Классификация двигателей внутреннего сгорания.

Исходным признаком классификации принят род топлива, на котором работает двигатель. Газообразным топливом для ДВС служат природный, сжиженный и генераторный газы. Жидкое топливо представляет собой продукты переработки нефти: бензин, керосин, дизельное топливо и др. Газожидкостные двигатели работают на смеси газообразного и жидкого топлива, причем основным топливом является газообразное, а жидкое используется как запальное в небольшом количестве. Многотопливные двигатели способны длительно работать на разных топливах в диапазоне от сырой нефти до высокооктанового бензина.

Двигатели внутреннего сгорания классифицируют также по следующим признакам:

Ø по способу воспламенения рабочей смеси – с принудительным воспламенением и с воспламенением от сжатия;

Ø по способу осуществления рабочего цикла – двухтактные и четырехтактные, с наддувом и без наддува;

Ø по способу смесеобразования – с внешним смесеобразованием (карбюраторные и газовые) и с внутренним смесеобразованием (дизельные и бензиновые с впрыском топлива в цилиндр);

Ø по способу охлаждения – с жидкостным и воздушным охлаждением;

Ø по расположению цилиндров – однорядные с вертикальным, наклонным горизонтальным расположением; двухрядные с V-образным и оппозитным расположением.

ГАЗОТУРБИННЫЙ

ПОРШНЕВОЙ

РОТОРНЫЙ

Из представленных типов двигателей самым распространенным является поршневой ДВС.

Достоинствами поршневого двигателя внутреннего сгорания, обеспечившими его широкое применение, являются: автономность, универсальность (сочетание с различными потребителями), невысокая стоимость, компактность, малая масса, возможность быстрого запуска, многотопливность.

Недостатки, к которым относятся: высокий уровень шума, большая частота вращения коленчатого вала, токсичность отработавших газов, невысокий ресурс, низкий коэффициент полезного действия.

Преобразование химической энергии топлива, сжигаемого в цилиндре двигателя, в механическую работу совершается с помощью газообразного тела – продуктов сгорания жидкого или газообразного топлива. Под действием давления газов поршень совершает возвратно-поступательное движение, которое преобразуется во вращательное движение коленчатого вала с помощью кривошипно-шатунного механизма ДВС.

Основные понятия и определения, принятых для двигателей внутреннего сгорания:

За один оборот коленчатого вала поршень дважды будет находиться в крайних положениях, где изменяется направление его движения.

Эти положения поршня принято называть мертвыми точками, так как усилие, приложенное к поршню в этот момент, не может вызвать вращательного движения коленчатого вала.

Верхней мертвой точкой (ВМТ) называется положение поршня в цилиндре, при котором расстояние его от оси вала двигателя достигает максимума.

Нижней мертвой точкой (НМТ) называют такое положение поршня в цилиндре, при котором расстояние его от оси вала двигателя достигает минимума.

Объем камеры сгорания V_c называют объем внутренней полости цилиндра при положении поршня в ВМТ

Рабочий объем цилиндра V_р называется объем цилиндра, образуемый поршнем при его перемещении между мертвыми точками.

Рабочий объем двигателя представляет собой произведение рабочего объема цилиндра на число цилиндров.

Отношение полного объема цилиндра V_a к объему камеры сгорания V_c называют степенью сжатия

Такт - процесс происходящий за один ход поршня от ВМТ к НМТ или наоборот.

Рабочий цикл любого поршневого двигателя внутреннего сгорания может быть осуществлен по одной из двух схем.

С внешним смесеобразованием. К числу таких двигателей относятся карбюраторные двигатели, работающие на бензине, газовые двигатели, а также двигатели с впрыском топлива во впускной трубопровод, т. е. двигатели, в которых применяется топливо, легко испаряющееся и хорошо перемешивающееся с воздухом при обычных условиях.

С внутренним смесеобразованием. Двигатели, в которых воспламенение топлива происходит в результате высокого сжатия, называются двигателями с воспламенением от сжатия, или дизелями.

Дизельный двигатель имеет ряд отличительных особенностей:

имеет большую степень сжатия и как следствие более высокий коэффициент полезного действия, больший вес и габариты, низкий расход топлива;

имеет низкие обороты коленчатого вала и как следствие меньшую удельную мощность, сопровождаемые неполным сгоранием топлива, сажеобразованием;

имеет сложную конструкцию топливной аппаратуры и как следствие высокую чувствительность к качеству топлива.