Особенности рабочего цикла и теплового расчета двухтактных двигателей - Двигатели внутреннего сгорания
Двухтактные двигатели обладают по сравнению с четырехтактными следующими преимуществами:
- - Мощность двухтактных двигателей при прочих равных условиях значительно выше мощности четырехтактных двигателей. Теоретическая мощность двухтактного двигателя должна в два раза превышать мощность четырехтактного двигателя, так как рабочий цикл двухтактного двигателя совершается не за два, а за один оборот коленчатого вала. Однако из-за уноса части горючей смеси вместе с продуктами сгорания и несовершенной очистки цилиндров фактическое увеличение мощности составляет только 50 - 70% . - Двухтактные двигатели обеспечивают большую равномерность хода, так как каждый рабочий ход у них совершается за один оборот вала. - Двухтактные двигатели имеют меньшие габариты и вес.
Основные недостатки двухтактных двигателей по сравнению с четырехтактными заключаются в следующем:
- - Неизбежные потери топлива в период продувки (очистки) цилиндров резко ухудшают экономичность и КПД двигателя. Эти потери топлива наиболее значительны у карбюраторных двигателей с кривошипно-камерной продувкой, что в значительной мере и ограничивает сферу их применения. - Двухтактные двигатели в процессе работы отличаются большей тепловой напряженностью деталей кривошипно-шатунного механизма, что является следствием удвоенной частоты рабочих ходов; в более напряженных условиях работает и топливоподающая аппаратура (дизельные двигатели).
Указанные недостатки в значительной мере уменьшаются у двухтактных дизельных двигателей с прямоточно-клапанной продувкой при помощи нагнетателя. Это объясняется тем, что по сравнению с кривошипно-камерной продувкой при прямоточно-клапанной продувке происходит в основном замещение отработавших газов свежим зарядом (продувочный воздух), при этом перемешивание отработавших газов и воздуха незначительно и достигается хорошая очистка цилиндров от продуктов сгорания. Потери топлива в процессе прямоточно-клапанной продувки практически исключаются, экономичность двигателя значительно возрастает, днище поршня и выпускные клапаны в конце продувки охлаждаются воздухом, что снижает их температуру.
Однако двухтактные дизельные двигатели с прямоточно-клапанной продувкой при помощи нагнетателя довольно сложны по конструкции и недостаточно долговечны.
Двигатель с бесклапанной продувкой (в том числе с петлевой) прост по конструкции, так как не имеет клапанного механизма. Нагнетатель двигателя работает при невысоком давлении продувочного воздуха и поэтому не требует значительных затрат мощности на привод. Его экономичность находится в близком соответствии с экономичностью современных четырехтактных дизелей, но среднее эффективное давление меньше (до 0.5 МПа), а габариты и вес значительно больше.
Основные особенности рабочего цикла двухтактных двигателей по сравнению с четырехтактными заключаются в следующем:
- 1. Рабочий цикл у них осуществляется за один оборот коленчатого вала, т. е. за два хода поршня. 2. Часть хода поршня используется для перезарядки цилиндра. Этот процесс осуществляется в конце такта расширения (выпуск продуктов сгорания) и начале такта сжатия (впуск свежего воздуха). 3. Время, отводимое на впуск свежего заряда и выпуск продуктов сгорания, крайне ограничено. 4. Процесс удаления продуктов сгорания из цилиндра двигателя (продувка) производится путем замещения их свежим зарядом - горючей смесью у карбюраторных двигателей и воздухом у дизельных двигателей. 5. Индикаторная диаграмма отличается иной конфигурацией части линии расширения и части линии сжатия, характеризующих процесс перезарядки (см. рис. 1.12, 1.13).
Все величины теплового расчета двухтактных двигателей, за исключением параметров процессов выпуска и продувки, определяются так же, как и у четырехтактных дизельных двигателей.
Порядок расчета следующий.
Для расчета принимаются:
- - коэффициенты: избытка воздуха, использования тепла, остаточных газов, неполноты диаграммы; - температура окружающей среды; - температура остаточных газов; - приращение температуры вследствие подогрева воздуха о стенки цилиндра; - давления: окружающей среды, продувки; - показатели: политропный сжатия, политропный расширения, политропный сжатия воздуха в нагнетателе; - степень повышения давления.
Коэффициент остаточных газов у карбюраторных двигателей с кривошипной камерной продувкой составляет от 0.25 до 0.35. У дизельных двигателей с прямоточной продувкой при помощи нагнетателя - от 0.02 до 0.10.
Коэффициент наполнения у карбюраторных двигателей с кривошипно-камерной продувкой равен 0.5-0.7, а у дизельных двигателей с прямоточной продувкой при помощи нагнетателя - 0.8-0.85.
Коэффициент избытка воздуха принимается: для двигателя без наддува 1.2-1.7, с наддувом 1.7-2.2.
Коэффициент неполноты диаграммы составляет 0.98-1. Среднее индикаторное давление у карбюраторных двигателей с кривошипно-камерной продувкой не превышает 0.45-0.5 МПа. У дизельных двигателей с прямоточной продувкой при помощи нагнетателя - 0.65-0.8 МПа.
Механический КПД двигателя без наддува 0.7-0.8; с наддувом (без учета затраты мощности на привод нагнетателя) 0.75-0.85; с наддувом с учетом мощности, затрачиваемой на привод нагнетателя, 0.65-0.75.
Все другие величины определяются, по формулам, применяемым для четырехтактных двигателей.
Удельный эффективный расход топлива составляет: для карбюраторных двигателей с кривошипно-камерной продувкой 260-370 г/кВт - ч; для дизельных двигателей с прямоточной продувкой при помощи нагнетателя 130-170 г/кВт - ч.
Похожие статьи
-
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РАБОЧЕГО ЦИКЛА ДВС НА БАЗЕ "РАЗОМКНУТОЙ" СХЕМЫ СИСТЕМЫ РЕСИВЕР - ЦИЛИНДР - КОЛЛЕКТОР S = 77.0 D = 81.0 [мм]; Epsг = 9.5; Lam =...
-
Действительные циклы ДВС - Двигатели внутреннего сгорания
Действительный (рабочий) цикл, осуществляемый в реальном двигателе внутреннего сгорания, представляет собой разомкнутый цикл. Для изучения...
-
Номинальная мощность Ne = 2447 кВт; Номинальная частота вращения n = 520 мин-1; Удельный расход топлива qе = 192 г / кВт ч. Водоизмещение судна D = 2400...
-
Увеличение мощности двигателя - Конструирование и расчет двигателей внутреннего сгорания
Повышение мощности и снижение удельной массы двигателей внутреннего сгорания достигается с помощью применения наддува. Нагнетание в цилиндры...
-
К параметрам, характеризующим действительный рабочий цикл двигателя, относятся давление в конце сжатия, давление в конце горения, среднее индикаторное...
-
Тепловой расчет проектируемого двигателя - Конструирование и расчет двигателей внутреннего сгорания
Проектирование двигателей внутреннего сгорания начинается с расчета рабочего цикла. Этот расчет во многом определяет конструктивное исполнение узлов,...
-
Принцип работы дизельного двигателя - Двигатели внутреннего сгорания
В качестве машин, преобразующих тепловую энергию в механическую, используют преимущественно поршневые двигатели внутреннего сгорания с самовоспламенением...
-
Диаметр цилиндра: D=0,081 м. Ход поршня: S=0,077 м. Степень сжатия - отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия: е=9,5. Число цилиндров:...
-
Анализ вредных и опасных факторов Темой данного раздела является обеспечение безопасности при эксплуатации автомобильного бензинового поршневого...
-
Требуется спроектировать транспортный бензиновый двигатель для автомобиля мощностью: Ne=140 кВт при 6000 об/мин. Основным топливом для данного двигателя...
-
Теоретические термодинамические циклы ДВС - Двигатели внутреннего сгорания
Экономические и мощностные показатели двигателей внутреннего сгорания, работающих по разным циклам, трудно сравнить в реальных условиях. В этих условиях...
-
Введение - Тепловой расчет и построение индикаторной диаграммы двигателя судна
Современное развитие транспортного флота характеризуется созданием высокопроизводительных грузовых, буксирных и пассажирских судов; повышением их...
-
Оптимизация рабочего процесса - Конструирование и расчет двигателей внутреннего сгорания
Оптимизация по углу закрытия впускного клапана Таблица 1. "Оптимизация рабочего процесса по углу закрытия впускного клапана" № Цзвп Pz, бар Ne, кВт Ge,...
-
Качество работы двигателя - его КПД, мощность, крутящий момент и экономичность зависят от многих факторов, в том числе и от фаз газораспределения, то...
-
При эксплуатации двигателя необходимо соблюдать следующие требования безопасности: 1) Не допускается к эксплуатации неисправный силовой агрегат, а также...
-
При проектировании двигателя предусмотрены следующие мероприятия: 1) Детали поршневой группы, коленчатый вал, газораспределительный механизм, зубчатые...
-
Обзор двигателей - Конструирование и расчет двигателей внутреннего сгорания
Двигатель 2.0 Turbo 200HP (Opel Astra) Тип двигателя 4-цилиндровый, рядный Рабочий объем, см3 1998 Диаметр цилиндра, мм 86,0 Ход поршня, мм 86,0 Степень...
-
Расчет общего шума двигателя - Конструирование и расчет двигателей внутреннего сгорания
Расчет уровня шума проводится графоаналитическим методом для точки, удаленной от двигателя на полметра. Двигатель устанавливается на специальный...
-
Четырехтактный, четырехцилиндровый, рядный, с жидкостным охлаждением, с верхним расположением распределительного вала, 16 - клапанный, с многоточечным...
-
Маркировка двигателя - Тепловой расчет и построение индикаторной диаграммы двигателя судна
Марки дают представление об основных размерах и конструктивных особенностях судовых дизелей. Стандартную маркировку отечественных дизелей производят по...
-
Как отмечал А. И. Колчин и В. П. Демидов [ ] тепловой расчет позволяет с достаточной степенью точности аналитическим путем определить основные параметры...
-
Топливо . В соответствии с ГОСТ 305-82 для рассчитываемого двигателя принимаем дизельное топливо (для работы в летних условиях - марки Л и для работы в...
-
Тепловое состояние, угол опережения и характеристика впрыска топлива, тип смесеобразования, частота вращения, степень сжатия, качество и давление...
-
Токсичность двигателя определяется с учетом среднесуточного содержания в атмосфере COx, NOx, SO2. Таблица 17 "Предельно допустимое содержание токсичных...
-
Давление конца сжатия: МПа Где: n1 =1,38- показатель политропы Температура конца сжатия: К Расчет процесса сгорания Прежде всего необходимо определить...
-
Низшая теплота сгорания топлива может быть определена по формуле Д. И.Менделеева [4]: QH=33,9?С+103?Н-10,9? (О-S)- 2,5?W Полагая С=84%,...
-
Мероприятия по техники безопасности и охране окружающей среды при выполнении ТО2 двигателя внутреннего сгорания Проблема охраны окружающей среды и...
-
Выбор и обоснование исходных данных. Подготовка к расчету конвективного теплообмена в камере сгорания ДВС ведется с помощью программы podknv. exe....
-
Шум - Конструирование и расчет двигателей внутреннего сгорания
По физической природе шум, возникающий во время работы двигателя, обусловлен аэродинамическими газодинамическими процессами происходящими в его системах,...
-
Вязкостью называют свойство жидкости оказывать сопротивление взаимному перемещению ее слоев под действием внешней силы. Это сопротивление возникает...
-
Примерное значение мощности можно определить при помощи адмиралтейского коэффициента: кВт Где: D=2400т - водоизмещение судна =16 узлов - скорость судна...
-
Двигателем называется энергосиловая машина, преобразующая какую-либо энергию в механическую работу. Двигатели, в которых механическая работа создается в...
-
Индикаторные и эффективные показатели двигателя - Двигатели внутреннего сгорания
Индикаторные показатели рабочего цикла Индикаторные показатели характеризуют эффективность действительного рабочего цикла. К индикаторным показателям...
-
Рабочий цикл 4-хтактного дизеля - Устройство и техническое обслуживание Мерседес 123
Принцип работы дизельного двигателя Главным отличием ДВС с воспламенением от сжатия (дизеля) от ДВС с воспламенением от искры (бензиновый двигатель)...
-
Целью данного расчета является определение распределения температуры в поршне двигателя внутреннего сгорания и максимального значения температуры, а...
-
Сила давления газов и сила инерции ПДМ, действующие на расчетном режиме двигателя вдоль оси цилиндра, рассматриваются совместно, поэтому для каждого...
-
По заданию на дипломный проект был выполнен расчет температурного и напряженно-деформированного состояния, подтверждающий работоспособность...
-
Выбор материала шатуна Для изготовления шатуна бензинового автомобильного двигателя (n=6000 об/мин) выбираем в качестве материала шатуна сталь 18Х2Н4МА,...
-
Разборку карданного шарнира, при помощи струбцины, показанной на Извлекаем стопорные кольца подшипников одной вилки. Если есть возможность, лучше...
-
Наиболее оптимальным методом организации технического обслуживания АТП представленного в данном курсовом проекте является метод комплексных бригад. Метод...
Особенности рабочего цикла и теплового расчета двухтактных двигателей - Двигатели внутреннего сгорания