Основы работы двигателя внутреннего сгорания

Основы работы двигателя внутреннего сгорания

Вопросы лекции:
Назначение, история создания
Классификация двигателей
Основные понятия и определения
Работа двигателя
Показатели работы двигателя.

Назначение двигателя:
преобразование различных видов энергии в механическую работу:

История создания:
Первый двигатель внутреннего сгорания (ДВС) был создан в 1860 г. французским инженером Этьеном Ленуаром
В 1862 г. французский изобретатель Бо де Роша предложил использовать в двигателе внутреннего сгорания четырехтактный цикл: 1) всасывание; 2) сжатие; 3) горение и расширение; 4) выхлоп.

История создания:
немецкий изобретатель Николаус Отто, построил в 1878 г. первый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. КПД такого двигателя достигал 22%

Первый самоходный экипаж
Даймлера

Первые тракторы:

Виды двигателей:
Тепловые двигатели -тепловую энергию (Q,кДж ) сгорающего топлива в механическую работу (крутящий момент Мкр, Нм );
Электрические двигатели- электрическую энергию в механическую работу (крутящий момент Мкр, Нм );

Тепловые двигатели:
Поршневые;
Роторно-поршневые;
Газотурбинные;
Реактивные;
Комбинированные.

Классификация д.в.с.
по роду применяемого топлива : двигатели, работающие на жидком топливе, газовые и комбинированные;
по способу смесеобразования : с внешним (карбюраторные двигатели) и внутренним (дизельные двигатели ) смесеобразованием ;

Классификация д.в.с.
по способу воспламенения горючей смеси : с воспламенением от сжатия ( дизельные дв-ли ) и с принудительным воспламенением от электрической искры (карбюраторные дв-ли );
по способу осуществления рабочего цикла : четырех- и двухтактные;

Общее устройство д.в.с.
1- гильза цилиндра;
2- поршень;
3- шатун;
4- коленчатый вал;
5-впускной клапан;
6-свеча зажигания
7-выпускной клапан.

Основы работы д.в.с.
Верхняя мертвая точка
Ход поршня, S
Рабочий объем цилиндра, Vh
Нижняя мертвая точка
Объем камеры сгорания, Vc
Полный рабочий объем, Va

Внутренние объемы цилиндра:
Рабочий объем цилиндра, Vh:
Полный объем цилиндра, Va:
Степень сжатия, Е:

Работа 4-х тактного д.в.с.

Работа 2-х тактного д.в.с.

Индикаторная диаграмма

Основные показатели работы двигателя
Крутящий момент – это произведение силы ,вращающей кривошип на радиус кривошипа. Крутящим момент выражается в ньтонаметрах (Н*м).
Индикаторная мощность – это мощность которая развивается газами внутри цилиндра работающего двигателя.

Основные показатели работы двигателя
Эффективная мощность – это мощность которая передается коленчатым валом на привод ведущих колес и рабочего оборудования трактора ,автомобиля.

Основные показатели работы двигателя
Эффективный коэффициент полезного действия – отношение количества теплоты , превращенной в механическую работу к количеству теплоты ,содержащейся в топливе. У дизельных двигателей коэффициент находится в пределах 32..40 %, а у карбюраторных 24..28 %. Остальная теплота отводится системой охлаждения (20..30%) и отработанными газами (25..35%).

Основные показатели работы двигателя
Механический коэффициент полезного действия – отношение эффективной мощности к индикаторной. Составляет 80..90 % и зависит от качества сборки и регулировки двигателя.

Основные показатели работы двигателя
Удельный расход топлива – расход топлива на единицу эффективной мощности (г/кВт ч).

У дизельных двигателей удельный расход топлива не превышает 260 г/кВт*ч, а у карбюраторных –320 г/кВт*ч.