Методы форсирования двигателей - раздел Образование, КОНСТРУКЦИЯ И РАСЧЕТ
Степень Форсированности Оценивают По Литровой Мощности. Двига...
Степень форсированности оценивают по литровой мощности. Двигатели, имеющие высокие значения Nл, называют форсированными.
Под форсированием двигателя понимают комплекс технических мероприятий, способствующих повышению литровой мощности. Возможные способы форсирования двигателей следуют из выражения
Nл = Ne / i · Vh = pe · n / (30 τ).
Из формулы следует, что литровая мощность увеличивается с увеличением номинальной частоты вращения n, среднего эффективного давления ре или при применении двухтактного рабочего процесса. Увеличение литровой мощности посредством повышения n широко используется в карбюраторных двигателях современных моделей, у которых n достигает 6500 мин -1 и выше.
Номинальная частота вращения дизелей грузовых автомобилей, как правило, не превышает 2600 мин -1. По этой причине литровая мощность дизелей без наддува находится в пределах 12…15 кВт/л и существенно уступает аналогичному показателю карбюраторных двигателей, имеющих Nл = 20...50 кВт/л. В настоящее время появляется все большее количество дизелей с номинальной частотой вращения n = 4500...5500 мин -1 и литровой мощностью до 20 кВт/л.
Для карбюраторных двигателей форсирование по частоте вращения является одним из основных способов повышения литровой мощности, в отличие от дизелей, для которых этот способ менее характерен.
Литровая мощность должна увеличиваться в два раза при переходе с четырехтактного рабочего цикла на двухтактный. В действительности же при этом Nл увеличивается всего лишь в 1,5...1,7 раза вследствие использования лишь части рабочего объема на процессы газообмена и вследствие снижения качества очистки и наполнения цилиндров, а также в результате дополнительных затрат энергии на привод продувочного насоса.
Большая (на 50...70%) литровая мощность — существенное достоинство двухтактного двигателя, но недоиспользование части рабочего объема цилиндра для получения индикаторной работы приводит к тому, что они имеют заметно более низкие энергоэкономические показатели, чем аналогичные четырехтактные двигатели.
Недостатки двухтактных ДВС:
сравнительно большая тепловую напряженность элементов цилиндропоршневой группы из-за более кратковременного протекания процессов газообмена и, следовательно, меньшего теплоотвода от деталей, формирующих камеру сгорания;
больший теплоподвод в единицу времени, что объясняется вдвое более частым следованием процессов сгорания;
потеря части горючей смеси в период продувки цилиндра, что значительно снижает их экономичность.
Особое место занимает форсирование двигателей по среднему эффективному давлению ре. При этом существенного увеличения Nл удается достигнуть лишь при увеличении тепловой нагруженности рабочего цикла путем подвода к рабочему телу большего количества теплоты. Однако при подаче в цилиндр большего количества топлива (возрастание цикловой подачи qц), необходимого для этого, требует для его полного сжигания и большего количества окислителя. На практике это реализуется увеличением количества свежего заряда, нагнетаемого в цилиндр двигателя под давлением.
Этот способ носит название наддува двигателя. При этом ре возрастает практически пропорционально увеличению плотности свежего заряда. На рис. 2.8 изображена схема двигателя с наддувом и механическим приводом компрессора от коленчатого вала.
Рис.2.8. Схема наддува двигателя с приводным компрессором
Однако при такой системе наддува существенно снижается экономичность двигателя, что обусловлено необходимостью затрат энергии на привод компрессора. Наибольшее распространение в практике современного двигателестроения получил газотурбинный наддув, схема которого показана на рис. 2.9. Здесь для привода центробежного компрессора используется энергия отработавших газов, срабатываемая в газовой турбине, конструктивно объединенной с компрессором в единый агрегат - турбокомпрессор.
Рис.2.9. Схема турбонаддува
Из-за отсутствия при газотурбинном наддуве механической связи агрегата наддува с коленчатым валом двигателя, заметно ухудшаются тяговые характеристики и приемистость двигателя. Это связано с инерционностью системы роторов турбокомпрессора, а также с уменьшением энергии отработавших газов при малых нагрузках, в связи с чем, особенно в начале разгона, не обеспечивается подача в цилиндр нужного количества свежего заряда. Эти недостатки можно преодолеть использованием комбинированного наддува. Система комбинированного наддува выполняется в различных конструктивных вариантах и обычно представляет собой определенные комбинации газотурбинного наддува и наддува с приводным компрессором.
Все темы данного раздела:
И ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЕЙ
Под автомобилем понимают самоходное механическое транспортное средство, которое используется для перевозки грузов, людей и решения специальных задач.
По своему назначению
Основные типы двигателей внутреннего сгорания
Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) получили широкое распространение на современных автомобилях. По конструкции их разделяют на поршневые и роторные.
В порш
Общее устройство двигателя внутреннего сгорания
Общее устройство двигателя рассмотрим на примере двигателя автомобиля ВАЗ-2108 — четырехтактного, карбюраторного, четырехцилиндрового с рядным вертикальным расположением цилиндров
Основные параметры поршневых двигателей
Конструктивные параметры, по которым рассчитывается поршневой двигатель, - диаметр цилиндра, ход поршня и число цилиндров.
Поршень 2 при одном обороте коленчатого вала 3 дв
Карбюраторного двигателя
Рабочий процесс двигателя анализируют по индикаторной диаграмме, которая представляет собой зависимость давления в цилиндре двигателя р от переменного объема надпоршневого простра
Рабочий процесс четырехтактного дизеля
Степень сжатия в дизелях назначается много большей, чем в карбюраторных двигателях: ε = 14...23. Это позволяет обеспечить достаточную температуру для надежного самовоспламенен
Внутреннего сгорания
Процессы сжатия, сгорания и расширения в двух- и четырехтактных двигателях принципиальных отличий не имеют. Различие рабочих процессов этих двух типов двигателей наблюдается только
Показатели двигателя внутреннего сгорания
В качестве показателя работоспособности цикла на практике используется не индикаторная работа Li, которая определяется не только совершенством организации рабочих процесс
Многоцилиндровые двигатели
На современных автомобилях применяют четырех-, шести-, восьми- и двенадцатицилиндровые двигатели. Наиболее распространенные схемы компоновок цилиндров двигателей представлены на р
Поршневая группа и шатуны
Поршень воспринимает давление газов при такте рабочего хода и передает его через шатун на коленчатый вал. Поршень состоит из трех частей (рис. 3.5): днища 5, упло
Коленчатый вал и маховик
Силы давления газов на поршень, передающиеся ими на коленчатый вал, создают крутящий момент, который при помощи трансмиссии передается на колеса автомобиля. Коленчатый вал воспринимает также и си
Основные типы механизмов газораспределения
Конструкции двигателей с двухклапанными механизмами газораспределения, включающими в себя один впускной и один выпускной клапаны (рис. 4.1, 4.2) получили наиболее широкое распространение.
Привод распределительного вала
Верхний распределительный вал вращается при помощи системы промежуточных валов с коническими или винтовыми шестернями (см. рис. 4.9, б), цилиндрическими шестернями (см. рис. 4.9, в), цепью (см. рис
Газораспределения. Фазы газораспределения
Основным параметром механизма газораспределения является «время-сечение», которым называется интегральная сумма произведений проходных сечений, открываемых клапаном, на время, т.е.
Клапанный механизм
В газораспределительном механизме с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала клапаны имеют привод через передаточные детали (толкатели, штанги и коромысла).
Устройство и работа системы смазки
Подвод к трущимся деталям достаточного количества масла необходим для уменьшения трения за счет создания масляной пленки между сопряженными деталями, для охлаждения их поверхности, удаления частиц
Приборы смазочной системы
Шестеренный масляный насос служит для создания давления масла в системе и подачи его к трущимся поверхностям деталей.
Насос состоит из корпуса 5 (рис.5.2,а), в котором уст
Устройство и работа системы охлаждения
Температура при работе двигателя в среднем составляет 800…900° С, а при сгорании рабочей смеси в цилиндрах двигателей достигает 2500° С. Это вызывает сильный нагрев деталей и может
Расчет системы охлаждения
Исходная величина для расчета элементов системы охлаждения - количество теплоты (Дж/с), которое необходимо отвести от двигателя в охлаждающую среду,
Qж = qж
Устройство и работа системы питания
Система питания предназначена для хранения, подачи и очистки топлива, очистки и подачи воздуха, приготовления нужного состава горючей смеси на разных режимах работы двигателя и отво
Приборы системы питания
Топливный бак ВАЗ-2105 (рис.7.2) служит для хранения запаса топлива и изготовляется из освинцованного стального листа. Заливная горловина бака герметично закрывае
Карбюратор
Карбюрацией называется процесс распыления жидкого топлива и смешивания его с воздухом, а прибор, в котором совершается этот процесс, – карбюратором.
Горючая смесь
Особенности смесеобразования в дизелях
Приготовление горючей смеси топлива с воздухом внутри цилиндров является особенностью двигателей с самовоспламенением от сжатия, или дизелей (по имени изобретателя Р. Дизеля).
Общее устройство системы питания дизелей
Топливо- и воздухоподводящая аппаратура, выпускной газопровод и глушитель шума отработавших газов представляют систему питания дизелей. В четырехтактных дизелях наибольшее распространение получи
Турбонаддув в дизелях
Наддув используют для повышения мощности дизеля путем подачи заряда воздуха в цилиндр под давлением.
Дизель оборудован турбокомпрессором, использующим энергию отработавших
Расчет элементов топливной системы дизеля
Топливный насос высокого давления предназначен для отмеривания необходимого количества топлива и подачи его под высоким давлением в цилиндры в установленный момент
НАЗНАЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ТРАНСМИССИЙ
Трансмиссия предназначена для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам автомобиля. При передаче происходит изменение крутящего момента и распределение между ведущими колесами. Крут
Устройство и работа сцепления
Сцепление предназначено для кратковременного разъединения двигателя и коробки передач и вновь плавного соединения их без резкого изменения нагрузки. При этом должно быть обеспечено
Расчет основных параметров муфты сцепления
Момент трения муфты может быть рассчитан по следующему уравнению:
Ммр = μ · Q · Ro · iф,
где Q - нажимное усилие, действующее
Устройство и работа коробки передач
Коробка передач предназначена для силы тяги на ведущих колесах автомобиля при постоянной мощности двигателя путем зацепления шестерен с различным числом зубьев; она обеспечивает та
Определение основных параметров коробки передач
В простейшей двухвальной коробке с однопарными передачами (рис.12.8,а) сумма чисел зубьев Sz любой сопрягаемой пары должна быть величиной постоянной при равенстве модулей всех шесте
Раздаточная коробка
Раздаточная коробка предназначена для снижения ударных нагрузок в трансмиссии, а также для частичной компенсации перемещения и установки ее относительно коробки передач.
Ра
КАРДАННАЯ ПЕРЕДАЧА
Карданная передача предназначена для передачи крутящего момента от ведомого вала коробки передач или раздаточной коробки к ведущему валу главной передачи. Ее применение связано с
Устройство и работа карданной передачи
Карданная передача обеспечивает передачу крутящего момента от коробки передач на главную передачу заднего ведущего моста.
Карданная передача автомобиля «Москвич» имеет од
Главная передача
Главная передача увеличивает подводимый к ней крутящий момент и передает его через дифференциал на полуоси, которые расположены под прямым углом к продольной оси автомобиля. Конструктивно главны
Дифференциал
При повороте автомобиля его внутреннее ведущее колесо проходит меньший путь, чем наружное, поэтому, чтобы качение внутреннего колеса происходило без скольжения, оно должно вращаться
Полуоси
Полуоси передают крутящий момент Т от дифференциала к ведущим колесам (рис.14.8), а также следующие изгибающие моменты: от вертикальной реакции Rz на действие силы тяжести, приходящейся
Передняя подвеска
Подвеска предназначена для снижения вертикальных колебаний кузова, что обеспечивает плавность хода автомобиля, и смягчения и поглощения ударов, воспринимаемых колесами от неровно
Передней подвески
Передняя подвеска автомобиля ВАЗ-2105 (см.рис.15.5) представляет собой колебательную систему, собственная частота колебаний которой определяется такими параметрами, как жесткость ш
Задняя подвеска
Задняя подвеска связывает кузов с балкой заднего моста автомобиля. Она предназначена для смягчения толчков, передаваемых от колес, и гашения колебаний кузова.
Задн
Ступицы колес
Ступицы 5 передних колес автомобилей ВАЗ-2105 и «Москвич» (см.рис.15.5) устанавливаются на осях 4 поворотных цапф на двух роликовых подшипниках 1 каждая. Внутренние кольца подшипник
РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ
Совокупность механизмов, служащих для поворота управляемых колес, называется рулевым управлением. Рулевое управление обеспечивает правильную кинематику поворота и безопасность движе
Назначение и типы тормозных систем
Тормозные системы служат для снижения скорости движения и полной остановки автомобиля, а также для удержания на месте неподвижно стоящего автомобиля. Тормозная система должна быть м
Тормозные механизмы
Тормозные механизмы предназначены для торможения вращающихся колес автомобиля или одного из валов трансмиссии.
Фрикционные тормозные механизмы, получившие распространение
Тормозной привод
Тормозной привод предназначен для передачи усилия от органов управления к тормозным механизмам и управления ими в процессе торможения.
В зависимости от конструктивных особенностей тормоз
Рабочая тормозная система
Рабочая тормозная система на изучаемых автомобилях состоит из четырех тормозных механизмов колес и гидравлического привода.
Тормозной механизм переднего колеса автомобиля ВАЗ-2105
Стояночная тормозная система
Стояночная тормозная предназначена для удержания автомобиля в неподвижном состоянии и состоит из механического привода от ручного рычага и тормозного механизма задних колес; она
Расчет тормозного механизма
Барабанный тормозной механизм имеет симметричный колодочный тормоз (рис.17.18), состоящий из вращающегося барабана 1 и двух внутренних колодок 2, шарнирно подвешенных на неподвижных опорах 5. Разжи
Библиографический список
1. Колчин А.И., Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: Учеб. пособие для вузов.- М.: Высшая школа, 2002.- 496 с.
2. Двигатели внутреннего сгорания. В 3
Новости и инфо для студентов