ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общие сведения о двигателях внутреннего сгорания из "Технология первичной переработки нефти и природного газа Изд.2" Под моторными свойствами нефтяных топлив понимают физические величины, характеризующие особенности их горения внутри соответствующего типа двигателя внутреннего сгорания. В связи с тем, что моторные свойства неразрывно связаны с типом двигателей внутреннего сгорания, необходимо предварительно ознакомиться с некоторыми принципиальными моментами их работы, определяющими характер горения топлива. [c.173] На рис. 3.40 - 3.42 показаны принципы работы трех основных типов двигателей внутреннего сгорания (ДВС), применяемых на транспорте. Первые два (рис. 3.40 и 3.41) относятся к группе ДВС с циклической подачей топлива (топливо подается периодически определенной порцией в каждом рабочем цикле), а третий - к две с непрерывной подачей топлива (рис. 3.42). [c.173] Группа две с циклической подачей топлива в свою очередь делится на две подфуппы - карбюраторные ДВС и дизельные, различающиеся принципом работы - характером образования топливовоздущной смеси (ТВС), называемой иногда горючей смесью. [c.173] У карбюраторных ДВС (рис. 3.40) при засасывании поршнем воздуха в цилиндр (стадия //) во всасывающем патрубке двигателя с помощью специального устройства - карбюратора - определенная порция топлива распыляется в потоке засасываемого воздуха (/), испаряется, и образующаяся ТВС заполняет цилиндр. Далее эта горючая смесь сжимается поршнем при движении его вверх (///) до давления не более 1,0 МПа. Такое ограничение связано с тем, что при большем повыщении давления смесь разогревается, и наличие в ней горючего (пары топлива) и окислителя (воздух) могут привести к самопроизвольному ее возгоранию (взрыву). [c.173] В конце хода сжатия до указанного выше давления ТВС принудительно зажигается с помощью электрической искры, образуемой межау электродами свечи IV), и ТВС начинает гореть. При этом начинает быстро расти давление газов над поршнем, и за счет этого они, расширяясь, давят на поршень и совершается рабочий ход последнего вниз (V) с отдачей полезной работы на валу ДВС. После этого поршень вновь движется вверх и выталкивает отработанные продукты сгорания топлива (V/ ). [c.173] У дизельных ДВС (рис. 3.41) в отличие от карбюраторных вначале цилиндр заполняется только окислителем - воздухом (/), который сжимается до 6 - 8 МПа (// ), так как здесь нет других ограничений, кроме прочности цилиндра, и только после этого в сжатый и сильно разогретый воздух дозировочным насосом высокого давления (ДНВД) впрыскивается через форсунку (Ф) мелко распыленная доза топлива (///). В этот момент топливо испаряется (образуя ТВС) и сразу же воспламеняется от контакта с сильно разогретым окислителем. Далее, как и у карбюраторных ДВС, совершаются рабочий ход поршня (/К) и выхлоп отработанных газов (V). [c.173] Работу описанных ДВС с циклической подачей топлива характеризуют следующие параметры. [c.175] Степень сжатия - это отношение объема цилиндра над поршнем в крайнем нижнем положении (НМТ) последнего к объему цилиндра над поршнем в его крайнем верхнем положении (ВМТ). [c.175] Для карбюраторных ДВС эта величина обычно 8 - 12, а для дизельных - 40-60, причем чем выше степень сжатия, тем экономичнее ДВС. Ограничение степени сжатия у карбюраторных двигателей связано, как уже упоминалось, с тем, что сжатию подвергается горючая смесь, разогревающаяся в процессе сжатия, и степень ее разогрева определяет возможность самовозгорания смеси. [c.175] Угол опережения зажигания - это угол ( на рис. 3.40, IV) между осью цилиндра и кривошипом в момент подачи искры свечой. Смесь в цилиндре зажигается не тогда, когда поршень находится в крайнем верхнем положении, а несколько раньше,с тем чтобы начало активного горения ТВС пришлось на верхнее положение поршня. Этот угол определяется качеством ТВС, числом оборотов вала двигателя и др. и является важным параметром в установлении экономичного режима работы ДВС. [c.176] У дизельного двигателя начало впрыска топлива также происходит с некоторым углом опережения ( на рис. 3.41, III). [c.176] Третий тип ДВС - с непрерывной подачей топлива - используется в авиации (турбокомпрессорный воздушно-реактивный двигатель - ТК ВРД) или в стационарных газотурбинных установках (ГТУ) для сжатия газов (газотурбокомпрессоры), выработки электроэнергии (газотурбинные электростанции), на транспорте (газотурбовозы). [c.176] У этих ДВС цикл работает не во времени, а по длине двигателя, т. е. отдельные стадии передаются в двигателе по его длине и за счет этого обеспечивается непрерывность подачи топлива и достигается значительно большая мощность в единице объема двигателя. [c.176] Здесь так же, как у дизельного ДВС, засасывается воздух и осевым компрессором 2 сжимается до 0,8 - 1,2 МПа. (Компрессор вращается с частотой 15000 - 30000 об/мин.) Сжатый и разогретый воздух поступает в камеры сгорания 5 из жаропрочной стали, расположенные вокруг вала 3 двигателя (6-8 шт.). По оси этих камер имеются форсунки б, в которые подается под большим давлением насосом 7 топливо оно, мелко распыляясь, горит в потоке сжатого воздуха (при этом обычно а 1). Образовавшиеся продукты сгорания под большим давлением и с температурой 1000 - 1100 К выходят из камер через лопатки газовой турбины 4 и, расширяясь, вращают последнюю. Мощность этой газовой турбины рассчитывается такой, чтобы она была достаточной для вращения компрессора 2 и сжатия воздуха до заданного давления. После газовой турбины продукты сгорания имеют еще высокое давление расширяясь, они выходят с большой скоростью из сопла двигателя и создают за счет этого реактивную тягу, двигающую самолет. [c.176] У стационарных ГТУ или вертолетных ТК ВРД, где реактивная тяга не нужна, всю энергию продуктов сгорания срабатывают на газовой турбине (в этом случае она многоступенчатая), причем газовая турбина вращает не только свой воздушный компрессор, но и внешнюю нафузку (электрогенератор, газовый компрессор, винт вертолета). [c.176] Авиационные ТК ВРД могут развивать осевую тягу до 200 -300 кН (20 - 30 тс) и расходуют при этом топлива от 35 до 75 кг на 1 кН тяги. [c.176] Вернуться к основной статье