, причем продолжительность процесса газообмена составляет 25-30% продолжительности цикла, в то время как у четырехтактного двигателя эти процессы во время тактов впуска и выпуска составляют приблизительно 50% продолжительности всего цикла. Высокое качество процесса газообмена одно из основных условий для получения повышенной мощности и экономичности двигателя. Газообмен непосредственно влияет на количество рабочего заряда цилиндра и эффективность очистки цилиндра от продуктов сгорания.

Как известно, показатели процесса сгорания (индикаторные показатели) связаны непосредственно с коэффициентом избытка воздуха а и степенью очистки цилиндра. Достижение минимальных затрат мощности на газообмен обусловливает необходимость работы при коэффициентах избытка воздуха а и коэффициента избытка продувочного воздуха (ро близкими к единице. В то же время в таких условиях трудно обеспечить хорошее смесеобразование и надежную работу цилиндро-поршневой группы, в связи с чем эти коэффициенты (а и фо) приходится повышать до 1,5 и более. Следует помнить, что на смесеобразование (следовательно, на степень завихрения) оказывают влияние давление воздуха на впуске, отношение хода поршня к диаметру цилиндра, форма и размеры впускных окон, система распыливания топлива и др.

Процесс газообмена схематично можно представить следующим образом. Вначале процесс протекает с преобладанием вытеснения продуктов сгорания свежим воздухом, так что в трубопровод попадают главным образом продукты сгорания. По мере течения процесса входящий в цилиндр воздух попадает в зоны, освобожденные от продуктов сгорания, соприкасается с оставшимися в цилиндре газами и перемешивается с ними. Следовательно, в выпускную систему попадает уже смесь продуктов сгорания и свежего воздуха, содержание которого по мере течения процесса газообмена возрастает.

Для оценки качества процесса газообмена различают четыре граничных случая (фазы) процесса газообмена. Первая фаза представляет собой период предварения выпуска газов с вытеснением продувочным воздухом выпускных газов без смешивания с ними. Вторая фаза — удаление выпускных газов продувочным воздухом с перемешиванием их между собой. Третья фаза — удаление выпускных газов свободным выпуском ниже линии впуска из-за разрежения, образующегося под действием инерции столба газов в выпускном трубопроводе. Четвертая фаза — дозарядка, она происходит после закрытия выпускных окон при открытых еще впускных окнах.

В зависимости от пути (траектории) движения выпускных газов и продувочного воздуха существуют различные системы продувки двухтактных двигателей. Наиболее распространенной системой продувки является петлевая поперечная и петлевая или контурная. Петлевая поперечная продувка — когда воздух из продувочных окон совершает петлевой путь от продувочных к выпускным окнам поперек втулки. При петлевой или контурной (эксцентричной) продувке поток продувочного воздуха выходит из продувоч-ных окон, проходит вдоль оси цилиндра, а затем отклоняется книзу и движется к выпускным окнам. Путь продувочного воздуха как бы делает петлю в виде контура цилиндра, отсюда и название — петлевая или контурная.

Существует также прямоточная система продувки, т. е. такая, при которой поток продувочного воздуха выходит из продувочных окон втулки и проходит прямым потоком вдоль оси втулки цилиндра к выпускным окнам или выпускным клапанам. Прямоточная продувка у одновальных конструкций двухтактных двигателей (например, у двигателя 11Д45), так называемая клапанно-щелевая, осуществляется обычно выпуском отработавших газов через клапаны, расположенные в крышке цилиндров, и поступлением продувочного воздуха из ресивера через окна в нижней части втулки. Начало выпуска отработавших газов и продолжительность продувки определяются высотой продувочных окон и профилем распределительного вала с приводом от коленчатого вала с частотой вращения, равной частоте вращения коленчатого вала.

Наиболее совершенная система продувки у двухвальных двухтактных двигателей с противоположно движущимися поршнями прямоточно-щелевая с винтообразным движением продувочного воздуха. У двигателя 2Д100 применена эта система продувки. В верхней части цилиндра расположены равномерно по окружности 16 впускных окон, через которые воздух поступает в цилиндр из продувочного ресивера. В нижней части втулки, входящей в выпускную коробку, размещены выпускные окна на дуге 255,5 мм справа и слева относительно вертикальной плоскости, проходящей через ось коленчатого вала. Через эти окна отработавшие в цилиндре газы удаляются из него, поступая в выпускную коробку, охлаждаемую водой, и далее в выпускной коллектор, имеющий глушитель шума выпуска.

Как будет показано ниже, рабочий процесс двигателя 2Д100 протекает при интенсивном вихревом движении воздуха в цилиндре со снижением скорости вихря к внутренней мертвой точке (в. м. т.) кривошипа. Коэффициент остаточных газов двигателя типа Д100 на номинальном режиме, характеризующий качество продувки, у = 0,04-^-4-0,06 с некоторым ухудшением (возрастанием) его на холостом ходу, однако не достигающим значения выше 7 = 0,1. Все это обеспечивает весьма совершенный процесс продувки и хорошее наполнение цилиндра у этого двигателя.

Исследования, проведенные проф. Д. Н. Вырубовым (МВТУ имени Баумана), показали, что в дизеле 2Д100 при тангенциальной скорости вихря в конце сжатия 40 м/с топливо, впрыснутое (поданное) в цилиндр, распространяется вихрем по всей массе воздушного заряда до начала воспламенения и горения. Таким образом, вихревое движение воздушного заряда обеспечивает хорошее смесеобразование в камере сгорания.

В каждом цилиндре двигателя имеется по два поршня, двигающихся вертикально в противоположных направлениях и образующих между собой в средней части втулки общую камеру сгорания. Поршни приводят в движение верхний и нижний коленчатые валы.

Последовательность движения нижнего и верхнего поршней, определяющая моменты открытия и закрытия выпускных и продувочных окон, обеспечивается соединением нижнего и верхнего коленчатых валов механизмом вертикальной передачи таким образом, что кривошипы нижнего коленчатого вала опережают кривошипы верхнего вала на 12°. При регулировке угла опережения нижнего вала в момент соединения коленчатых валов замеряют угол опережения по первому кривошипу нижнего вала. При заданной высоте выпускных и продувочных окон нижний поршень открывает окна раньше верхнего и раньше их закрывает. Это способствует улучшению очистки цилиндра и наполнению его свежим зарядом, а также получения фазы дозарядки цилиндра воздухом на угле поворота кривошипа

Читать еще:  Шаговый двигатель для чпу как работает

6°. Наименьший объем камеры сжатия получается в момент, когда нижний поршень перей-

Рис. 6. Круговая диаграмма полного рабочего цикла дизеля 2Д100М

дет внутреннюю мертвую точку (в. м. т.) на

6°, а верхний поршень не дойдет до в. м. т. на такой же угол поворота кривошипа.

В конце такта сжатия, когда поршни приближаются к в. м. т., а температура сжатого до 3,0-3,5 МПа (30-35 кгс/см2) воздуха достигает примерно 600° С, в камеру сгорания за (18±1°) по углу поворота кривошипа до в. м. т. впрыскивается двумя форсунками (противоположно расположенными) топливо в мелкораспыленном состоянии. Топливо самовоспламеняется, давление газов при сгорании топлива достигает 8,0-8,8 МПа (80-88 кгс/см2) и при движении поршня от в. м. т. начинается такт расширения (производится полезная работа). Полный цикл работы дизеля 2Д100М приведен на круговой диаграмме рабочего двухтактного цикла (рис. 6).

От верхнего коленчатого вала осуществляется привод воздуходувки и привод топливных насосов, а остаток мощности передается на нижний коленчатый вал через механизм вертикальной передачи.

Мощность, передаваемая от верхнего коленчатого вала на нижний через вертикальную передачу вследствие опережения нижним коленчатым валом верхнего на 12° угла поворота, составляет

30% мощности дизеля.

От нижнего коленчатого вала со стороны вертикальной передачи через эластичную муфту приводится во вращение вал якоря тягового генератора (отбор мощности), а со стороны отсека управления валы масляных и водяных насосов, а также регулятор частоты вращения коленчатого вала дизеля.

Двухтактный двигатель — принцип работы

Современное машиностроение готово представить различные виды двигателей и механизмов, которые, так или иначе, облегчают жизнь человека. Одним из таких силовых агрегатов считается двухтактный двигатель внутреннего сгорания. В этой статье мы рассмотрим его подробный принцип действия, устройство, достоинства и недостатки, а также применение.

Принцип работы двухтактного двигателя

Двухтактный ДВС – это поршневой мотор, в котором сгорание топливовоздушной происходит не в камере сгорания, как в четырехтактных, а непосредственно в самом рабочем цилиндре. Устройство такого двигателя мало чем отличается от конструкции четырехтактного. В своем составе он имеет все те же детали, что и обычный, поршневой ДВС – это поршень, цилиндр и кривошипно-шатунный механизм.

В блоке цилиндров устанавливается поршень, внутрь которого посредством специальной втулки вмонтирован шатун. в нижней части шатуна также располагается коленчатый вал. Коленвал подвешивается посредством двух подшипников и погружается в специальный картер. Главное особенностью такого двигателя можно называть то, что смазывающий компонент и топливо смешиваются в одну смесь и подаются наравне с воздухом в камеру сгорания.

Принято считать, что мощность двухтактного двигателя значительно выше, чем у четырехтактного, однако если учесть, какую работу двигатель совершает на такой короткий ход поршня, то можно сделать вывод о его слишком низком коэффициенте полезного действия.

Как уже понятно из названия, такой двигатель имеет всего два рабочих такта, которые будут описаны ниже.

  • Первый такт (сжатие). Поршень находится в нижней мертвой точке двигателя и начинает движение вверх. В процессе подъема через продувное отверстие в цилиндр попадает определенное количество топлива, которое смешано с маслом и воздухом. Как только поршень достигает отверстия, оно перекрывается и подача смеси прекращается. На этом же этапе перекрывается и выпускное отверстие. Поршень движется в верхнюю мертвую точку и сжимает смесь.
  • Второй такт (рабочего хода поршня). В верхней мертвой точке происходит сжатие и воспламенение смеси. В результате небольшого взрыва, поршень под действием высокого давления начинает движение вниз, тем самым, открывает выпускное отверстие и дает возможность освободить цилиндр от отработавших газов. Часть масла, находящаяся в смеси остается на стенках цилиндра, а другая часть попросту выходит вместе с отработавшими газами. Поршень достигается самой нижней мертвой точки, и цикл начинается сначала.

Стоит отметить, что для более удачного искрообразования искра должна возникать чуть раньше, чем поршень достигнет верхней мертвой точки. Идеальным зажиганием можно назвать то, которое с увеличением числа оборотов двигателя дает искру еще раньше. Такая система напрочь отсутствовала до 2000-х годов. В те времена искрообразование было настроено под оптимальные обороты, а потому двигатель работал малоэффективно. В настоящее же время применяются специальные электронные коммутаторы, в которых имеется динамическое опережение в момент зажигания. Оно изменяется с увеличением или уменьшением числа оборотов двигателя.

Отличия двухтактного от четырехтактного ДВС

  • Небольшие габариты силовой установки. Для такого двигателя нужно совсем мало место, что легко объясняет их применение на мотоциклах.
  • Меньшая масса, по сравнению с обычным четырехтактным двигателем.
  • Экономичный расход топлива. Это относится только к дизельному двигателю, когда расход топлива составляет всего 50% от среднего.
  • Простота и эргономичность установки. Конструкция двухтактного двигателя не представляет собой ничего сложного, а потому поддается легкому обслуживанию и ремонту.

Недостатки 2 тактных моторов

  • С уменьшением расхода топлива существенно увеличивается расход масла, так как заливается он наравне с топливом в бензобак двигателя. Дело в том, что конструкция подобной силовой установки не позволяет иметь специальный резервуар для хранения смазывающего вещества. В связи с чем, возникает необходимость добавления масло в топливовоздушную смесь.
  • Так как потребление воздуха в таких двигателях серьезно возрастает, то возникает необходимость применение воздушных фильтров особой конструкции.
  • Из-за особенностей впускной и выпускной системы есть огромная вероятность непреднамеренной смеси отработанных газов со свежей смесью.
  • Выбор двухтактных двигателей на рынке серьезно ограничен. Это делает их стоимость достаточно высокую.
  • Неэффективная работа двигателя. Данная конструкция не позволяет создавать высокий коэффициент полезного действия.

Применение

Наибольшее применение двухтактные двигатели нашли в мототранспорте. Имея весьма небольшие размеры, такой мотор можно применять на мопедах, мотоциклах и мотороллерах. Кроме того, двигатели таких габаритов нашли широкое применение в бензиновых пилах. Дело в том, что для приведения цепи в действия совсем не нужны высокие характеристики, главное создать определенную частоту вращения, при которой бензопила будет способна справиться со своими основными обязанностями.

Помимо мотоциклетной техники, двухтактными двигателями малоактивно оснащали и автомобили. Как правило, это были небольшие малолитражки, предназначенные для поездок на небольшие расстояния по городу. Двухтактные двигатели применяются и по сей день на многих моторных лодках.

Читать еще:  Что происходит с двигателем при пропадание одной фазы

Это все, что необходимо знать о двухтактных двигателях внутреннего сгорания. При всех преимуществах и недостатках данного мотора, многие конструкторы отдают предпочтение именно четырехтактным двигателям, поэтому малообъемный мотор не нашел широкого распространения.

Принцип действия двухтактного двигателя внутреннего сгорания

Рабочий цикл двухтактного двигателя совершается за два такта. В отличие от четырехтактных двухтактные двигатели или вообще не имеют клапанов, или имеют только выпускные клапаны. В обоих случаях продувка рабочего цилиндра свежим воздухом производится через специальные щели — продувочные окна, имеющиеся в его стенках. В качестве продувочных насосов (нагнетателей) для двухтактных двигателей используют поршневые, трехлопастные ротативные и центробежные насосы, приводимые в движение от коленчатого вала двигателя. Для повышения мощности двигателей применяют также различные способы наддува при помощи турбонаддувочных поршневых и центробежных компрессоров. Воздух подается от нагнетателя в кольцевой короб — ресивер, расположенный по окружности цилиндра, а из него через продувочные окна — в цилиндр.

На рис. 36 изображена схема работы двухтактного дизеля с наиболее простой бесклапанно-щелевой системой продувки.


Рис. 36. Принцип действия двухтактного двигателя.

Первый такт — горение и расширение. В результате воспламенения рабочей смеси, последующего повышения давления и расширения газов поршень начинает двигаться от в.м.т. к н.м.т.— совершается рабочий ход (положение I) до момента открытия поршнем выпускных окон 1. При дальнейшем движении поршня к н.м.т., когда давление в цилиндре падает до 120—140 кн/м 2 (1,2—1,4 кгс/см 2 ), открываются продувочные окна 3 и начинается продувка цилиндра свежим воздухом, поступающим из нагнетателя в ресивер 2 под давлением 130—150 кн/м 2 (1,3—1,5 кгс/см 2 ) (положение II).

Второй такт — сжатие. Поршень движется от н.м.т. к в.м.т., и до момента закрытия им продувочных окон 3 процесс продувки цилиндра продолжается. Выпускные окна некоторое время остаются открытыми, что обеспечивает более полную очистку цилиндра от газов (положение III). При дальнейшем движении поршня к в.м.т. выпускные окна закрываются и происходит сжатие воздуха (положение IV). При подходе поршня к в.м.т. (кривошип находится в точке 5) через форсунку 4 впрыскивается под давлением 18000—20000 кн/м 2 (180—200 кгс/см 2 ) топливо, которое вследствие высокой температуры сжатого воздуха самовоспламеняется, и цикл повторяется снова.

В качестве выпускных окон у двигателей с клапанно-щелевой прямоточной продувкой служат выпускные клапаны, а схема работы двигателя и последовательность происходящих в нем процессов остаются такими же.

Индикаторная диаграмма двухтактного бескомпрессорного дизеля показана на рис. 37.


Рис. 37. Индикаторная диаграмма двухтактного ДВС.

Преимуществами двухтактных двигателей по сравнению с четырехтактными являются: увеличенная примерно в 1,7 раза мощность при одинаковых размерах и той же частоте вращения (это позволяет уменьшить вес и габарит двигателя при равной мощности); большая равномерность крутящего момента, что способствует уменьшению вибраций; более простая конструкция двигателей, особенно с клапанно-щелевой продувкой, обусловленная отсутствием клапанов и их приводов; возможность работы как на дизельном топливе, так и на мазуте.

Недостаток двухтактных двигателей — более тяжелые условия работы цилиндра и поршня в тепловом отношении (высокий нагрев).

Общим преимуществом этих двигателей по сравнению с другими ДВС является сочетание наибольшей экономичности (эффективный к.п.д. до 35—40% при удельном расходе топлива 180— 150 г/квт·ч), малых габаритов и веса с достаточной мощностью и способностью работать на тяжелых сортах топлива.

Двухтактный ДВС

В двухтактных двигателях очистка рабочего цилиндра от продуктов сгорания и наполнение его свежим зарядом, т. е, процессы газообмена, происходят только в тот период, когда поршень находится в районе НМТ при открытых органах газообмена. Очистка цилиндра от отработавших газов при этом осуществляется не поршнем, а предварительно сжатым воздухом (в дизелях) или горючей смесью (в карбюраторных и газовых двигателях). Предварительное сжатие воздуха или смеси происходит в специальном продувочном или наддувочном компрессоре. В процессе газообмена в двухтактных двигателях некоторая часть свежего заряда неизбежно удаляется из цилиндра вместе с отработавшими газами через выпускные органы. В связи с этим подача продувочного или наддувочного компрессора должна быть достаточной, чтобы компенсировать эту утечку заряда.

Выпуск газов из цилиндра происходит через окна или через клапан (количество клапанов может быть от 1 до 4). Впуск (продувка) свежего заряда в цилиндр в современных двигателях осуществляется только через окна. Выпускные и продувочные окна размещены в нижней части втулки рабочего цилиндра, а выпускные клапаны – в крышке цилиндра.

Схема работы двухтактного дизеля с контурной продувкой, т. е. когда выпуск и продувка происходят через окна, показана на рис. 2.2. Рабочий цикл имеет два такта.

1-й такт – ход поршня от НМТ (точка m) до ВМТ. Вначале поршень 6 перекрывает продувочные окна 1 (точка d’), прекращая тем самым поступление свежего заряда в рабочий цилиндр, а затем поршень перекрывает и выпускные окна 5 (точка b’), после чего начинается процесс сжатия воздуха в цилиндре, который заканчивается, когда поршень придет в ВМТ (точка с). Точка n соответствует моменту начала впрыскивания топлива форсункой 3 в цилиндр. Следовательно, в течение 1-го такта в цилиндре заканчиваются выпуск, продувка и наполнение цилиндра, после чего происходит сжатие свежего заряда и начинается впрыскивание топлива.

Рис. 2.2. Принцип работы двухтактного ДВС

2-й такт – ход поршня от ВМТ до НМТ. В районе ВМТ форсункой впрыскивается топливо, которое воспламеняется и сгорает, при этом давление газов достигает максимального значения (точка z) и начинается их расширение. Процесс расширения газов заканчивается в момент начала открытия поршнем 6 выпускных окон 5 (точка b), после чего начинается выпуск отработавших газов из цилиндра за счет перепада давления газа в цилиндре и выпускном коллекторе 4. Затем поршень открывает продувочные окна 1 (точка d) и происходят продувка и наполнение цилиндра свежим зарядом. Продувка начнется только после того, как давление газов в цилиндре станет ниже давления воздуха рs в продувочном ресивере 2.

Таким образом, в течение 2-го такта в цилиндре происходят впрыскивание топлива, его сгорание, расширение газов, выпуск отработавших газов, продувка и наполнение свежим зарядом. Во время этого такта осуществляется рабочий ход, обеспечивающий полезную работу.

Читать еще:  Бензиновый двигатель внутреннего сгорания принцип работы реферат

Индикаторная диаграмма, представленная на рис. 2, одинакова как для дизеля без наддува, так и для дизеля с наддувом. Полезная работа цикла определяется площадью диаграммы md’b’сzbdm.

Работа газов в цилиндре положительна в период 2-го такта и отрицательна во время 1-го такта.

Тема 3. Основные конструктивные схемы разных типов ДВС. Конструктивные схемы остова двигателя. Элементы остова двигателя. Назначение. Общее строение и схема взаимодействия элементов КШМ ДВС.

Конструктивная схема судового дизеля прежде всего зависит от тактности. В четырехтактном двигателе наполнение цилиндра свежим зарядом и выпуск отработавших газов происходят через клапаны. Эти клапаны приводятся в движение механизмом газораспределения. На распределительном валу двигателя устанавливают комплекты кулачковых шайб (отдельно для впускных и для выпускных клапанов). При их вращении в определенные моменты в соответствии с фазами газораспределения поднимаются (опускаются) толкатели, которые с помощью коромысел открывают клапаны или дают возможность пружинам клапанов закрыть их. Распределительный вал приводится во вращение от коленчатого вала и имеет вдвое меньшую частоту вращения, чем коленчатый вал.

В двухтактном дизеле наполнение рабочего цилиндра происходит только через окна, которые открывает и закрывает поршень. Если отработавшие газы выпускаются через клапан, то он открывается также механизмом газораспределения, причем частота вращения распределительного вала в двухтактном двигателе равна частоте вращения коленчатого вала.

Конструктивные схемы любых ДВС различаются и по исполнению кривошипно-шатунного механизма (рис. 3.1).

В тронковом двигателе шатун с помощью пальца соединен непосредственно с поршнем (рис. 3.1, а). В этом случае существенно уменьшается общая высота двигателя, однако продукты окисления, которые удаляются поршневыми кольцами с поверхности втулки цилиндра, попадают в нижнюю часть двигателя (картер), т. е. в конечном счете, в смазочное циркуляционное масло двигателя. Кроме того, в тронковых дизелях втулка цилиндра дополнительно нагружена нормальным усилием, которое увеличивает ее износ. Тронковыми строят все высоко- и среднеоборотные ДВС и редко малооборотные дизели.

В крейцкопфном двигателе шатун соединен с крейцкопфным устройством, которое с помощью штока соединено с поршнем (рис. 3.1, б). Крейцкопфное устройство применяют в двухтактных МОД для разгрузки цилиндра от нормального давления. При этом шток поршня в данном случае позволяет изолировать картер двигателя от подпоршневой полости цилиндра. С этой целью устанавливают разделительную диафрагму с сальнико­вым уплотнением для штока.

Рис. 3.1. Схемы кривошипно-шатунных механизмов двигателей

1 – поршень; 2 – шатун; 3 – шток; 4 – крейцкопф; 5 – кривошип коленчатого вала

Особенностью кривошипно-шатунного механизма двигателя с V-образным расположением цилиндров является то, что с одним коленом вала сочленяются два рабочих поршня (рис. 3.1, в). Данная схема широко применяется в средне- и высокооборотных ДВС.

В схеме кривошипно-шатунного механизма с противополож­но движущимися поршнями (ПДП) и двумя коленчатыми ва­лами (рис. 3.1, г) суммарная мощность от обоих коленчатых ва­лов потребителю передается с помощью шестеренной передачи. Несмотря на то что двигатели с ПДП и имеют ряд положитель­ных качеств (двигатель лучше уравновешен, хорошая продувка цилиндра, меньшая удельная масса), из-за существенного ус­ложнения конструкции они не получили широкого распростра­нения.

Конструктивная схема двигателя зависит и от принципа дей­ствияпростого или двойного. В двигателях двойного действия и нижней рабочей полости цилиндра имеется крышка с газоуплотнительным сальником для штока поршня, т. е. такие дви­гатели бывают только крейцкопфного типа. Мощность дизелей двойного действия почти в 2 раза больше мощности дизеля про­стого действия, однако выпуск дизелей двойного действия давно прекратили, так как форсировка дизеля не позволяет обеспечить его надежную и экономичную работу.

Комбинированные судовые двигатели (дизели с наддувом) по виду связи между поршневым двигателем и наддувочным агрегатом можно разделить на три группы: с механической, га­зовой и комбинированной связями. Основные схемы судовых ди­зелей с наддувом представлены на рис. 3.2.

Рис. 3.2 Схемы комбинированных судовых двигателей:

––––––– – воздух; ———— – отработавшие газы

При механической связи (рис. 3.2 а), компрессор 4 воздуха приводится в действие непосредственно от коленчатого вала двигателя 1 через механическую передачу – мультипликатор, повышающий частоту вращения вала компрессора. Такая схе­ма применяется в дизелях с низкой степенью наддува, а также в двухтактных дизелях без наддува. Основным недостатком рас­смотренной схемы является то обстоятельство, что на привод компрессора затрачивается значительная работа (мощность) двигателя, полученная в рабочем цилиндре. Это, в свою очередь, приводит не только к снижению мощности двигателя, но и к падению его экономичности.

Газовая связь турбокомпрессора с поршневым двигателем показана на рис. 3.2, бд. В схеме двигателя с импульсным наддувом (рис. 3.2, б, в) отработавшие газы из рабочих цилиндров поступают непосредственно в турбину 5, которая называется импульсной, так как в ней срабатывает импульс давления га­зов, поступающих из цилиндра. В схеме с изобарным газотур­бинным наддувом (рис. 3.2, г) отработавшие газы из цилиндров выходят в выпускной коллектор 6, а затем практически при по­стоянном давлении идут в изобарную турбину 7. В схеме дви­гателя с двухступенчатым газотурбинным наддувом (рис. 3.2, д) газы сначала срабатывают в импульсной турбине 5, а затем в изобарной 7. Во всех схемах воздух после сжатия в компрессоре перед подачей его в наддувочный (продувочный) ресивер 2 охлаждается в специальном охладителе 3.

В двухтактных судовых дизелях широкое распространение получила и комбинированная связь. При такой связи воздух сжимается как в турбокомпрессоре, так и в приводном компрес­соре. В малооборотных крейцкопфных дизелях в качестве при­водного компрессора нередко используют подпоршневые по­лости (рис. 3.2, е). В этом случае воздух после компрессора по­ступает в подпоршневые полости (ПП) 8, где он дополнительно сжимается, затем поступает в наддувочный ресивер. В за­ключительной стадии продувки давление воздуха в ПП падает и воздух от компрессора идет непосредственно в ре­сивер.

При изобарном наддуве в некоторых схемах на режимах малых нагрузок турбокомпрессор не обеспечивает потребное двигателю количество воздуха. Тогда на этих режимах включа­ются электроприводные компрессоры 9, специально установлен­ные на двигателе (рис. 3.2, г).

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector