Презентация Двигатели внутреннего сгорания. История и классификация онлайн

Содержание слайда: Двигатели внутреннего сгорания Лекция 2 история и классификация преподаватель Захаров А.Ю. МГТУ им. Н.Э.Баумана Кафедра СМ-10 «Колесные машины»

Содержание слайда: Эволюция автомобильных двигателей 1. Паровые двигатели – внешнего сгорания Джеимс Уатт патент от 1784г.

Содержание слайда: Паровой двигатель Паровой двигатель низкий КПД, большой вес и размеры

Содержание слайда: ДВС – внутреннего сгорания ДВС – внутреннего сгорания Жан-Этьен Ленуар патент 1859 г.

Содержание слайда: Воспламенение смеси в середине хода поршня Воспламенение смеси в середине хода поршня

Содержание слайда: ДВС- Отто Николаус Август 1866г. ДВС- Отто Николаус Август 1866г. четырехтактный двигатель внутреннего сгорания

Содержание слайда: Цикл Отто – высокий КПД, Цикл Отто – высокий КПД, сжатие смеси перед воспламенением

Содержание слайда: Такты работы ДВС Отто Такты работы ДВС Отто

Содержание слайда: Двухтактный ДВС Дугласа Кларка Двухтактный ДВС Дугласа Кларка

Содержание слайда: ДВС Рудольфа Дизеля 1892г. ДВС Рудольфа Дизеля 1892г. «Дизельный двигатель»

Содержание слайда: Роторный ДВС Ванкеля Роторный ДВС Ванкеля

Содержание слайда: Газотурбинный ДВС Газотурбинный ДВС

Содержание слайда: Классификация Двигателей По назначению: Стационарные – на электростанциях, насосные установки, нефте-газо перекачка, сельское хозяйство. Транспортные – устанавливаются на автомобилях, тракторах, самолетах, судах, локомотивах и др. транспортных машинах.

Содержание слайда: По роду используемого топлива: По роду используемого топлива: на легком жидком топливе (бензин, керосин.), на тяжелом жидком топливе (мазут соляровое масло, дизельное топливо, газойль), на газовом топливе (газ природный, генераторный промысловый и др.) на смешанном топливе (основное топливо газ, для пуска двигателя используется жидкое топливо) различных топливах (бензине, керосине, дизельном топливе и др.) многотопливные двигатели.

Содержание слайда: По способу преобразования тепловой энергии в механическую двигатели классифицируют на двигатели: По способу преобразования тепловой энергии в механическую двигатели классифицируют на двигатели: внутреннего сгорания поршневые и роторно-поршневые, в которых процессы химического реагирования и превращения тепловой энергии в механическую работу происходят во внутрицилиндровом объеме (в над поршневом пространстве); с внешним подводом теплоты. Сюда относятся: газотурбинные двигатели, в которых процессы химического реагирования происходят в отдельном агрегате (камере сгорания), образующееся при этом рабочее тело (продукты сгорания) поступает на лопатки колеса турбины, где совершает работу; комбинированные, в которых сгорание топлива осуществляется в поршневом двигателе, являющемся генератором газа, механическая работа совершается в цилиндре поршневого двигателя и частично на лопатках колеса газовой турбины (свободнопоршневые генераторы газов, турбопоршневые двигатели и т. п.).

Содержание слайда: По способу смесеобразования поршневые двигатели внутреннего сгорания делят на двигатели: По способу смесеобразования поршневые двигатели внутреннего сгорания делят на двигатели: с внешним смесеобразованием горючая смесь образуется вне цилиндра (карбюраторные и газовые двигатели, а также двигатели с впрыском топлива во впускную трубу); с внутренним смесеобразованием при впуске в цилиндр поступает только воздух, а рабочая смесь образуется внутри цилиндра. По такому способу работают дизели, в которых топливо в камеру сгорания подается, когда поршень находится вблизи верхней мертвой точки (в. м. т.) в конце процесса сжатия; двигатели с искровым зажиганием и впрыском топлива в цилиндр и газовые двигатели с подачей жидкого топлива или газа в цилиндр в начале процесса сжатия; с расслоением заряда, при котором в различных зонах камеры сгорания образуется рабочая смесь разного состава.

Содержание слайда: По способу воспламенения рабочей смеси различают двигатели: По способу воспламенения рабочей смеси различают двигатели: с воспламенением рабочей смеси от электрической искры (с искровым зажиганием); с воспламенением от сжатия (дизели); с форкамерно-факельным зажиганием, в которых смесь воспламеняется искрой в специальной камере сгорания небольшого объема, а дальнейший процесс горения происходит в основной камере; с воспламенением газового топлива от небольшой порции дизельного топлива, воспламеняющегося от сжатия, газожидкостный процесс.

Содержание слайда: По способу осуществления рабочего цикла поршневые двигатели разделяются на: По способу осуществления рабочего цикла поршневые двигатели разделяются на: четырехтактные без наддува (впуск воздуха из атмосферы) и с наддувом (впуск свежего заряда под давлением); двухтактные без наддува и с наддувом Применяют наддув с приводом компрессора от газовой турбины, работающей на отработавших газах (газотурбинный наддув); от компрессора, механически связанного с двигателем, и от компрессоров, один из которых приводится в действие газовой турбиной, а другой двигателем.

Содержание слайда: По способу регулирования в связи с изменением нагрузки различают двигатели: По способу регулирования в связи с изменением нагрузки различают двигатели: с качественным регулированием, в которых при постоянном количестве вводимого в цилиндр воздуха увеличивается или уменьшается количество подаваемого топлива и состав смеси изменяется; с количественным регулированием, в которых состав смеси остается постоянным и меняется только ее количество; со смешанным регулированием изменяются количество и состав смеси.

Содержание слайда: По конструкции различают По конструкции различают поршневые двигатели; они, в свою очередь, делятся - по расположению цилиндров на вертикальные рядные, горизонтальные рядные, V-образные, звездообразные и с противолежащими цилиндрами; по расположению поршней на одно поршневые (в каждом цилиндре имеются один поршень и одна рабочая полость), с противоположно движущимися поршнями (рабочая полость расположена между двумя поршнями, движущимися в одном цилиндре в противоположные стороны), двойного действия (по обе стороны поршня имеются рабочие полости);

Содержание слайда:

Содержание слайда: роторно-поршневые двигатели, которые могут быть трех типов роторно-поршневые двигатели, которые могут быть трех типов ротор (поршень) совершает планетарное движение в корпусе; при движении ротора между ним и стенками корпуса образуются камеры переменного объема, в которых совершается цикл. Эта схема получила преимущественное применение; корпус совершает планетарное движение, а поршень неподвижен; ротор и корпус совершают вращательное движение бироторный двигатель.

Содержание слайда: По способу охлаждения различают двигатели По способу охлаждения различают двигатели с жидкостным охлаждением; с воздушным охлаждением

Содержание слайда: Применение на ТССН На ТССН применяют поршневые двигатели с воспламенением от искры (карбюраторные, газовые, с впрыском топлива) и с воспламенением от сжатия (дизели), а также роторно-поршневые двигатели. Для автомобилей малой грузоподъемности иногда используются электрические двигатели, работающие от аккумуляторных батарей.

Содержание слайда: Основные показатели, характеризующие качество двигателей внутреннего сгорания, 1. Надежность всех элементов конструкции. 2. Степень совершенства преобразования тепловой энергии в механическую; она оценивается КПД или удельным расходом топлива, представляющим собой количество топлива (в массовых или объемных единицах), расходуемого в единицу времени на единицу мощности. 3. Мощность двигателя, отнесенная к единице рабочего объема цилиндра или к единице площади поршня (удельная мощность).

Содержание слайда: 4. Масса двигателя, приходящаяся на единицу мощности (удельная масса), и его габаритные размеры. 4. Масса двигателя, приходящаяся на единицу мощности (удельная масса), и его габаритные размеры. 5. Степень токсичности и дымности отработавших газов, уровень шума при работе двигателя. 6. Простота конструкций, удобство обслуживания и стоимость изготовления двигателя, его эксплуатации и ремонта. 7. Надежность пуска двигателя. 8. Перспективность конструкции, позволяющая производить дальнейшую ее модернизацию путем форсирования двигателя и повышения его показателей в соответствии с уровнем развития техники.

Содержание слайда: Для транспортных двигателей важным качеством является быстрая приспособляемость к работе на переменных режимах в зависимости от условий эксплуатации. Для транспортных двигателей важным качеством является быстрая приспособляемость к работе на переменных режимах в зависимости от условий эксплуатации.

Содержание слайда: ПРИНЦИПЫ ДЕЙСТВИЯ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ДВИГАТЕЛЕЙ ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Содержание слайда: ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВМТ -положение, которое занимает поршень в конце его хода вверх, называет­ся верхней мертвой точкой, НМТ - положение которое занимает поршень в конце его хода вниз — нижней мертвой точкой. S - Ход поршня - перемещение поршня от одной мертвой точки до другой (при работе двига­теля - такт). Vc -объем, который образуется над поршнем при нахождении его в ВМТ, называется объемом камеры сгорания. Vh - объем, который освобождает поршень при его движении от ВМТ к НМТ, называется рабочим объемом, сумма всех рабочих объёмов называется литражом двигателя. Va - сумма объема камеры сгорания и рабочего объема называется полным объемом цилиндра. Степень сжатия - параметр поршневого двигателя, который опре­деляется как отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Va/Vc

Содержание слайда:

Содержание слайда: ДВУХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Двухтактный ДВС обычно не имеет клапанов (за исключением двухтактных дизелей), а вме­сто них в определенных местах цилиндра выполнены отверстия, которые называются проду­вочными окнами

Содержание слайда: Рабочие циклы двухтактного двигателя Рабочие циклы двухтактного двигателя

Содержание слайда: РОТОРНО-ПОРШНЕВЫЕ ДВИГАТЕЛИ (двигатель Ванкеля) Роторно-поршневой двигатель работает по четырехтактному циклу, как и обычный порш­невой ДВС. Вместо поршня в этом двигателе применяется вращающийся ротор специальной формы, имеющий название «дельтроид». Ротор вращается внутри корпуса двигателя, который называется статором и имеет слож­ную геометрическую форму. Ротор связан зубчатой передачей с корпусом двигателя, а за счет эксцентрикового вала, может совершать планетарное перемещение внутри статора, при этом все три вершины ротора постоянно соприкасаются с внутренней поверхностью статора. Между ротором и статором образуются три полости переменного объема, в которых можно осуществить четырехтактный цикл.

Содержание слайда: РПД Ванкеля Роторно-поршневые ДВС более легкие и компактные по сравнению с поршневыми двигателями и отличаются более высокой мак­симальной частотой вращения

Содержание слайда: Такты работы РПД

Содержание слайда: Компоненты РПД

Содержание слайда: ГАЗОТУРБИННЫЕ ДВИГАТЕЛИ ра­бочий процесс в нем происходит не циклично, а непрерывно

Содержание слайда: Принцип работы Топливо постоянно впры­скивается в камеру сгорания такого двигателя и, смешавшись там с воздухом, сгорает. Образующиеся газы с высокой скоростью попадают на лопатки силовой турби­ны и турбины компрессора. Силовая турбина через редуктор соединяется с трансмиссией автомобиля, а компрессор служит для нагнетания воздуха в двигатель. Горячие газы, выходящие из турбины, попадают в теплообменник, где нагревают воздух, подающий­ся в камеру сгорания двигателя, после чего удаляются в атмосферу. Наличие тепло­обменника дает возможность повысить эффективность газотурбинного двигателя.

Содержание слайда: Преимущество газотурбинного двигателя Отсутствие возвратно-по­ступательных перемещений в таком двигателе обеспечивает высокую равномерность его работы. Легкость пуска при низких температурах. Малая токсичность и возможность работы на различных (жидких и газо­образных) топливах.

Содержание слайда: Недостатки газотурбинного двигателя Низкая топливная экономичность. Сильный шум при работе. Высо­кая стоимость производства. Большая инерционность двигателя, они медленно реагируют при необходимости резкого ускорения автомобиля.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Применение ГТД совместно с электрогенератором.

Содержание слайда: ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ Любой двигатель обладает определенной мощностью и крутящим моментом. Мкр - крутящий момент на вале двигателя представляет собой произведение величин силы и длины плеча ее действия.(Н.м., Кг.м) Рдв - значение мощ­ности двигателя, развиваемой при определенной скорости вращения коленчатого вала есть произведение величины крутящего момента на его угловую скорость. (кВт., л.с) Отношение л.с /кВт= 1.34

Содержание слайда: Внешняя скоростная характе­ристика зависимость мощности двигателя и крутящего момента от оборотов коленчатого вала, полученная при максимальной подаче топлива в цилиндры двигателя.