Урок №3. 2/6. Классификация маркировки ДВС.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 5Следующая ⇒

Опрос:

1) Устройство 2-х тактного двигателя.

2) Процесс работы 2-х тактного двигателя.

3) Теоретическая диаграмма. Описание.

4) Сравнение 2-х и 4-х тактного двигателей.

Новый материал:

1. Классификация по назначению:

а) стационарные и транспортные;

б) главные и вспомогательные.

2. Классификация по мощности.

Согласно классификации ЦНИ ДИ делятся:

- меньше 74 кВт (100 л.с.) – маломощные;

- от 74 – 736 кВт (100 – 1 000 л.с.) – средней мощности;

- 736 – 7360 (1 000 – 10 000) – мощные.

- больше 7360 (10 000 л.с.) – сверх мощные.

3. Классификация по рабочему циклу 2-х 4-х тактные.

- по циклу со смешанным сгоранием дизели, изохорное сгорание.

Карбюраторные – автомобильные.

4. Классификация по роду топлива и смесеобразования: газовые; внешнее смесеобразование, внутреннее, по способу зажигания, на двигатели с самовоспламением топлива от сжатия и газожидкостные с запальным топливом.

5. Классификации по способу заполнения цилиндра.

Заполнение цилиндра воздухом повышенного давления называется наддувом: наддувные и безнаддувные; механический наддув М-400 и газотурбинный М-401. комбинированные наддув применяется на 2-х тактных дизелях.

6. Классификация по сочетанию основных деталей.

Если двигатель пускается сжатым воздухом то двухтактный должен иметь не менее 4-х цилиндров и 4-х тактный не менее 6.

По расположению цилиндров – рядные V-образные угол развала цилиндров 45º -90º; звёздообразные.

7. По типу кривошипно- шатунного действия тронковые и крейцкопфные; простого и двойного действия, двойного действия только крейцкопфные, роторные.

8. Классификация по характеру движения: левого вращения, правого вращения. Направление вращения опредляется при взгляде с кормы. Реверсивные с изменением вращенья.

9. По частоте вращения:

- до 250 об./мин. – малооборотные;

- 250-600 об./мин. – среднеоборотные;

- 600 – 1 000 об./мин. – повышенной оборотности;

- свыше 1 000 об./мин. – многооборотные.

10. По средней скорости поршня:

Ст < 6 м/с – тихоходные;

Ст = 6 -9 м/с – средней быстроходности;

Ст = 9 – 13 м/с – быстроходные;

Ст > 13 м/с – повышенной быстроходности.

Ст средняя скорость поршня определяется по формуле, где:

S – ход поршня м/с;

n – частота вращения коленвала.

Маркировка дизелей.

Согласно ГОСТ 4393-74 марка дизеля должна включать в себя сочетание числа и букв.

Ч – четырёхтактный;

Д – двухтактный;

ДД – двухтактный двойного действия;

Р – реверсивный;

С – с реверсивной муфтой (реверс);

П – с редукторной передачей;

К – крейцкопфный;

Н – с наддувом;

Г – газовый.

Затем следует дробь числитель означает диаметр поршня;

Знаменатель ход поршня в см 8ЧНСП 18/22 восьмицилиндровый четырёхтактный с поддувом и реверс-редуктором диаметр цилиндра 80 мм, ход поршня 220 мм.

6Ч12/14, 6ЧРН 36/45, 6ДР 30/50

В ГДР.

Д (Д) – дизель;

Ф (V) – четырёхтактный;

Н (Н) – среднеходовой после трёх букв указывается ход поршня в (см).

4 НФД 24.

8 НФД 48. 2 АУ – восьмицилиндровый, среднеходовой, четырёхтактный дизель с ходом поршня 480 мм, вторая модернизации, с наддувом, реверсивной.

В Чехии принято наносить марку двигателя с количеством цилиндров и диаметром поршня в см (в мм), буквы означают Л (L) – судовой; С (S) – стационарный; Рр (Rr) – с механическим и ручным реверсом. ПН (PN) – с наддувом.

Но этот принцип выдерживается не строго 6С 275 Л – не стационарный, а судовой 6Л 275 Рр/ II ПН – шестицилиндровый двигатель с механическим и ручным реверсом, с наддувом цилиндра 275 мм, вторая модернизация.

Маркировка двигателей производства Чехии претерпевает постоянные изменения. В неё введены буквы А, В или С означающие тип двигателя и цифры, характеризующие степень наддува.

1 – низкий; 2-3 – средний; 4 – высокий.

Пример: 6 27, 5 А 2 L – шестицилиндровый двигатель с диаметром цилиндра 275 мм, типа А, судовой с наддувом степени 2.

Урок 4. Тема: Смесеобразование и сгорание топлива в цилиндрах дизеля.

Процесс сгорания. Понятие о жёсткой и мягкой работе ДВС.

1. Общие понятие о топливе.

Топливом называются горючие вещества, сжигаемые в целях получения тепловой энергии. Топливо бывает жидким и газообразным. Основными химическими элементами, входящие в состав топлива являются углерод и водород. Содержание углерода у нефти и нефтепродуктах составляет 83-87% водорода 11-14% от всей массы топлива.

Основным свойством определяющим ценность топлива является теплота сгорания. Ею называется количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании 1 кг топлива.

Сгорание топлива в дизеле.

Задержка самовоспламенения.

Впрыснутое в цилиндр топливо воспламеняется не сразу. Сначала частички его испаряются, перемешиваются с воздухом и смесь нагревается до температуры самовоспламенения. Процесс этот сильный, многосторонний. Следовательно, после впрыска частичек топлива в цилиндр происходит задержка воспламенения вызванная физическими и химическими подготовительными процессами. Время, прошедшее от момента попадания частичек в цилиндр до начала горения называется периодом задержки самовоспламенения.

Период задержки самовоспламенения составляет 0, 001-0, 005 с. Если предполагать, что двигатель работает с частотой вращения 750 об./мин., то его коленовал поворачивается на 1º примерно за 0, 0002 с., значит за период задержки самовоспламенения кривошип повернётся на угол от 5 до 25º.

Это обстоятельство вынуждает делать впрыск топлива с опережением, т.е. до того как кривошип поршень придёт в ВМТ.

Угол, на который кривошип не доходит до ВМТ, в момент начала впрыска топлива называется – Углом опережения подачи топлива – это важнейший параметр регулировки двигателя у судовых дизелей о составляет 15-33º.

Протекание процесса сгорания.

d – точка начала подачи топлива;

d₀ – угол опережения подачи топлива;

d_i – угол поворота коленвала за период задержки воспламенения или (период задержки воспламенения).

с – точка начала горения за период задержки воспламенения (угол d_i) в цилиндр поступило какое-то количество топлива, составляющее обычно 15-50% от цикловой подачи, т.е. от дозы, впрыскиваемой за цикл.

Топливо воспламеняется следовательно температура и давление резко возрастают участок (сz). Топливо поступающее в цилиндр по окончании задержок спокойно сгорает, покидая так сказать в огненную среду.

Горение его заканчивается несколько позднее чем впрыск.

Поршень в это время движется вниз объём под ним увеличивается и давление существенно не меняется участок (z₁, z).

(z – z₀) – участок показывает процесс расширения (топливо на этом участке догорает).

Участок (сz´ ) характерен интенсивным нарастанием давления от Рс до Рz. Если скорость нарастания будет больше чем 400-600 кПа/ град. П.К.В. (4-6 кгс/см²), то нагрузка на поршень будет ударной, в цилиндре возникнет стук, такая работа двигателя называется жёсткой. Жёсткая работа крайне вредна и влияет на износ подшипников, деформация и поломка поршневых колец.

Жёсткость работы двигателя зависит от скорости нарастания давления после самовоспламенения, а эта скорость – от количества топлива, поступившего в цилиндр за период задержки самовоспламенения. Короче жёсткость работы дизеля зависит от величины периода задержки самовоспламенения: чем он больше, тем жестее будет работа дизеля.

Значит, для обеспечения мягкой работы дизеля следует стремиться к уменьшению периода задержки самовоспламенения (регулировка раньше угол – опережения подачи топлива).

Уменьшению периода задержки самовоспламенения способствует повышение температуры сжатого в цилиндре воздуха. Холодный дизель работает со «стуками» в цилиндре, после нагрева «стуки» исчезают.

Уменьшению периода задержки самовоспламенения способствует повышение давления сжатия, что объясняется понижением температуры самовоспламенения с ростом давления. Мягкая работа двигателя возможна при хорошей плотности поршня в цилиндре, при заданной степени сжатия и при поддержании двигателя в тёплом – горячем состоянии.

Жёсткая работа дизеля возможна при зависании иглы распылителя (форсунка) – низкое качество распыления.

Жёсткость работы дизеля зависит от самовоспламеняемости топлива – это качество характеризуется цетиновым числом. Его определяют сравнением самовоспламеняемости исследуемого топлива и двух эталонных углеводородов: цетана С₁₆Н₃₄ и альфаметилнафталина С₁₀Н₇СН₃ первый имеет минимальный период задержки самовоспламенения, второй значительный. (Сравнение производят на специальном одноцилиндровом двигателе с переменной степенью списания). Сначала определяют степень сжатия при которой исследуемое топлива самовоспламеняется при положении поршня строго в ВМТ.

Затем подбирают эквивалетную смесь цетана и альфаметилнафталина, т.е. такую, которая при том же угле опережения подачи топлива и при той же степени сжатия самовоспламеняется при положении в В.М.Т.

Цетановым числом топлива называется процентное содержание цетана в такой его смеси с альфаметилнафталином, которая эквивалента топливу по воспламеняемости. Если, например в эквивалентной смеси цетана содержится 45%, а альфаметилнафталина 55%, то цетановым числом топлива будет 45. Достаточно мягкая работа быстроходных дизелей при цетановом числе 45. тихоходные могут работать при цетановом числе ниже 40.

Повышение цетанового числа сверх 55, вызывает уменьшение полноты сгорания топлива. Черезмерное сокращение периода задержки самовоспламенения приводит к вялому протеканию процесса сгорания, что снижает КПД.

Урок №5. 2/10. (стр. 33-37) Смесеобразование в дизелях.

Опрос:

1) Задержка самовоспламенения, суть процесса.

2) Протекание процесса сгорания.

3) Понятие о жёсткой и мягкой работе дизеля.

4) Цетановое число, физический смысл.

Новый материал:

Смесеобразование называется процесс приготовления горючей смеси в целях подготовки топлива к сгоранию.

Совокупность частиц распыливаемого топлива, образующееся на выходе его из сопла форсунки, называется факелом топлива. Он характеризуется углом и длинной L. Вертикальный угол между осями факелов называется углом распыливания.

Длина, угол факела и угол раскола согласуются с камерой сгорания. Факел должен охватывать всю толщину воздуха в камера, но частицы топлива не должны попадать на охлаждаемые поверхности во избежание коксования.

Количество факелов чем больше тем лучше, но обычно по числу сопловых отверстий; 6-8, Ø 0, 20-0, 5 мм. Сопловое отверстие представляет канал, длина (которого в 4-7 раз больше его диаметра). Вследствие трения внешнего слоя топлива, распад струи происходит в канале. При выходе из него нити топлива встречают сопротивление сжатого воздуха и распадаются на частицы и образуют факел топлива.

Для хорошего смесеобразования скорость истечения топлива должна быть 250-350 м/с. Для получения такой скорости давление впрыска должно быть 40-80 МПа (400-800

кгс/см2) и выше. Продолжительность впрыска топлива составляет 15-40º угла П.К.В. ,

а у быстроходных ещё больше

Для получения процесса смесеобразования необходимо что бы скорость впрыска возрастала и имела максимальное значение в момент прекращения впрыска. Поэтому профиль кулачковой шайбы топливного насоса делают таким, что бы давление впрыска после его начала возрастало. Начальное давление впрыска у судовых дизелей составляет 18-38 МПа ( 180-380 кгс/см² ).

2. Форма камер сгорания.

Полусферическая, Гессельмана, промежуточная, камера сгорания в поршне (ЦНИДИ), (однокамерное смесеобразование).

3. Вихрекамерное образование.

При организации однокамерного смесеобразования в двигателях небольших размеров, при малых диаметрах цилиндров в них мало места для развития факела топлива, при небольшой мощности в цилиндр впрыскивается очень малый объём топлива, поэтому для достижения высокой скорости впрыска необходимо высокое давление и малые сечения сопловых отверстий (у двигателей ЯАЗ 204, Ø 0, 15 мм, давление впрыска доходит до 140 мПа или 1400 кгс/см² такой двигатель весьма чувствителен к качеству топлива и качеству обслуживания топливной аппаратуры.

Судовые дизели должны быть проще и нетребовательны к качеству обслуживания.

Поэтому нашло широкое применение многокамерное смесеобразование и его разновидность вихрекамерное.

Справка. Вихрекамерное смесеобразование позволяет получить качественное смесеобразование при малых двигателях впрыска (12-24 МПа), 120-240 кгс/см².

Преимуществавихрекамерного смесеобразования; можно получить большую мощность чем при однокамерном смесеобразовании, лучше происходит процесс сгорания (больше воздуха), менее чувствительны к качеству топлива.

Недостатки; менее экономичны, т.к. на перетекание воздуха и рабочего газа в вихревую камеру затрачивается часть внутренней энергии газа. Конструкции крышки цилиндра усложняется.

Вследствие разделения объёма камеры сгорания на две части, увеличивается поверхность, приходящаяся на единицу объёма воздуха.

Повышенный в связи с этим отвод теплоты через стенки снижает температуру сжимаемого воздуха, что затрудняет пуск холодного дизеля.

Тенденции в совершенствовании смесеобразования (прочитать на уроке с курсантами – стр. 37).

⇐ Предыдущая 123 4 5 Следующая ⇒