Термодинамические основы работы дизеля

 

В качестве двигателя внутреннего сгорания на РПС используют многоцилиндровые дизели, в которых тепловая энергия, выделяемая от сгорания топлива преобразуется в механическую.

Рабочий процесс совершается непосредственно в полости цилиндра над поршнем. В это пространство поступает воздушная смесь и распыленное топливо. Воспламенение топливно-воздушной смеси происходит под действием высокого давления сжатия при движении поршня вверх. Процесс горения обеспечивается кислородом. Образующиеся в процессе сгорания смеси газы, расширяясь, давят на поршень, заставляя его поступательно двигаться вниз – совершается механическая работа. Так происходит работа в каждом цилиндре поочередно.

Однако поступательное движение не является конечной целью, поскольку требуется вращательное движение для работы генератора. Поэтому поступательное движение поршня через шатун передается на коленчатый вал, который позволяет в силу своей формы преобразовать поступательное движение в очередности каждой шатунно-поршневой группы во вращательное движение маховика, установленного на одном из концов коленчатого вала.

Рабочий механизм поршень-шатун-коленчатый вал называется кривошипно-шатунным механизмом.

Рисунок 1.

 

S= 2R

V_a = V_h + V_c

V_h= πd² / 4٠S;

ε = V_a / V_с; ε=13/23;

ε – степень сжатия

Крайнее верхнее и крайнее нижнее положения поршня называется верхней и нижней мертвой точкой соответственно.

Проход поршня между этими точками соответствует повороту кривошипа на 180%.

Движение поршня вызывает изменение объема внутри цилиндра. Полный объем полости цилиндра разделяют на рабочий объем (между ВМТ и НМТ) и объем камеры сжатия V_с.

Камера сжатия находится между ВМТ и нижней плоскостью головки цилиндра, где находится рабочий механизм газораспределения.

Величина, характеризующая скорость вращения маховика, называется степенью быстроходности.

Она определяется: C_m=S_n/30, где

n-частота вращения кривошипа.

Если C_m ≤ 6 м/с, то такие двигатели относятся к тихоходным.

Если C_m=7~10 – среднеходные,

Если C_m≥10 м/с – быстроходные.

Процесс, проходящий в полости цилиндров, называется рабочим циклом.

Под тактом рабочего цикла понимают проход поршня между крайним верхним и крайним нижним положением.

Как правило, дизель РПС является четырехтактным.