Рядні багатоплунжерні ПНВТ - раздел Философия, КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ З ДИСЦИПЛІНИ дорожні, меліоративні машини та обладнання
Схема Системи Живлення Зі Стандартним Ряднимбагато...
Схема системи живлення зі стандартним ряднимбагатоплунжернимПНВТ (12.1)
наведена на рис. 12.10. Прийняття більш жорстких екологічних норм привело до удосконалення
конструкції їх і до появи ПНВТ з додатковою втулкою та електронним керуванням (рис. 12.11).
Рядні багатоплунжерні ПНВТ використовують для дизелів з числом циліндрів від 2 до 12
та потужністю 10ч200 кВт на циліндр. Їх використовують для стаціонарних дизелів, вантажних
автомобілів, сільськогосподарських та будівельних машин.
Рисунок 12.10. Схема системи живлення з рядним багатоплунжерним ПНВТ:
1 – паливний бак; 2 – фільтр тонкого очищення; 3 – муфта випередження впорскування
палива; 4 – ПНВТ; 5 – паливопідкачувальний насос; 6 – регулятор частоти обертання; 7 – педаль
подачі палива; 8 – магістраль високого тиску; 9 – форсунка; 10 – магістраль зворотного зливу
палива; 11 – свіча розжарювання; 12 – пристрій керування включенням свіч розжарювання; 13 –
акумуляторна батарея; 14 – вимикач свіч розжарювання; 15 – ДВЗ
Рисунок 12.11. Схема системи живлення з рядним багатоплунжерним ПНВТ з додатковою
втулкою:
1 – паливний бак; 2 – фільтр тонкого очищення; 3 – електромагнітний запірний клапан; 4
– ПНВТ; 5 – паливопідкачувальний насос; 6 – датчик температури палива; 7 – механізм зміни
моменту початку подачі палива; 8 – механізм зміни величини циклової подачі палива; 9 –
форсунка; 10 – свіча розжарювання; 11 – датчик температури охолодної рідини; 12 – датчик
частоти обертання колінчастого вала; 13 – ДВЗ; 14 – пристрій керування включенням свіч
розжарювання; 15 – блок керування ДВЗ; 16 – датчик температури повітря; 17 – датчик тиску
наддуву; 18 – турбокомпресор; 19 – педаль подачі палива; 20 – роз'їм електричного з’єднання; 21
– тахограф; 22 – датчики педалей; 23 – акумуляторна батарея; 24 – діагностичний монітор; 25 –
вимикач свіч розжарювання
Рядні паливні насоси (рис. 12.12) звичайно поєднують в одному корпусі кілька насосних
елементів (секцій). Вони приводяться від колінчастого вала. Частота обертання вала удвічі
менша за частоту обертання колінчастого вала (у чотиритактних ДВЗ). Плунжер приводиться в
рух кулачком вала через роликовий штовхач. Зворотний рух плунжер робить під дією пружини.
Робота насосної секції відбувається у такий спосіб (рис. 12.13). Коли плунжер рухається вниз,
паливо через канал і вікно заповнює надплунжерний простір. При русі нагору плунжер
перекриває вікно у гільзі. З цього моменту паливо у надплунжерному просторі починає
стискуватися і при тиску порядку 1 МПа піднімає нагнітальний клапан, переборюючи зусилля
його пружини. Форсунка робить впорскування палива в циліндр. У той момент, коли відсічна
кромка каналу на плунжері відкриє відсічне вікно, паливо з великою швидкістю спрямовується в
пропускну порожнину. Тиск над плунжером швидко знижується і нагнітальний клапан під дією
пружини і тиску палива почне опускатися вниз. З метою різкого відсічення подачі палива,
нагнітальний клапан має розвантажувальний пасок. При вході циліндричного паска у напрямний
канал сідла клапана відбувається роз'єднання трубопроводів високого тиску від секції насоса.
Розвантажувальний пасок, опускаючись, різко знижує тиск у трубопроводах. Іноді функції
розвантажувального паска виконує додатковий зворотний клапан.
Різке відсічення подачі палива і зниження залишкового тиску в нагнітальному
трубопроводі запобігає підтіканню палива із сопел форсунки і повторному впорскуванню.
Після закінчення впорскування конус нагнітального клапана відокремлює об`єм
трубопроводів від надплунжерного простору. Невеликий і майже постійний тиск у нагнітальних
трубопроводах обумовлює ідентичну подачу палива на різних режимах роботи двигуна.
Рисунок 12.12. Конструкція секції рядного ПНВТ:
1 – нагнітальний клапан; 2 – втулка плунжера; 3 – плунжер; 4 – рейка; 5 – поворотна втулка; 6 –
пружина плунжера; 7 – регулювальний болт; 8 – роликовий штовхач; 9 – кулачковий вал; 10 –
зубчастий хомут; 11 – регулювальний люк
Рисунок 12.13. Схема роботи секції ПНВТ:
а – витиснення; б – впорскування (активний хід); в – відсічка; г – наповнення; 1 – впускне вікно;
2 – втулка; 3 – плунжер; 4 – штуцер; 5 – нагнітальний клапан; 6 – отвір; 7 – зливне вікно; 8 –
відсічна кромка
Регулювання кількості палива, що впорскується, здійснюється поворотом плунжера
навколо його подовжньої осі (рис. 12.14). Звичайно це здійснюється за допомогою зубчастої або
вилчастої рейки. При повороті плунжера косою відсічною кромкою змінюється момент
відкриття пропускного вікна, тобто змінюється величина подачі палива насосною секцією. Типи
плунжерів зображені на рис. 12.15.
Матеріали, що використовують для плунжерних пар, повинні мати високу зносостійкість і
твердість, зберігати розміри і геометричну форму, мати малий коефіцієнт лінійного розширення.
Для втулки і плунжера використовують леговані сталі ШХ15 і ХВГ, хромомолібденові сталі
типу 30ХН3ВА. Високі вимоги пред'являються до якості механічної обробки цих деталей.
Відібрані плунжерні пари сортують на групи за гідрощільністю. У насос установлюють пари
однієї групи. Після притирання і перевірки плунжерну пару не розукомплектовують. За
допомогою селективної збірки вдається забезпечити діаметральний зазор у них 1ч3 мкм.
Рисунок 12.14. Принцип золотникового регулювання подачі палива:
а – нульова подача; б – часткова подача; в – повна подача
Рисунок 12.15. Варіанти виконання плунжерів:
а, д – з несиметричним вифрезеруванням; б – з симетричним вифрезеруванням; в, е – з
верхньою регулювальною кромкою; г – з двома верхніми регулювальними кромками (для
двостадійного впорскування); ж – з пусковою канавкою; з – зі зворотнім відведенням палива
через кільцеву канавку у плунжері; и – зі зворотнім відведенням палива через кільцеву канавку у
гільзі; к – розгорнення золотникової частини плунжера; 1 – нижня відсічна кромка; 2 – верхня
регулювальна кромка; 3 – пускова канавка; 4 – канавка обмеження пускової подачі; 5 – канал
зворотного відведення палива; 6 – канавки для зворотного відведення палива; 7 – кільцева
канавка у плунжері; 8 – кільцева канавка у гільзі
Нагнітальні клапани бувають різними за конструкцією (рис. 12.16).
Рисунок 12.16. Конструкції нагнітальних клапанів:
а – грибкового пір'яного; б – грибкового трубчастого; в – золотникового; г – подвійного; 1
– грибок; 2 – хвостовик; 3 – центральний отвір; 4 – розвантажувальний пасок; 5 – сідло; 6 –
основний клапан; 7 – додатковий клапан; 8 – корегувальний отвір
Збільшення швидкості руху плунжера приводить до росту тиску у надплунжерному
просторі, скороченню тривалості упорскування і поліпшенню розпилювання. Однак збільшення
швидкості плунжера веде до зростання інерційних сил і зносу деталей насоса. Тому прагнуть
додати кулачку таку форму, при якій виходила економічна робота при задовільній
зносостійкості.
Тривалість процесу упорскування в залежності від типу двигуна і режиму його роботи
лежить у межах 15ч30° повороту колінчастого вала. Закон подачі палива (характеристика
упорскування) задається формою кулачка (рис. 12.17).
Для забезпечення потрібної подачі палива відповідно до режиму роботи ДВЗ і сталості
частоти обертання при фіксованому положенні рейки використовують регуляторичастоти
обертання (12.2). За характеристиками вони можуть бути однорежимними, дворежимними або
всережимними, за конструкцією – механічними відцентровими або електронними.
Регулятор встановлюють безпосередньо на ПНВТ, рейка якого з’єднана з регулювальним
важелем регулятора (рис. 12.18). Діапазон зміни швидкісного режиму задається педаллю подачі
палива, яка урівноважується відцентровою силою тягарів. При збільшенні частоти обертання
відцентрова сили тягарів збільшується, муфта рухається вліво, зменшуючи подачу палива і,
відповідно, частоту обертання. Аналогічно, при зменшенні частоти тягарі сходяться, рейка під
дією пружини зміщується у бік збільшення подачі. Таким чином, підтримується сталий режим
роботи ДВЗ. Дворежимний регулятор забезпечує сталу роботу лише у діапазоні малих обертів
холостого ходу та максимальної частоти за допомогою пружин 8 та 9 (рис. 12.18, б). На середніх
обертах частота визначається лише положенням педалі подачі палива. На рис. 12.19 зображено
будову всережимного регулятора фірми Bosch.
Всережимні регулятори використовують у тракторах та дорожніх машинах, дворежимні –
у легкових та вантажних автомобілях.
Рисунок 12.18. Схеми всережимного (а) та дворежимного (б) регуляторів:
1 – упор; 2 – важіль; 3, 8, 9 – пружини; 4 – муфта; 5 – тягар; 6 – рейка ПНВТ; 7 – рухливий
упор рейки; 10 – втулка
У ДВЗ з наддувом величина максимальної подачі пов’язана з тиском наддуву. У
нижньому діапазоні частот обертання тиск наддуву незначний, тому подачу палива треба
корегувати. Для цього застосовують компенсатор тиску у впускному трубопроводі (рис. 12.20,
а).
При роботі на великій висоті над рівнем моря подачу палива треба корегувати з
урахуванням зменшення наповнення циліндрів. Для цього використовують компенсатор
атмосферного тиску (рис. 12.20, б). Принцип його дії засновано на розширенні анероїдних
пластин при зростанні розрідження повітря.
Деякі ПНВТ мають коректори холостого ходу, пускові обмежувачі, стабілізатори
частоти обертання.
Рисунок 12.19. Всережимний регулятор моделі Bosch RQV:
1 – рейка ПНВТ; 2 – пружина; 3 – обмежувач повної подачі; 4 – регулювальна гайка; 5 – пружина
регулятора; 6 – відцентровий тягар; 7 – тяга рейки; 8 – регулювальна важіль; 9 – сухар куліси; 10
– важіль; 11 – кулачок; 12 – кривошип; 13 – повзун; 14 – підпружинений пересувний валик
Рисунок 12.20. Компенсатори: тиску у впускному трубопроводі (а) та атмосферного тиску (б):
1 – гвинт; 2 – тарілка; 3 – діафрагма; 4 – пружина; 5 – напрямна втулка; 6 – шток; 7 –
регулювальний вал; 8 – кривошип; 9 – тяга; 10 – рейка ПНВТ; 11 – корпус регулятора; 12 –
пускова пружина; 13 – кришка регулятора; 14 – важіль; 15 – кришка анероїдної камери; 16 –
анероїдні коробки; 17 – вилка; 18 – патрубок з’єднання з атмосферою; 19 – куліса
Зміну моменту початку впорскування палива у залежності від частоти обертання
забезпечує муфта випередження впорскування палива. Муфта встановлюється на
кулачковому валу ПНВТ, і за її допомогою вал приводиться у дію. При збільшенні частоти
обертання тягарі (рис. 11.21) розходяться під дією відцентрової сили. При цьому вони через
проставки провертають корпус і разом з ним – кулачковий вал, збільшуючи кут випередження
впорскування. При зменшенні частоти під дією пружин тягарі сходяться.
У сучасних ПНВТ механічний регулятор замінено на електромагнітний з програмним
керуванням від електронного блоку (рис. 12.22).
Рисунок 12.21. Муфта випередження впорскування палива:
1 – корпус; 2 – тягар; 3 – вісь; 4 – пружина; 5 – проставка; α – кут випередження
впорскування палива
Рисунок 12.22. Електронний регулятор
ПНВТ:
1 – рейка ПНВТ; 2 – пружина; 3 – контактне
кільце датчика шляху регулювання; 4 –
електромагніт; 5 – якір електромагніта; 6 – датчик
частоти обертання; 7 – імпульсне кільце датчика
частоти обертання; 8 – кулачковий вал ПНВТ
Для зменшення рівня шкідливих викидів на дизелях вантажних автомобілів підвищують
тиск впорскування і оптимізують момент його початку.
Момент початку впорскування палива незалежно від частоти обертання регулюється у
рядних ПНВТ з додатковою втулкою. Вони бувають лише з електронним керуванням. У таких
системах відсутня муфта випередження впорскування.
Додаткова втулка (рис. 12.23) рухається вертикально у вікні гільзи плунжера, змінюючи
момент початку впорскування. Робота секції зображена на рис. 12.24.
Рисунок 12.23. Секція ПНВТ з
додатковою втулкою:
1 – плунжер; 2 – вікно додаткової втулки; 3 –
розподільний отвір; 4 – додаткова втулка; 5 –
рейка ПНВТ; 6 – вал приводу додаткової
втулки
Рисунок 12.24. Схема роботи секції ПНВТ з додатковою втулкою:
1 – нагнітальний клапан; 2 – камера високого тиску; 3 – втулка плунжера; 4 – додаткова
втулка; 5 – регулювальна кромка плунжера; 6 – розподільний отвір; 7 – плунжер; 8 – пружина
плунжера; 9 – роликовий штовхач; 10 – кулачок; 11 – керувальний отвір; h1 – попередній хід; h2 –
корисний хід; h3 – холостий хід
12.3.2. Розподільні ПНВТ
РозподільніПНВТ (12.3) отримали поширення у дизелях легкових і легких вантажних
автомобілів. Вони розрізняються:
- за засобом утворення високого тиску – з аксіальним рухом плунжера та радіальним
рухом плунжерів;
- за засобом регулювання – з механічним та електронним керуванням;
- за методом керування цикловою подачею – з керуванням регулювальною кромкою та
з керуванням електромагнітним клапаном.
Схема системи живлення з розподіленим ПНВТ з механічним керуванням наведена на
рис. 12.25, конструкція насоса з аксіальним рухом плунжера – на рис. 12.26, а схема його роботи
– на рис. 12.27.
Рисунок 12.25. Система
живлення з розподіленим
ПНВТ з механічним
керуванням
1 – паливопровід низького
тиску; 2 – тяга; 3 – педаль
подачі палива; 4 – ПНВТ;
5 – електромагнітний
клапан зупинки; 6 –
паливопровід високого
тиску; 7 – зливний
паливопровід; 8 – форсунка;
9 – свіча розжарювання;
10 – паливний фільтр;
11 – паливний бак;
12 – паливопідкачувальний
насос; 13 – акумуляторна
батарея; 14 – ключ пуску;
15 – блок керування
свічами розжарювання;
16 – ДВЗ
Рисунок 12.26. Розподільний
насос з аксіальним рухом
плунжера:
1 – вал привода; 2 – важіль
регулятора; 3 – плунжер;
4 – дозатор; 5 – пружина;
6 – кулачкова шайба;
7 – ролик; 8 – шиберний
паливопідкачувальний насос
Плунжер, рухаючись до ВМТ (праворуч), здійснює хід нагнітання при набіганні виступів
кулачкової шайби (їх кількість дорівнює числу циліндрів ДВЗ) на ролики. Зміну циклової подачі
здійснює дозатор, який переміщується важелем керування та змінює момент відсічки.
Рисунок 12.27. Схема роботи насоса з
аксіальним рухом плунжера:
а – наповнення; б – активний хід; в – відсічка; А
– розподільний паз; Б – нагнітальний канал; В –
впускне вікно; Г – виточення; Д – надплунжерна
порожнина; Е – вікно; Ж – радіальний канал
Для відсічки використовуються нагнітальні клапани з дроселем зворотного потоку або
клапан постійного тиску (рис. 12.28). Обидва мають зворотні клапани, які пропускають зайве
паливо при появі у паливопроводах високого тиску хвиль тиску і попереджують
підвпорскування палива.
Рисунок 12.28. Нагнітальні клапани: з дроселем зворотного потоку (а) та постійного тиску (б):
1 – розвантажувальний пасок; 2 – стержень клапана; 3 – корпус клапана; 4 – шайба зворотного
клапана; 5 – пружина; 6 – держатель клапана; 7 – регулювальна шайба; 8, 10 – втулка; 9 –
пружина клапана постійного тиску; 11 – поршень клапана постійного тиску; 12 – шариковий
клапан постійного тиску; 13 – тарілка
Регулятори частоти обертання аналогічно рядним ДВЗ можуть бути механічними і
електронними (рис. 12.29), дво- і всережимними. ПНВТ можуть бути обладнані пристроями
поліпшення холодного пуску, тиску у впускному колекторі тощо.
Пристрій випередження впорскування (рис. 12.30) – гідравлічний. Під діє тиску палива
поршень пристрою зміщується, повертаючи роликове кільце, тим самим змінюючи момент
впорскування.
Рисунок 12.29. Регулятори частоти обертання розподільних ПНВТ – механічний (а) та
електронний (б):
1 – важіль керування; 2 – відцентровий регулятор; 3 – важільний механізм; 4 – регулювальна
втулка; 5 – кільцевий датчик; 6 – механізм регулювання циклової подачі; 7 – електромагнітний
клапан зупинки ДВЗ; 8 – плунжер; 9 – клапан регулювання моменту подачі
Рисунок 12.30. Гідравлічний пристрій випередження впорскування: будова (а) та принцип дії (б):
1 – роликове кільце; 2 – ролик; 3 – опора; 4 – палець; 5 – поршень пристрою випередження
впорскування; 6 – кулачкова шайба; 7 – плунжер
У ПНВТ з електронним керуванням (рис. 12.31) додано: датчик кута повороту вала
ПНВТ, електромагнітний клапан високого тиску та електронний блок керування.
Рисунок 12.31. Розподільний ПНВТ з електронним керуванням:
1 – датчик кута повороту вала ПНВТ; 2 – привод ПНВТ; 3 – блок керування ПНВТ; 4 –
електромагнітний клапан високого тиску; 5 – нагнітальний клапан; 6 – пристрій випередження
впорскування з електромагнітним клапаном
У розподільних ПНВТ з радіальним рухом плунжерів (роторних) тиск утворюється
плунжерами, що рухаються у пазах ротора при набіганні штовхачів на виступи кулачкової
шайби (рис. 12.32). Тривалість впорскування і момент відсічки керуються електромагнітним
клапаном високого тиску (рис. 12.33).
Рисунок 12.33. Конструкція (а) та
схема роботи (б) розподільного
роторного ПНВТ:
1 – паливопідкачувальний насос; 2 –
датчик кута повороту валу ПНВТ; 3 –
блок керування; 4 – блок високого
тиску (9 – плунжерний блок; 10 –
ротор; 12 – нагнітальний клапан); 5 –
пристрій випередження
впорскування; 6 – електромагнітний
клапан високого тиску; 7 –
електромагнітний клапан
встановлення моменту початку
впорскування; 8 – клапан керування
тиску; 11 – клапан дроселювання
перепуску
Рисунок 12.32. Схема
розподільного насоса з
радіальним рухом поршнів:
а – наповнення; б – активний
хід; в – приклади конструкції
плунжерів; 1 – ротор; 2 – втулка;
3 – кулачкова шайба; 4 –
штовхач; 5 – плунжери; 6 –
ролики; 7 – пази штовхача; 8 –
камера високого тиску; А –
впускне вікно; Б – випускне
вікно
12.4. Форсунки
Форсунки призначені для розпилювання палива та утворення факела палива, що
забезпечує необхідне сумішоутворення в камері згоряння. Розрізняють форсунки відкритого і
закритого типів.
Відкритіфорсунки являють собою одне чи кілька соплових отворів, розташованих на
кінці нагнітального трубопроводу, тобто об`єм порожнини високого тиску завжди має
сполучення з простором камери згоряння. Істотним недоліком форсунки є те, що в результаті
розширення об`єму палива в нагнітальному трубопроводі після відсічення відбувається
витікання палива через сопло при малих тисках розпилювання. Це приводить до погіршення,
неповноти згоряння, закоксування форсунок. Відкриті форсунки застосовують для паливних
систем з невеликим об`ємом між плунжером і сопловим отвором.
У автотракторних ДВЗ використовують лише закритіфорсунки. У них, завдяки
запірному органу – голці, нагнітальна порожнина з'єднується з камерою згоряння тільки в
процесі впорскування палива.
Паливо розпилюється розпилювачем, що складається з корпуса і голки. Голка
притискається до корпуса пружиною. Принцип дії закритої форсунки з гідравлічним керуванням
(рис. 12.34) полягає в тому, що, коли зусилля на конічному пояску голоки, що створюється
стисненим паливом, переборює силу пружини, голка розпилювача відходить від сідла, і паливо з
великою швидкістю минає через соплові отвори розпилювача. При зниженні тиску в
нагнітальному трубопроводі голка розпилювача під дією пружини сідає в сідло і закриває
соплові отвори.
Рисунок 12.34. Закрита форсунка з пружинними
запиранням:
1 – штуцер; 2 – захисний фільтр; 3 – пружина; 4 – голка
розпилювача; 5 – корпус розпилювача; 6 – корпус форсунки;
А – підвідний канал; Б – відвідний канал
Розпилювачі (рис. 12.35) бувають з одним і декількома отворами. Останні мають від 4 до
10 отворів діаметром 0,15ч0,25 мм. До їхніх недоліків відносять засмічування і закоксовування
соплових отворів, що приводять до зміни форми і напрямку факелів і повного припинення
подачі палива. Розпилювачі з одним отвором звичайно застосовують у двигунах з розділеними
камерами згоряння і поділяються на штифтові та безштифтові. Штифт сприяє кращому
розпилюванню палива і додає необхідну форму факелу при підйомі голки. Застосовуються
розпилювачі з конічним і циліндричним штифтами.
Розпилювачі, у яких голка має плоский кінець, називаються безштифтовими. Вони мають
той недолік, що при експлуатації у них порушується герметичність сопла, у зв'язку з чим не
забезпечується нормальне розпилювання палива. Зі збільшенням частоти обертання вала
паливного насоса, а також при переході до двотактного процесу коливання стовпа палива у
нагнітальному трубопроводі починають сильно позначатися на процесі впорскування.
Коливання спотворюють закон подачі палива, що заданий профілем кулачка, і можуть викликати
додаткове впорскування палива (підвпорскування).
Рисунок 12.35. Розпилювачі закритих форсунок: а – багатоотворовий; б – штифтовий;
1 – корпус; 2 – голка; 3 – штифт
Рисунок 12.36. Двопружинна форсунка:
1 – корпус форсунки; 2 – регулювальні шайби; 3 –
верхня натискна пружина; 4 – натискний штифт;
5 – напрямна шайба; 6 – нижня натискна
пружина; 7 – натискний стержень; 8 – тарілка; 9 –
проставка; 10 – опорна втулка; 11 – корпус
розпилювача; 12 – гайка розпилювача; 13 – голка
розпилювача; h1 – попередній хід голки; h2 –
основний хід голки
Для реалізації двостадійного впорскування використовують двопружинні форсунки (рис.
12.36). Попереднє впорскування (при тиску 20ч22 МПа) здійснюється при стискуванні верхньої
пружини, доки голка не упреться у опорну втулку. Основне впорскування (при тиску 36ч42
МПа) відбувається при стискуванні нижньої пружини, при цьому голка переміщується разом з
опорною втулкою до упирання у проставку.
Конструкція електрогідравлічної форсунки зображена на рис. 12.37. При відкритті за
допомогою електромагніту кульковим клапаном дросельного отвору відведення палива тиск над
голкою падає, і голка підіймається. При закритті клапана тиск над голкою перевищує тиск під
голкою, і форсунка закривається.
Рисунок 12.37. Електрогідравлічна
форсунка: а – у закритому стані; б – у
відкритому стані;
1 – магістраль зворотного зливу; 2 –
штекер; 3 – електромагнітний клапан; 4
– магістраль високого тиску; 5 – кулька
клапана; 6 – дросельний отвір
відведення палива; 7 – дросельний
отвір підведення палива; 8 – камера
керівного клапана; 9 – поршень
керівного клапана; 10 – канал
підведення палива до розпилювача; 11
– голка розпилювача
Все темы данного раздела:
Макіївка, 2007 р.
Модуль 1. Основи теорії ДВЗ
ЗМІСТ
ТЕМА 1. ІСТОРІЯ РОЗВИТКУ ТА КЛАСИФІКАЦІЯ ДВЗ.
ЗАГАЛЬНА БУДОВА ДВИГУНІВ
ДВИГУНІВ
Ключові слова і поняття:
Двигунвнутрішньогозгоряння (ДВЗ) (1.1) – сукупність механізмів та систем, що
перетворює теплоту газі
Коротка історія розвитку ДВЗ
Перший діючий ДВЗ був побудований у Франції ЖаномЕтьєномЛенуаром у 1860 р.
Паливом був світильний газ, попередній стиск суміші не здійснювався, тому
Рудольф Крістіан Карл ДИЗЕЛЬ
(1858-1929 рр.)
Народився у Парижі. Вже у 14 років Дизель вирішив
працездатного двигуна внутрішнього згоряння.
Народився 10 липня 1832 р. у місті Хольцхаузен
Жан Етьен ЛЕНУАР
(1822-1900 рр.)
Закінчивши зі срібною медаллю гімназію, він
поступив у Петербурзький технологічний інститут. За
Класифікація ДВЗ
Ознаки класифікації ДВЗ можуть бути різними і визначаються як призначенням,
особливостями практичного застосування, так і принципами побудови, елементами конструкції
І двигуни з самозапалюванням від стиску (1.14) та з запалюванням від запальної дози
рідкогопалива (1.15).
6. За способом регулювання потужності: з якісним (дизелі, газодизелі), кількісним
(бензинові та газові) та змішаним регулюванням.
Робочий цикл чотиритактного двигуна з примусовим запалюванням
Рисунок 1.3. Схема робочого процесу чотиритактного двигуна з примусовим запалюванням
а – впуск, б – стиск, в – робочий хід, г – випуск
Робочий цикл чотиритактного дизеля
Рисунок 1.4. Схема робочого процесу чотиритактного дизеля
а – впуск, б – стиск, в – робочий хід, г – випуск.
1 – паливний насос, 2 – поршень, 3 – форсунк
Робочий цикл двотактного двигуна з примусовим запалюванням
Рисунок 1.5. Схема робочого процесу двотактного двигуна з примусовим запалюванням
а – впуск та стиск, б – робочий хід, в – стиск суміші у кривошипній кам
Робочий цикл двотактного дизеля
Рисунок 1.7. Схема робочого процесу двотактного дизеля
а – робочий хід, б – випуск, в – продувка.
1 – нагнітач, 2 – впускне вікно, 3 – ви
Порівняння чотиритактних двигунів із двотактними
Переваги чотиритактних двигунів у порівнянні з двотактними:
- більший ККД, особливо при часткових навантаженнях;
- менша теплова напруженість деталей;
- к
Основні механізми та системи двигунів
Для забезпечення нормальної роботи, зручності монтажу сучасні двигуни внутрішнього
згоряння зібрані з окремих механізмів, систем, вузлів і агрегатів, кожний з яких має особ
Компонувальні схеми двигунів
Різноманіття областей застосування ДВЗ і вимог до їхніх конструкцій обумовлюють
складність їхньої класифікації за конструктивними ознаками. Конструкції двигунів залежать ві
V-подібні ДВЗ
V-подібні двигуни розрізняються за кутом розвалу β (рис. 1.16). Якщо він дорівнює 180є,
такий двигун називають опозитним(1.43). У інших випадка
Інші конструктивні схеми ДВЗ
W-подібними називають двигуни, які мають три ряди циліндрів. Але „з легкої руки”
концерну Volkswagen AG зараз так часто називають чотирирядні ДВЗ.
W
ТЕМА 2. ПАЛИВО ДЛЯ ДВЗ ТА ПРОЦЕСИ ЙОГО ЗГОРЯННЯ
Ключові слова і поняття:
Бензин (2.1) – суміш нафтових дистилятів (продуктів перегонки), що википає при
температурах 25ч215єС
Вимоги до палив
Теплота, яка потрібна для виконання роботи, у ДВЗ утворюється при згорянні палива у
циліндрі. На сьогодні основними видами палив для ДВЗ є бензини та дизельні палива, які
Бензини
С
0,855
0,870
0,375
0,520
Н
0,145
0,126
0,125
0,140
Вміст
Дизельні палива
Дизельне паливо (ДП) за технологією виробляти простіше, але його сировинна база
обмеженіша – його одержують прямою перегонкою нафти та каталітичним крекінгом
нафто
Газоподібні палива
Перші ДВЗ на газовому паливі працювали ще у середині ХІХ сторіччя. Але на сьогодні
вони менш популярні, ніж бензин та дизельне паливо.
Переваги газоподібних палив
Альтернативні палива
Швидке зменшення світових запасів нафти вимагає пошуку та розвитку альтернативних
У якості альтернативних видів палива можуть використовуватися с
Біодизельне паливо
0,02
Водень Н2є найбільш перспективною альтернативою вуглеводневим типам палив. Крім
того, він є перспе
Хімічні реакції при згорянні палива
Для повного згоряння палива необхідно визначити кількість повітря, що називається
теоретично необхідною і визначається за елементарним складом палива.
Кількість по
Порівняння ідеальних циклів з реальними
Згадаємо, що до замкнутих теоретичних (ідеальних) ДВЗ належать цикли (рис. 3.1): Отто
(з ізохорним підведенням теплоти), Дизеля (з ізобарним підведенням теплоти) та Трінкле
Процес впуску
Процесом впуску звичайно називають процес наповнення циліндра двигуна свіжим
зарядом. Цей процес трохи відрізняється для двигунів без наддуву і з наддувом.
Процес стиску
ηv = 0,8ч0,94;
ηv = 0,8ч0,97;
ηv = 0,75ч0,8.
При розгляді ідеальних циклів
Процес згоряння
Процеси сумішоутворення та згоряння у ДВЗ будуть ще розглянуті окремими темами, а у
цьому підрозділі розглянемо розрахунок процесу згоряння (c-z на рис. 3.2).
Процес розширення
Тz= 2400ч3100 К
Тz= 1800ч2300 К
Тz = 2200ч2500 К
Тz= 2000ч2300 К
За аналог
Процес випуску
Відкриття випускного клапана в ДВЗ здійснюється за 40ч80є за кутом повороту
колінчастого вала до приходу поршня в НМТ (точка 3 на рисунках 3.3). При цьому трохи
ТЕМА 4. ПОКАЗНИКИ РОБОЧОГО ЦИКЛУ ДВИГУНА. ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВЗ
Ключові слова і поняття:
Середнійіндикаторнийтиск (4.1) – розрахункова робота газів, віднесена до ходу
поршня.
Регулювальна характеристика двигуна із зовнішнім сумішоутворенням за складом
суміші (4.19) – залежність зміни потужності й питомої витрати палива, а також інших показників
від якісного складу суміші, що обумовлений коефіцієнтом надлишку повітря
Індикаторні параметри робочого циклу
Робочий цикл (1.22) характеризується індикаторними показниками. Ці показники
стосуються процесів, що відбуваються усередині циліндра двигуна, та характеризують
дос
Ефективні показники двигуна
Індикаторні показники достатньою мірою відображають якісні сторони перетворення
тепла в роботу в двигуні, але не враховують втрати енергії на тертя, привод допоміжних
Поняття про характеристики
Призначення двигуна – виробляти механічну енергію, яка може бути використана для
привода в дію будь-якої машини, агрегату або вузла. Таким чином, машина або силова передача
Швидкісні характеристики
Розрізняють зовнішню і часткові швидкісніхарактеристики (4.11).
Зовнішнюшвидкіснухарактеристику (ЗШХ)(4.12) одержують при повно
Регулювальна характеристика двигуна із зовнішнім сумішоутворенням за складом
суміші (4.19). Залежність потужності й питомої витрати палива, а також інших показників від
якісного складу суміші, що обумовлений коефіцієнтом надлишку повітря, або в
Регулювальна характеристика дизеля за кутом випередження подачі палива (4.21).
Залежність показників роботи двигуна від кута випередження подачі палива при незмінному
положенні рейки паливного насоса й незмінній частоті обертання вала називається
регулювальн
Регуляторні характеристики
Умови роботи двигуна можуть характеризуватися необхідністю збереження частоти
обертання вала при змінному навантаженні (робота на генератор електричної енергії, на
Навантажувально-швидкісні характеристики
Навантажувально-швидкіснахарактеристика (4.23) поєднує (синтезує) швидкісні й
навантажувальні характеристики – див. рис. 4.16. Як правило, такі характе
ЗАПАЛЮВАННЯМ
Ключові слова і поняття:
Сумішоутворення (5.1) – комплекс взаємозалежних процесів дозування палива й повітря,
розпилювання й
Загальна характеристика процесу
Основними ознаками робочого циклу двигунів з примусовим запалюванням (1.13) є:
1. Відносно низький ступінь стиску (1.28) свіжого заряду (ε = 7ч11 і трохи вище);
Утворення гомогенних сумішей
Змішення компонентів суміші відбувається в результаті молекулярної дифузії одного газу
в іншій. У сучасних двигунах тривалість процесу сумішоутворення складає 0,0005ч0,06 с
Утворення гетерогенних сумішей
Безпосереднєвпорскуванняпалива. Метою внутрішнього приготування неоднорідної
робочої суміші є забезпечення роботи ДВЗ на усіх його режимах без дросельн
Процес згоряння
При згорянні однорідних вуглеводневих палив максимальна швидкість полум'я Uнмах
досягається при трохи збагачених пальних сумішах. У випадку, коли Uнмin=0,1 м/
Вплив різних факторів на процес згоряння.
Кут випередження запалювання φв.з. на кожному режимі повинен забезпечувати
найкращі показники двигуна. Такий кут називається оптимальним φв.з.опт. При цьо
Порушення процесу згоряння
В міру поширення фронту полум'я від іскри незгоріла суміш буде нагріватися і
стискуватися внаслідок росту тиску при згорянні. У цій частині свіжої суміші можуть створи
СО2→С+О2.
Рисунок 5.14. Індикаторні діаграми при порушеннях процесу згоряння у ДВЗ з примусовим
запалюванням: а – слабка детонація, б – сильна детонація
Фактори, що впливають на виникнення детонації.
Хімічний склад палива:
а) груповий склад палива – парафіни, олефіни, ароматичні вуглеводні; парафіни
детонують більше, ніж олефіни; олефіни більше, ніж нафтени і т.д.
Передчасне запалення
Передчасне (жарове) запалення (ЖЗ) виникає під час процесу стиску (до моменту появи
іскри) від нагрітих (вище 700ч800°С) зон центрального електрода свічі, головки випускног
Запалення від стиску при виключеному запалюванні
Таке запалення спостерігається в двигунах з ε > 8,5. При переході двигуна від режиму
максимальної потужності до режиму холостого ходу після вимикання запалюв
Загальна характеристика процесу
Основними ознаками робочого циклу двигуна із внутрішнім сумішоутворенням (1.11) є:
1. Висока ступінь стиску (1.28) повітряного заряду (ε = 14ч24);
2. Впорскув
Впорскування й розпилювання палива
Процес подачі палива у дизеля починається наприкінці процесу стиску до приходу
поршня у ВМТ (1.19). Впорскування палива в циліндр здійснюється з розпилювача форсунки
Сумішоутворення
Загальні вимоги до процесу сумішоутворення й згоряння
Процес сумішоутворення й згоряння в дизелях повинен відповідати наступним основним
вимогам:
1
Процес згоряння
Згоряння є складним фізико-хімічним процесом. Воно визначає енергетичні, економічні
й екологічні показники циклу, динамічні навантаження на деталі двигуна.
ТЕМА 7. КРИВОШИПНО-ШАТУННИЙ МЕХАНІЗМ
Ключові слова і поняття:
Циліндр (7.1) – напрямний елемент для поршня.
Блокциліндрів (7.2) – єдиний елем
Циліндр
Циліндр (7.1) є напрямним елементом для поршня. У ДВЗ з рідинним охолодженням, як
правило, усі циліндри з’єднані у єдиний елемент – блокцилі
Головка циліндрів
Головкициліндрів (7.10) (рис. 7.13) закривають циліндри зверху і служать для
розміщення камери згоряння.
Вимоги до головок циліндрів:
Рухомі деталі КШМ
Поршень (7.12) являє собою металевий стакан, що розташований днищем до головки
циліндра. Він сприймає тиск газів при робочому ході і передає силу
Поршневі кільця
За призначенням і функціями відрізняють поршневі кільця:
- компресійнікільця (7.13);
- маслознімнікільця (7.14).
Поршневий палець
Поршневийпалець (7.15) служить для з'єднання поршня із шатуном і являє собою
коротку трубку.
У залежності від способу кріплення розрізняють дв
Колінчастий вал
У групу колінчастоговала (7.17) входять: колінчастий вал, противаги, маховик,
елементи приводу ГРМ та інших механізмів, вузол осьової фіксації та де
Підшипники колінчастого вала
В основному у сучасних ДВЗ використовують підшипники ковзання, у важких ДВЗ
можуть використовуватися й підшипники кочення (у якості корінних, при цьому колінчастий в
Балансування ДВЗ
Сили і моменти, що виникають при здійсненні деталями КШМ зворотно-поступальних й
обертальних рухів, утворюють вібрації, які передаються через опори двигуна на кузов.
Тенденції розвитку КШМ
1. Подальше зменшення маси блоку циліндрів використанням алюмінієвих блоків без
гільз. У поверхні циліндрів електролітичним шляхом утворюється підвищений вміст кремнію,
Загальна конструкція ГРМ
Газорозподільний механізм (ГРМ) (1.34) призначений для забезпечення періодичної зміни
робочого тіла у циліндрах (7.1) ДВЗ при реалізації дійсного циклу. Зміна робочого тіла
Класифікація ГРМ
Класифікаційних ознак ГРМ багато. Розглянемо основні:
1) за взаємним розташуванням розподільного вала та клапанів:
- SV (8.4) (Side Valves)
Розподільний вал
Розподільнийвал (8.9) призначений для керування клапанами за допомогою кулачків, які
розташовані на ньому. У ДВЗ з примусовим запалюванням він може так
Деталі передачі
При нижньому розташуванні розподільного вала та верхньому розташуванні клапанів у
деталі передачі входять (рис 8.36):
- штовхач 2, я
Клапанний вузол
Вимоги до клапанного вузла:
- забезпечення наповнення циліндра та його герметизація;
- мінімальна маса;
- достатня міцність та жорсткість;
- мала
Фази газорозподілу
Фазигазорозподілу (8.11) звичайно зображують у виді кругової діаграми, яку називають
діаграмою фаз газорозподілу (рис. 8.58).
Тенденції розвитку ГРМ
1. Виконання перспективних екологічних вимог, а також економії палива вимагає все
частішого використання систем змінення фаз газорозподілу, причому, як впускних, так і
ТЕМА 9. СИСТЕМИ ЗМАЩЕННЯ ДВЗ
Ключові слова і поняття:
Системазмащеннязмокримкартером (9.1) – система, у якій запас масла зберігається в
піддоні картера.
Загальна конструкція системи змащення
Основне призначення систем змащення (1.35) ДВЗ – забезпечення працездатності
двигунів, у тому числі:
- забезпечення масляного шару між усіма поверхнями тертя;
Умови змащування
У ДВЗ переважає тертя ковзання, яке буває сухим, напівсухим, напіврідинним,
рідинним. Умови змащення для окремих вузлів і деталей двигуна вибирають у залежності від
Вузли та агрегати систем
Резервуаром для зберігання запасу масла у ДВЗ з мокрим картером, якими є більшість
двигунів, є піддон картера (масляний піддон, нижній картер) (7.9) (рис. 9.3, 9.4).
Класифікація та властивості моторних масел
Масла, що застосовують для змащування поршневих ДВЗ, називають моторними.
Залежно від призначення, їх підрозділяють на масла для дизелів, масла для бензинових двигун
Властивості масел і методи їхньої оцінки.
Миючі присадки забезпечують необхідну чистоту деталей двигуна та знижують
схильність масла до утворення низькотемпературних відкладень і швидкість забруднення
фільтрів тонк
Рекомендована область застосування
Нефорсовані бензинові двигуни і дизелі
Б
Б1Малофорсовані бензинові двигуни, що працюють в умовах, які сприяють
утворенню високот
Бензинові двигуни
Двигуни, що працюють у легких умовах
Двигуни, що працюють при помірних навантаженнях
Двигуни, що працюють із підвищеними навантаженнями (моделі випуску до 1964 р.)
Двигун
Дизельні двигуни
Двигуни, що працюють при помірних навантаженнях на малосірчастому паливі
Двигуни без наддуву, що працюють при підвищених навантаженнях на сірчастому паливі
Двигуни (у тому числі з
Дизельні двигуни
Двигуни без наддуву, що працюють при звичайних умовах
Двигуни без наддуву для тяжких умов або з наддувом для помірних умов
Двигуни з наддувом для особливо тяжких умов
Дви
Область застосування й властивості масла
Бензинові двигуни
Двигуни, конструкція яких допускає застосування енергозберігаючих масел, що
знижують тертя, малов’язких при високій температурі (150°С) і великої швидкост
А/В: масла для бензинових і дизельних двигунів легкових автомобілів
Масла, що призначені для бензинових і дизельних двигунів легкових автомобілів і фургонів, що
допускають застосування масел, які мають знижену в'язкість при високих температурах і швидкостя
С: масла, що сумісні з каталітичними нейтралізаторами відпрацьованих газів
Масла з високою стабільністю властивостей, що призначені для застосування у
високопродуктивних бензинових і дизельних двигунах з DPF та TWC легкових автомобілів і фургонів,
Е: масла для потужних дизельних двигунів вантажних автомобілів, автобусів
Призначені для широкого застосування в дизельних двигунах з і без турбонаддуву вантажних
автомобілів, що працюють у середніх і тяжких умовах і з нормальним інтервалом заміни. Масло
Дизельних двигунів великовантажних автомобілів.
Донедавна мастильні матеріали для важких дизельних двигунів комерційного транспорту
розроблялися з урахуванням вимог регіональних ринків: у Європі – специфікації АСЕА, у Японії
Дизельних двигунів легкових автомобілів і легких комерційних вантажівок.
Нові світові специфікаціями Global DLD були спільно розроблені ACEA, Асоціацією
компаній-виготовлювачів двигунів США (EMA) і Японською асоціацією виготовлювачів
Volvo Truck
VDS (Volvo Drain Specification), специфікація на подовжені інтервали заміни для
моторних масел, що застосовують у дизельних двигунах з турбонаддувом.
VW/Audi
VW 500.00 Легкоплинні енергозберігаючі всесезонні масла SAE 5W-30, 5W-40, 20W-30
або 10W-40, що призначені для застосування у бензинових двигунах.
Способи охолодження ДВЗ
При роботі двигунів їхні деталі нагріваються в результаті контакту з гарячими газами і
тертя. Інтенсивність нагрівання залежить від режиму роботи двигуна, тому при малих
Рідинні системи охолодження
При рідинному охолодженні тепло від стінок і головок циліндрів передається рідині.
Нагріта в такий спосіб рідина надходить у радіатор, що продувається повітрям, де теплота
Повітряні системи охолодження
При повітряному охолодженні тепло від стінок циліндра і головки циліндра передається
безпосередньо повітрю. Для збільшення поверхні охолодження циліндр і головки циліндрів
Норма за ГОСТ 28084-89
Прозора однорідна пофарбована рідина
без механічних домішок
мінус 40
5. Корозійний вплив на метали, г/м2
ТЕМА 11. СИСТЕМИ ЖИВЛЕННЯ БЕНЗИНОВИХ ДВИГУНІВ
Ключові слова і поняття:
КарбюраторніДВЗ (11.1) – бензинові ДВЗ, у яких приготування пальної суміші
відбувається у спеціально
Класифікація та вимоги до систем живлення бензинових ДВЗ
Система живлення (1.37) призначена для приготування пальної суміші (1.30), яка потрібна
для роботи ДВЗ.
Згадаємо, що фактично ДВЗ працюють на робочій суміші (1.31)
Загальна будова системи
Паливні системи карбюраторних двигунів включають звичайно наступні основні вузли й
елементи (рис. 11.1):
1. Паливний бак з датчиком та покажчиком рівня палива.
Конструкція елементів системи
Паливний бак (рис. 11.2) виготовляють штампуванням зі сталі зі свинцевим покриттям
для попередження корозії або з пластмаси. Усередині часто для збільшення
Допоміжні пристрої карбюратора.
Пусковийпристрій (рис. 11.16) служить для приготування карбюратором багатої суміші
при пуску холодного двигуна, тому що в цих умовах відбувається погане розпилювання п
Пристрої збагачення суміші при максимальному навантаженні.
Економайзер (збагачувач) карбюратора призначений для збагачення пальної суміші при
великих навантаженнях двигуна. Дія збагачувача обумовлена зміною опору паливної сист
Карбюратори зі змінним перетином дифузорів.
Більшістю це карбюратори з горизонтальним потоком суміші. Вони існують двох типів:
- зі змінним перетином дифузора, що виконує роль дроселя;
- з регулюванням кількості суміші дрос
Карбюратори з електронним керуванням.
Поява таких карбюраторів пов’язана з підвищенням вимог до викидів токсичних речовин
у відпрацьованих газах. Ефективна робота трикомпонентних каталітичних нейтралізаторів
вимагає п
Класифікація систем впорскування
У системах з впорскуванням палива внаслідок відсутності карбюратора знижується опір
впускної системи, підвищується рівномірність розподілу палива по циліндрах і зменшується
Паливні системи фірми BOSCH.
Компанія Bosch почала експерименти зі створення бензинового впорскування ще у 1921
році.
У результаті численних експериментів (1923ч1928 рр.) було створено першу систему
Комплексна система керування двигуном "Digifant" фірми VOLKSWAGEN
складається із двох підсистем: керування впорскуванням палива й керування кутом
випередження запалювання. Робота всіх підсистем управляється електронним контролером, що є
спеціалі
Системи розподіленого впорскування
Система (рис. 11.35) забезпечує подачу палива електромагнітними форсунками у зону
впускних клапанів. До її переваг відносяться краща економічність та потужність чере
Конструкція елементів систем
Паливні насоси. У системах впорскування робочий тиск у паливній магістралі форсунок
треба забезпечити безпосередньо перед моментом запуску двигуна, тому бе
Форсунки.
При центральному впорскуванні форсунку об’єднано у єдиний агрегат з регулятором
тиску та дросельною заслінкою (рис. 11.52). Форсунка (рис. 11.53) електромагнітна, у
виключеному ст
ТЕМА 12. СИСТЕМИ ЖИВЛЕННЯ ДИЗЕЛІВ
Ключові слова і поняття:
РяднийбагатоплунжернийПНВТ (12.1) – паливний насос високого тиску, у якого
кількість секцій дорівнює
Основні схеми систем живлення дизелів
Паливна система дизеля забезпечує збереження, підготовку і подачу палива у визначений
період робочого циклу і його розподіл у камері згоряння. Система також здійснює дозува
Елементи системи
Паливні баки мають витримувати подвійний робочий тиск контуру низького тиску.
Надлишковий тиск стравлюється крізь отвори або клапани.
Пали
Насос-форсунки
Для оптимізації систем впорскування, збільшення тиску впорскування та скорочення
шляху, який проходить паливо під високим тиском, використовують індивідуальні системи
Індивідуальні ПНВТ
ІндивідуальнийПНВТ (12.5) (англ. UPS – Unit Pump System) схожі з насос-форсунками,
але у них ці елементи відокремлені та поєднані через короткий
Акумуляторні паливні системи
Акумуляторніпаливнісистеми (12.6) почали використовуватися з 1910 р. до 1950-х рр.
на суднових дизелях. Припинення їх використання пов’язано з недоліка
Тенденції розвитку систем живлення дизелів
Усі нові моделі дизелів мають нерозділені камери згоряння. Для нових моделей
характерний осесиметричний процес сумішоутворення, 4-клапанний газорозподіл, турбонаддув
Класифікація систем живлення газових ДВЗ
Основною метою використання газових палив є економія нафтових ресурсів, а також
екологічні міркування. До газових палив відносяться пропан-бутанові суміші та природні
Системи живлення скрапленим нафтовим газом
Скраплені вуглеводневі гази (пропан-бутан) (СНГ або LPG) застосовуються як паливо
давно. Розвиток газових систем відбувався повільніше за бензинові системи.
Назва газової системи живлення
SGI (Sequential Gas Injection)
GSI (Gaseous Sequential Injection)
LPI (Liquid Propane Injection)
«Sequent»
«Polaris»
Системи живлення компримованим природним газом
Природний газ як моторне паливо на автомобільному транспорті використовується і може
бути використаний для таких типів двигунів і транспортних силових агрегатів:
1
Системи живлення скрапленим природним газом
Система включає (рис. 13.9): бак для зберігання СПГ, газифікатор, запірну і розподільну
арматури, систему забезпечення безпеки, систему вимірів параметрів рідкої і газової
Водневі системи живлення
Прагнення знизити токсичність відпрацьованих газів обумовило інтерес до водневих ДВЗ.
При згорянні водню практично не утворюються СО і СН, оскільки у паливі в
Тенденції розвитку систем живлення
Історія розвитку газомоторного палива показує, що застосування його, а також того або
іншого газу у двигунах внутрішнього згоряння залежить від наступних основних факторів:
Системи впуску
Система впуску (1.40) призначена для підведення свіжого заряду у циліндри ДВЗ,
очищення повітря та його підігріву. У двигунах із зовнішнім сумішоутворенням (1.10) у
Динамічний наддув
У цій системі нагнітача як такого немає. Для підвищення наповнення використовують
хвильові явища, що виникають у впускній системі внаслідок періодичного відкриття-закриття
Механічний наддув
При механічному наддуві нагнітач (Supercharger, Kompressor) приводиться у дію від ДВЗ.
Нагнітачі можуть бути об’ємними або відцентровими.
Керування т
Турбонаддув
Рисунок 14.29. Турбокомпресор у розрізі
(кольором показано розподіл температур при роботі)
Охолодження повітря
На багатьох ДВЗ з наддувом установлюється проміжнийохолодникнаддувногоповітря
(14.4) (intercooler, aftercooler). При
Нетрадиційні схеми наддуву
Система Maxidyne. Сутність цієї системи з газотурбінним наддувом полягає у тому, що
оптимальних умов входу газу на лопати турбіни домагаються на пон
Загальна будова системи
Система випуску (1.41) призначена для:
- зниження концентрації шкідливих речовин у відпрацьованих газах,
- випуску відпрацьованих газів з припустимим рівнем шуму і
Акустичні показники ДВЗ. Глушники шуму
ДВЗ є джерелом дуже сильного акустичного шуму. Весь звуковий діапазон коливань від
16 Гц до 20 кГц поділяють на низькочастотний – до 400 Гц, середньочастотний – 400ч1000 Гц
Утворення токсичних речовин у двигунах
Джерелами викидів шкідливих речовин є вихлопні, картерні гази і пари палива.
До складу відпрацьованих газів (ВГ) входять близько 200 компонентів. Усі ці речовини,
Засоби і системи зниження токсичності
Повністю уникнути вмісту шкідливих речовин у ВГ неможливо. Тому для зменшення
викидів застосовують спеціальні заходи:
1. Шкідливі компоненти ВГ у випускній системі
Нейтралізатори відпрацьованих газів
У термічних і каталітичних нейтралізаторахвідпрацьованихгазів(14.6) відбуваються
хімічні реакції, у результаті чого зменшується концентрація газових
Системи рециркуляції відпрацьованих газів
Системарециркуляціївідпрацьованихгазів (14.8) (EGR – Exhaust Gas Recirculation)
(рис. 14.57) примусово повертає частину ВГ у циліндри ДВЗ. При ц
Нормативні вимоги щодо викидів токсичних речовин
Автопромисловість США щорічно витрачає 18,4 млрд. доларів на дослідження і розробку
нових технологій для створення більш паливноекономічних та екологічно ч
Загальна характеристика систем запалювання
Система запалювання (1.39) призначена для формування імпульсів високої напруги, які
забезпечують надійне іскроутворення у свічі та запалювання робочої суміші (1.31). До її
Джерела струму
У якості джерел електричного струму звичайно використовують генератор і
акумуляторну батарею (АКБ). Робочою напругою найчастіше є 12 В.
Генератор (15.1)
Контактно-транзисторна система запалювання
Рисунок 15.5. Схема контактно-
транзисторної системи запалювання:
1 – свіча; 2 – ротор; 3 –
розподільник; 4 –
Електронні системи запалювання
У електронних системах запалюваннях контактний переривник замінено на безконтактні
датчики (рис. 15.6). У якості датчиків використовують найчастіше магнітоелектричні датчик
Способи пуску ДВЗ
Пуск двигуна можливий тільки в тому випадку, коли колінчастий вал приводиться в
обертання допоміжним пристроєм. Провертання колінчастого вала від стороннього джерела
Загальна будова електричної системи пуску та її елементи
Рисунок 16.3. Схема електростартерного пуску ДВЗ:
1 – стартер у зборі; 2 – акумуляторна батарея; 3 – вимикач; 4 – електродвигун;
Особливості пуску бензинових ДВЗ
У карбюраторних ДВЗ для полегшення пуску у вхідному каналі карбюратора
встановлюється повітряна заслінка, що забезпечує збагачення суміші в період пуску. Дросельна
Пуск ДВЗ у зимових умовах
Зимовим періодом експлуатації називається такий, коли температура навколишнього
повітря встановлюється нижче +5°С. Низька температура повітря утрудняє пуск двигуна,
Допоміжні способи пуску ДВЗ
Пуск двигуна буксируванням, тобто розкручуванням колінчастого вала ведучими
колесами транспортного засобу. Такий метод пуску двигуна допустимо використовувати лише у
Газотурбінні двигуни
Бурхливий розвиток авіаційних газотурбінних двигунів у 40-х роках ХХ століття сприяв
розгортанню робіт зі створення суднових, локомотивних і автомобільних двигунів. На дани
Двигуни Стірлінга
ДвигунСтірлінга (17.1) – теплова машина, що працює за замкнутим термодинамічним
циклом, у якому ізотермічні процеси стиску і розширення відбуваються пр
Роторно-поршневі двигуни
Рисунок 17.4. Роторно-поршневий ДВЗ (Mazda Renesis, кращий двигун 2003 р.)
Адіабатні двигуни
Досить перспективним напрямом розвитку двигунів у майбутньому є застосування
дизелів з обмеженим відведенням теплоти в охолодне середовище, тобто наближення процесів,
Парові двигуни
Парові двигуни широко використовувалися на перших автомобілях, однак через ряд
недоліків (великі маса і габарити, складності пуску, велика витрата води) їх повністю замінил
Електричні двигуни
Перші транспортні засоби з електричною тягою були побудовані у середині ХІХ століття.
Широке застосування електричних двигунів обмежується недостатнім рівнем розвитку джере
Гібридні двигуни
Рисунок 17.11. Toyota Prius з гібридною силовою установкою:
1 – поршневий ДВЗ; 2 – блок перетворювачів енергії; 3 – електромотор
Широкий діапазон зміни температури повітря.
Це зв'язано з експлуатацією машин, так само як автомобілів і тракторів, у різноманітних
кліматичних умовах. В умовах Крайньої Півночі температура узимку досягає –60°С, у
місцевост
Пересіченій місцевості.
Зі збільшенням висоти над рівнем моря зменшуються температура, тиск і густина повітря.
Це приводить до збільшення періоду затримки запалення і підвищенню «жорсткості» роботи,
особ
Передачі будівельних і дорожніх машин
У процесі роботи більшості типів будівельних і дорожніх машин практично безупинно
змінюються частоти обертання двигунів, що працюють то за зовнішньою швидкісною, то за
Післямова
Розвиток двигунів дорожніх машин спрямований на забезпечення росту продуктивності,
скорочення енерговитрат; зменшення витрат праці на виготовлення, технічне обслуговування
ЛІТЕРАТУРА
1. Двигатели внутреннего сгорания / Хачиян А.С., Морозов К.А., Луканин В.Н. и др. – М.:
Высш.шк., 1985. – 311 с.
2. Сергеев В.П. Ав
МЕТОДИЧНІ ПОСІБНИКИ
1. Методичні вказівки до виконання теплового розрахунку ДВЗ у курсових і дипломних
проектах та роботах (для студентів спеціальностей «Автомобілі та автомобільне господарств
Новости и инфо для студентов