Двигатели внутреннего сгорания
Принципы работы и классификация
Двигатель внутреннего сгорания — это наиболее распространенный источник энергии для транспортных средств. Этот двигатель вырабатывает мощность за счет преобразования химической энергии топлива в теплоту, которая затем преобразуется в механическую работу.
Преобразование химической энергии в теплоту осуществляется при сгорании топлива, а последующий переход теплоты в механическую работу осуществляется за счет внутренней энергии рабочего тела, которое, расширяясь, выполняет работу.
В качестве рабочих тел в двигателе внутреннего сгорания используются газы, давление которых возрастает за счет сжатия.
Таблица 1. Классификация двигателей внутреннего сгорания
Топлива — а это в основном смеси углеводородов — требуют для своего сгорания присутствие кислорода; нужное количество кислорода поступает вместе со входящим воздухом.
Если сгорание топлива происходит внутри цилиндра двигателя, этот процесс называется внутренним сгоранием. Здесь продукты сгорания сами используются в качестве рабочего тела.
Если же процесс сгорания происходит вне цилиндра, то он называется внешним сгоранием.
Постоянное получение механической работы возможно циклически (поршневой двигатель ) или непрерывно (газотурбинный двигатель), рабочий процесс при этом состоит из сжатия рабочего тела, подвода к нему теплоты, совершения работы за счет его расширения и возврата в исходное состояние.
Если рабочее тело изменяется при получении им теплоты, например, когда часть его выполняет роль окислителя, то восстановление первоначального состояния рабочего тела возможно только путем его замены.
Подобный процесс называется незамкнутым циклом и характеризуется циклическим газообменом (выпуском продуктов сгорания и впуском свежего заряда). Внутреннее сгорание всегда требует применения незамкнутого цикла.
При реализации процесса внешнего сгорания рабочее тело остается химически неизменным и может поэтому возвращаться в свое исходное состояние путем выполнения требуемых операций (охлаждение, конденсация). Это позволяет использовать замкнутый цикл работы.
Кроме основных характеристик процесса (незамкнутый/замкнутый циклы) и типов сгорания (циклический/непрерывный) процессы сгорания в двигателе внутреннего сгорания классифицируются по способам приготовления рабочей смеси и применяемым методам ее воспламенения.
При внешнем смесеобразовании рабочая смесь приготавливается вне камеры сгорания. При этом в камере сгорания вначале присутствует, главным образом, гомогенная топливовоздушная смесь, и поэтому этот процесс можно отнести к процессу образования гомогенной смеси.
При внутреннем смесеобразовании топливо вводится непосредственно в камеру сгорания. Чем позже происходит сгорание, тем большей гетерогенностью на момент начала сгорания будет обладать топливовоздушная смесь, поэтому внутреннее смесеобразование часто называется процессом образования гетерогенной смеси.
Принудительное воспламенение осуществляется электрической искрой от свечи зажигания. При самовоспламенении рабочая смесь загорается из-за нагрева вследствие ее сжатия. Также самовоспламенение может происходить при впрыскивании топлива в такую высокотемпературную воздушную среду, которая вызывает его испарение и воспламенение.
Мой блог находят по следующим фразам
Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания был сконструирован в 1957 году. Отличительная черта – это использование вращающего ротора (поршня), который размещен внутри цилиндра (статора), поверхность которого сделана по эпитрохоидой кривой.
Ротор выполнен в форме выпуклого треугольника, на его вершинах есть уплотнения, которые соприкасаются с поверхностью статора и разделяют цилиндр на камеры, в которых проходят фазы газораспределения. В поршень запрессовано зубчатое колесо, которое зацепляется с неподвижной шестерней, зафиксированной на корпусе, и как бы обкатывается вокруг этой шестерни. Передаточное число между шестернями 3:2, по этому за один поворот эксцентрикового вала поршень поворачивается на 120 градусов.
В данном двигателе отсутствует газораспределительная система, потому-то четырехтактный цикл осуществляет сам ротор благодаря своей конструкции, то есть, пройдя весь оборот, 360 градусов, каждая секция совершает полный четырьохтактный цикл. Герметичность между камерами (секциями) обеспечивается за счет радиальных и торцевых пластин уплотнения, которые прижимаются к цилиндру с помощью центробежных сил, а также ленточными пружинами и давлением газа.
Смесеобразование, охлаждение, запуск, смазка, зажигание, имеет такой же принцип, как и у поршневых двигателей внутреннего сгорания.
Габариты роторного двигателя меньше в 1,7 раза, чем у обычного двигателя. Число деталей меньше на 30-40%. Малая удельная масса при высокой удельной мощности. К примеру, современный роторный двигатель объемом 1,3 см3 имеет мощность 220 л.с., а турбированый – 350 л.с. Хорошие динамические характеристики и низкий уровень вибраций РПД, позволяет повысить комфортность легких транспортных средств типа микроавтомобилей, мотокаров и юникаров.
Двигателю Отто и дизелю уже более 100лет.Двигатель Банманна для начала третьего тысячелетия см.motor.offtop.ru .Принципиальная новизна Роторно-компрессорного двигателя вариатора в том,что в нём функционально решены проблемы вариатора и рекупиратора.
По сути это-примитивная дизильная м а ш и н а .Эта проще чем разного рода «гибриды»компактно,легко и эфективно.Самая лутшая силовая передача та,которая существует в виде ф у н к ц и и(«как система зажигания» в моторе дизеля).Все силовые передачи имеют свои не достатки ,и самое эфективное решение этой проблемы возможно только функционально, и в механизме самого мотора.И причём изменение рабочего обьёма возможно только в роторном механизме.Функциональное решение механических проблем механизма делают его даже долговечнее чем КШМ .Альтернатива за 100лет поршневому мотору небыло найдено-мотор осталось превратит в машину (не паровую,а дизельную).Аказывается что запускать мотор ,трогатся с места ирезко ускоряться можно без дымного выхлопа.При внемательном изучении комплекса функциональных решений заложиных в этот приметивный мотор можно убедится ,что транспорт с этим мотором будет иметь в два раза больше эфективность.