Индикаторная диаграмма 2 х тактного двигателя – 3.2 Определение давлений и температур рабочего тела в цилиндре двигателя для построения индикаторной диаграммы

Принцип действия и индикаторная диаграмма двухтактного дизеля

Рабочий цикл двухтактного двигателя осуществляется за два такта (за один оборот коленчатого вала). Процессы выпуска и наполнения ци­линдра воздухом происходят только на части хода поршня (130—150° пово­рота коленчатого вала), а потому они значительно отличаются от таких же процессов в четырехтактных двигателях.

Процессы очистки цилиндра (выпу­ска) и продувки (наполнения) весьма сложны и зависят и от типа двигателя, и от самого устройства органов продувки и выпуска. В судовых двухтактных дизелях нашли применение различные устройства органов продувки и вы­пуска, т. е. различные системы продувок.

На рис. 8 изображена схема устройства двухтактного дизеля тронкового типа с прямоточно-клапанной продувкой.

В нижней части боковой поверхности рабочего цилиндра расположены продувочные окна, а в крышке цилиндра — выпускные клапаны. Продувоч­ный воздух нагнетается в цилиндр продувочным насосом (в рассматриваемой схеме — продувочный насос роторного типа, или объемный насос). Он рас­положен сбоку и приводится в действие от распределительного вала. Вы­пускные клапаны приводятся в действие от распределительного вала, число оборотов которого равно числу оборотов коленчатого вала.

Индикаторная диаграмма данного двигателя показана на рис. 9.

Первый такт — сжатие воздуха в цилиндре начинается с момента пере­крытия поршнем продувочных окон (точка 7, рис. 8 и 9). Выпускные кла­паны закрыты. Давление воздуха в конце сжатия (точка 2) достигает 35— 50 кГ/см2 и температура 700—750° С.

Второй такт включает горение топлива, расширение продуктов сго­рания, выпуск и продувку. Процесс подачи топлива в цилиндр и его сго­рание заканчиваются так же, как и в четырехтактном дизеле, и осуще­ствляются в период расширения (точка 3). Начало подачи топлива — точка 2′ (рис. 9), а точка 2 — конец сжатия.

Максимальное давление цикла достигает 55—80 кГ/см

2, а температу­ра 1700—1800° С.

При дальнейшем движении поршня от ВМТ к НМТ происходит расши­рение продуктов сгорания и в момент открытия выпускных клапанов (точка 4), которые открываются раньше открытия кромкой поршня продувоч­ных окон, начинается выпуск.

Открытие выпускных клапанов раньше открытия продувочных окон необходимо для снижения давления в цилиндре до давления продувочного воздуха к моменту открытия продувочных окон.

Следовательно, с момента начала открытия порш­нем продувочных окон (точка 5) до полного их открытия (точка 6) и вновь до момента закры­тия окон (точка 1, при обратном движении поршня от НМТ к ВМТ) происходит процесс продувки цилиндра.

Продувочный воздух, заполняя цилиндр, поднимается вверх, вытесняя отработавшие газы из цилиндра через клапаны в выпускной тракт.

Таким образом происходит одновременная очи­стка цилиндра от отработавших газов и на­полнение цилиндра свежим зарядом воз­духа.

Закрытие выпускных клапанов (конец вы­пуска) производится несколько позже закрытия поршнем продувочных окон (точка 6), что спо­собствует лучшей очистке верхней части цилин­дра от отработавших газов.

После закрытия выпускных клапанов рабочий цикл повторяется в той же последовательности.

На рис. 10 приведена развернутая индикаторная диаграмма рассма­триваемого двухтактного дизеля, а на рис. 11—его круговая диаграмма рас­пределения. Обозначения фаз распределения такие же, как и на рис. 9.

Как видно на индикаторной диаграмме, давление в цилиндре всегда выше атмосферного. Величина минимального давления в цилиндре зависит от величины давления продувочного воздуха. Давление продувочного воз­духа составляет 1,2—1,5 ата и при работе двигателя с наддувом повы­шается до 2,5 ата.

На круговой диаграмме (см. рис. 11) углы обозначают следующие фазы распределения.


Принцип действия дизельных двигателей. Индикаторные и круговые диаграммы

Дизелем называют ДВС с внутренним смесеобразованием, в котором тяжелое жидкое топливо, вводимое в распыленном состоянии в цилиндр в конце хода сжатия, самостоятельно воспламеняется в горячем сжатом воздухе. Основными понятиями, относящимися ко всем дизельным двигателям, являются (рис. 17):

  • верхняя мертвая точка (ВМТ) – положение поршня, при котором он наиболее удален от оси коленчатого вала;
  • нижняя мертвая точка (НМТ) – положение поршня наиболее близкое к оси коленчатого вала;
  • ход поршня S , [м] – расстояние между ВМТ и НМТ: S = 2R ;
  • рабочий объем цилиндра VS , [м3] – объем, описываемый поршнем при движении между ВМТ и НМТ :
  • объем камеры сжатия VC , [м3] – объем цилиндра над поршнем при нахождении его в ВМТ;
  • полный объем цилиндра VA , [м3] – сумма рабочего объема цилиндра и объема камеры сжатия:

Принцип действия четырехтактного дизеля

Рабочий цикл в цилиндре четырехтактного дизеля осуществляется за два оборота коленчатого вала (4 хода поршня). Цилиндр четырехтактного дизеля закрыт крышкой, в которой располагаются клапаны для впуска свежего заряда воздуха и выпуска продуктов сгорания (рис. 18). Впускные и выпускные клапаны удерживаются в закрытом положении пружинами и давлением, создаваемым в цилиндре в периоды сжатия, сгорания топлива и расширения. Открытие клапанов в необходимые моменты времени осуществляется с помощью газораспределительного механизма.

Рабочий цикл четырехтактного дизеля состоит из следующих процессов (тактов): впуска, сжатия, расширения (рабочего хода) и выпуска, и происходит следующим образом (рис. 18):

Первый такт – впуск. В начальный момент времени давление в цилиндре двигателя несколько выше атмосферного – точка 1 индикаторной диаграммы (рис. 18). Поршень из ВМТ начинает свое движение к НМТ, открывается впускной клапан и поршень всасывает в цилиндр свежий заряд воздуха (процесс 1− 2). При этом давление в цилиндре устанавливается чуть ниже атмосферного (для двигателей без наддува) за счет гидравлического сопротивления впускного клапана. Часто для увеличения массы свежего заряда воздух предварительно сжимают в компрессоре до избыточного давления 0,13 ÷ 0,4 МПа, а затем охлаждают в воздухоохладителе. Такое увеличение массы свежего заряда называется наддувом.

Второй такт – сжатие. Поршень из НМТ начинает движение к ВМТ. Впускной клапан закрывается и происходит сжатие воздуха, поступившего в цилиндр дизеля. При этом уменьшается объем заряда воздуха, повышается его давление (процесс 2 − 3 ) до 3,6 ÷ 4,0 МПа в дизелях без наддува, а при высоком наддуве – до 11,0 МПа, что сопровождается увеличением температуры воздуха до 500 °C и выше. В конце такта, при нахождении поршня вблизи ВМТ, в цилиндр через форсунку начинает поступать мелко распыленное топливо, которое от соприкосновения с горячим воздухом самовоспламеняется и начинает гореть. При сгорании топлива давление в цилиндре повышается до 5,5 ÷ 8,5 МПа в дизелях без наддува, и до 11,0 ÷ 14,5 МПа в дизелях с высокой степенью наддува. Процесс сгорания ~ 40 % топлива в конце такта сжатия близок к изохорному (изображен на индикаторной диаграмме линией 3 − 4 ) и происходит при нахождении поршня вблизи ВМТ.

Третий такт – расширение (рабочий ход). В начале такта расширения топливо продолжает поступать в цилиндр дизельного двигателя, и процесс сгорания ~ 60 % топлива при начале движения поршня от ВМТ к НМТ близок к изобарному (процесс 4 − 5 на диаграмме). По окончании сгорания топлива происходит расширение продуктов сгорания (процесс 5 − 6 на индикаторной диаграмме). Расширяющиеся продукты сгорания воздействуют на поршень, совершая полезную работу. Давление газов в цилиндре двигателя и их температура в ходе процесса расширения понижаются.

Четвертый такт – выпуск. По окончании хода расширения открывается выпускной клапан, и поршень начинает движение от НМТ к ВМТ. При этом происходит выпуск отработавших газов через выпускной клапан (процесс 6 −1 на индикаторной диаграмме). Давление в цилиндре в процессе выпуска газов несколько выше атмосферного за счет гидравлического сопротивления выпускного клапана.

Таким образом в четырехтактном дизельном двигателе полезным является только такт расширения (рабочий ход), остальные три такта осуществляются за счет кинетической энергии вращающегося коленчатого вала с маховиком и работы других цилиндров двигателя.

Процессы газообмена в цилиндре дизельного двигателя (фазы газораспре-деления) могут быть изображены на двух окружностях, обозначающих периоды открытия впускных и выпускных клапанов в функции угла поворота коленчатого вала. Такие диаграммы называются диаграммами газораспределения или круговыми диаграммами.

В 4-хтактных дизелях на газообмен отведено 550 ÷ 570 градусов поворота коленчатого вала (ПКВ). Процесс газообмена в четырехтактных дизелях можно разбить на следующие периоды (рис. 19):

Свободный выпуск – осуществляется за счет разницы атмосферного давления и давления в цилиндре двигателя в момент открытия выпускного клапана (линия О − А диаграммы). При этом газы с большой скоростью устремляются в выпускной патрубок двигателя. Продолжительность периода свободного выпуска примерно соответствует углу предварения открытия выпускного клапана (ϕ1 = 40 ÷ 50° ПКВ). Тепловая и кинетическая энергия выпускных газов, как правило, используется для привода турбокомпрессора или работы утилизационных котлов.

Принудительный выпуск – теоретически начинается в НМТ и заканчивается в ВМТ. Это принудительное выталкивание продуктов сгорания из цилиндра телом поршня.

Продувка – в конце хода выпуска открывается впускной клапан (линия О − С , ϕ 3 = 50 ÷ 60° ПКВ до ВМТ), а выпускной остается открытым. При двух открытых одновременно клапанах происходит продувка камеры сгорания воздухом и удаление оставшихся в цилиндре газов. Кроме того, продувка снижает температуру стенок камеры сгорания, поршня и выпускных клапанов, улучшая условия работы и увеличивая срок их службы. Продолжительность продувки составляет ~ 110 ° ПКВ.

Наполнение – теоретически начинается в ВМТ, а фактически – с момента закрытия выпускного клапана (линия O − D , ϕ 4 = 50 ÷ 55° ПКВ за ВМТ) и частично протекает одновременно с продувкой. Окончание наполнения совпадает с приходом поршня в НМТ.

Дозарядка – поршень движется вверх по ходу сжатия, а впускной клапан некоторое время остается открытым до момента, соответствующего линии O − B на диаграмме (ϕ 2 = 30 ÷ 40° ПКВ после НМТ). Воздух продолжает поступать в цилиндр по инерции и несколько увеличивает плотность заряда в цилиндре.

Принцип действия двухтактного дизеля

Из рассмотрения индикаторной диаграммы четырехтактного дизельного двигателя видно, что он только половину времени, затраченного на цикл, работает как тепловой двигатель (такты сжатия и расширения). Остальное время (такты впуска и выпуска) двигатель работает как воздушный насос. Более полно время, отводимое на рабочий цикл, используется в двухтактных дизелях, в которых рабочий цикл осуществляется за один оборот коленчатого вала. Необходимая замена отработавших газов свежим воздухом происходит на небольшой части хода поршня в конце такта расширения и в начале такта сжатия, и составляет примерно 140 ÷ 150 ° ПКВ.

В отличие от четырехтактного, в двухтактном дизеле вместо впускных и выпускных клапанов в стенке цилиндра выполнены впускные (продувочные) ПО и выпускные ВО окна (рис. 20). Продувочным насосом ПН воздух нагнетается в воздушный ресивер Р, и через продувочные окна ПО поступает в цилиндр двигателя. Продукты сгорания топлива покидают цилиндр через выпускные окна ВО и выпускной патрубок ВП. Открытие и закрытие продувочных и выпускных окон осуществляется телом поршня при его движении в цилиндре.

Рабочий цикл двухтактного дизеля изображен на рис. 21 и состоит из следующих тактов:

Первый такт – сжатие. Поршень находится в НМТ. Продувочные и выпускные окна полностью открыты. При этом происходит продувка цилиндра, продолжающаяся до тех пор, пока поршень, двигаясь вверх, не перекроет продувочные окна (процесс 7 − 6 на диаграмме). При последующем движении поршень закроет выпускные окна, причем в период, изображенный на диаграмме линией 6 −1, из цилиндра выталкивается часть свежего заряда воздуха. После закрытия поршнем выпускных окон, начинается сжатие воздуха, сопровождающееся повышением давления и температуры (процесс сжатия изображен на диаграмме линией 1− 2 ). При подходе поршня к ВМТ в цилиндр впрыскивается мелко распыленное топливо, которое воспламеняется от соприкосновения с горячим воздухом. Часть топлива (~ 40 %) сгорает при постоянном объеме при нахождении поршня вблизи ВМТ (процесс 2 − 3).

Второй такт – рабочий ход (расширение). Поршень начинает движение от ВМТ к НМТ. Оставшаяся часть топлива (~ 60 %) сгорает при постоянном давлении (процесс 3 − 4 ). После полного сгорания топлива происходит расширение горячих газов (линия 4 − 5 ), которое заканчивается, когда поршень своей кромкой откроет выпускные окна в точке 5. С этого момента начинается свободный выпуск отработавших газов, сопровождающийся резким понижением давления в цилиндре (процесс 5 − 6 ). В точке 6 поршень открывает продувочные окна и начинается продувка цилиндра – принудительное вытеснение из него потоком воздуха отработавших газов и заполнение свежим зарядом воздуха (процессы 6 − 7 и 7 − 6 на диаграмме).

Теоретически при одинаковых размерах цилиндра и равных числах оборотов в минуту двухтактный дизель может развивать мощность в 2 раза большую, чем четырехтактный. В действительности мощность двухтактного дизеля (при прочих равных условиях) больше лишь в 1,7 ÷ 1,8 раза, чем у четырехтактного, так как часть хода поршня затрачивается на процессы выпуска и продувки. Кроме того на привод навешенного на двигатель продувочного насоса затрачивается 6 – 8 % мощности двигателя.

Весь процесс газообмена двухтактного дизеля можно условно разделить на следующие периоды (рис. 22):

Свободный выпуск – начинается с момента открытия поршнем выпускных окон (линия О − b ) и заканчивается в момент открытия поршнем продувочных окон (линия O − d ). В этот период происходит интенсивный выброс отработавших газов в выпускной тракт за счет перепада давлений в цилиндре (~ 0,45 МПа) и в выхлопном патрубке (~ 0,14 МПа).

Принудительный выпуск и продувка – начинаются в точке d и заканчиваются в момент закрытия продувочных окон (линия O − d ′ ). При этом происходит принудительное вытеснение отработавших газов продувочным воздухом и одновременное заполнение цилиндра свежим зарядом.

Потеря заряда воздуха – объясняется тем, что верхние кромки выпускных окон расположены выше продувочных. Поршень при движении к ВМТ до момента закрытия выпускных окон (линия O − a ) успевает вытолкнуть через выпускные окна часть поступившего в цилиндр воздуха. Фаза потери заряда воздуха является нежелательной, поэтому существует ряд конструктивных решений для замены ее на фазу дозарядки. Например, вместо щелевой схемы продувки, описанной выше, используют прямоточную клапанно-щелевую схему. В таких конструкциях дизелей выпускные окна отсутствуют, а вместо них в крышке цилиндра устанавливается выпускной клапан, приводимый в действие от механизма газораспределения.

Литература

Судовые энергетические установки. Дизельные и газотурбинные установки. Болдырев О.Н. [2003]

Похожие статьи

2Х тактный цикл дизеля. Индикаторная диаграмма.

В двухтактном дизеле рабочий цикл совершается за два такта:

— первый такт – продувка цилиндра и сжатие воздуха

— второй такт – сгорание рабочей смеси, расширение и предварительный выпуск продуктов сгорания, продувка цилиндра.

ИНДИКАТОРНАЯ ДИАГРАММА 2Х ТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ.

Индикаторная мощность Рi двигателя, полезная работа, совершаемая газами в цилиндре поршневого двигателя в единицу времени.

Среднее эффективное Ре давление это давление которое зависит от количества топлива впрыскиваемого в цилиндр.

Эффективная мощность Ре   — мощность, снимаемая с соединительного фланца вала двигателя, т. е. отдаваемая валопроводу, генератору или любому потребителю энергии на данном режиме работы

Индикаторная мощность Рz — мощность развиваемая газами внутри рабочих цилиндров двигателя, называют индикаторной.

3. Основные электрические величины – электрический ток, напряжение, мощность

электрического тока, единицы измерения.

ЭЛЕКТРИ́ЧЕСКИЙ ТОК — УПОРЯДОЧЕННОЕ НЕКОМПЕНСИРОВАННОЕ ДВИЖЕНИЕ СВОБОДНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ.

I=U/R

НАПРЯЖЕНИЕ – КОЛЛИЧЕСТВО ЭНЕРГИИ ЗАТРАЧИВАЕМОЕ НА ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ИЗ ОДНОЙ ТОЧКИ В ДРУГУЮ.

U=Ir

МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА – СКОРОСТЬ ИЗМЕНЕНИЯ ЭНЕРГИИ. МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА РАВНА РАБОТЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА, ПРОИЗВОДИМОЙ В ТЕЧЕНИЕ ОДНОЙ СЕКУНДЫ.

P = A/t

4. Общие требования к техническому обслуживанию стс и к.

ПОД СУДОВЫМИ ТЕХНИЧЕСКИМИ СРЕДСТВАМИ ПОНИМАЮТСЯ УСТАНОВКИ, АГРЕГАТЫ, МЕХАНИЗМЫ И ДРУГОЕ ОБОРУДОВАНИЕ СУДНА, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ЕГО РАБОТОСПОБНОСТЬ В СООТВЕТСТВИИ С НАЗНАЧЕНИЕМ.

1. Общие положения 1.1. Техническая эксплуатация судовых технических средств и конструкций (СТС и К) должна производиться в соответствии с инструкциями заводов-изготовителей и требованиями настоя­щих Правил.

1.2. Все операции связанные с вводом в действие, изменени­ем режимов работы, выводом из действия, проворачиванием и разборкой технических средств, должны производиться с разре­шения, по указанию или с извещением должностных лиц (капитана, вахтенного помощника капитана, старшего механи­ка, вахтенного механика, ответственного по заведованию), если это предусмотрено соответствующими пунктами Правил или другими документами, регламентирующими действия судового экипажа. 1.3. Бездействия, связанные с техническим использованием, обслуживанием и ремонтом СТСиК должны регистрироваться вахтенным механиком в машинном журнале. 1.4. На судне должен быть организован учет технического со­стояния СТСиК а также учет наличия и движения сменно-запасных частей и предметов, материально-технического снабжения по заведованиям.

1.5. При в воде в действие оборудования, убедиться что оборудование исправно, КИП исправны и так далее.

БИЛЕТ 2.

1. Посадка и остойчивость судна, теоретические основы. Остойчивость, метацентрическая высота. Информация об остойчивости.

ОСТО́ЙЧИВОСТЬ — способность плавучего средства противостоять внешним силам, вызывающим его крен или дифферент и возвращаться в состояние равновесия.

Судно плавает на поверхности воды под действием двух основных сил: силы тяжести и Архимедовой силы.   Сила тяжести -“тянет судно вниз”,  равна его весу и приложена к центру тяжести судна ЦТ.  Сила плавучести или Архимедова сила –“выталкивает судно из воды”,  равна его водоизмещению и приложена в центре подводного объема ЦВ судна.

В “прямом” положении судна эти силы уравновешивают друг друга и лежат на одной вертикальной линии.  При крене  форма подводной части корпуса изменится,   ЦВ сместится в сторону накрененного борта, и возникнет так называемыйвосстанавливающий момент, который противодействует крену. При наклонении судна ЦВ как бы поворачивается вокруг  точки, называемой метацентром m.

Расстояние от метацентра m до центра тяжести ЦТ  (метацентрическая высота)  является  характеристикой остойчивости судна. Чем меньше судно, тем больше должна быть  метацентрическая высота. Чем ниже расположен центр тяжести, тем судно остойчивее. Существует  простое правило: КАЖДЫЙ КИЛОГРАММ ПОД ВАТЕРЛИНИЕЙ ПОВЫШАЕТ ОСТОЙЧИВОСТЬ, А КАЖДЫЙ КИЛОГРАММ НАД ВАТЕРЛИНИЕЙ УХУДШАЕТ ЕЕ.

Индикаторная диаграмма 2-тактного ДВС. — КиберПедия

Основное отличие 2-тактного двигателя от 4-тактного заключается в способе газообмена – очистки цилиндра от продуктов сгорания и зарядки его свежим воздухом или горячей смесью.

Устройства газораспределения 2-тактных двигателей – щели во втулке цилиндра, перекрываемые поршнем, и клапаны или золотники.

Рабочий цикл:

После сгорания топлива начинается процесс расширения газов (рабочий ход). Поршень движется к нижней мертвой точке (НМТ). В конце процесса расширения поршень 1 открывает впускные щели (окна) 3 (точка b) или открываются выпускные клапана, сообщая полость цилиндра через выхлопную трубу с атмосферой. При этом часть продуктов сгорания выходит из цилиндра и давление в нем падает до давления продувочного воздуха Pd. В точке d поршень открывает продувочные окна 2, через которые в цилиндр подается смесь топлива с воздухом под давлением 1,23-1,42 бар. Дальнейшее падение замедляется, т.к. в цилиндр поступает воздух. От точки d до НМТ одновременно открыты выпускные и продувочные окна. Период, в течении которого одновременно открыты продувочные и выпускные окна, называется продувкой. В этот период цилиндр наполняется смесью воздуха, а продукты сгорания вытесняются из него.

Второй такт соответствует ходу поршня от нижней к верхней мертвой точке. В начале хода продолжается процесс продувки. Точка f – конец продувки – закрытие впускных окон. В точке а закрываются выпускные окна и начинается процесс сжатия. Давление в цилиндре к концу зарядки несколько выше атмосферного. Оно зависит от давления продувочного воздуха. С момента окончания продувки и полного перекрытия выпускных окон начинается процесс сжатия. Когда поршень не доходит на 10-30град по углу поволрота колен.вала до ВМТ (точка с/), в цилиндр через форсунку подается топливо или производится зажигание смеси и цикл повторяется.

При одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения мощность 2-тактного значительно больше, в 1,5-1,7 раза.

 

Среднее давление теоретической диаграммы ДВС.

 

Среднее индикаторное давление ДВС.

Это такое условно постоянное давление, которое, действуя на поршень, совершает работу, равную внутренней работе газа в течение всего рабочего цикла.

Графически pi в определенном масштабе равно высоте прямоугольника mm/hh/, по площади равного площади диаграммы и имеющего ту же длину.

f- площадь индикаторной диаграммы (мм2)

l- длина инд.диаграммы — mh

kp— масштаб давления (Па/мм)

 

 

Среднее эффективное давление ДВС.



Это произведение механического кпд на среднее индикаторное давление.

ηмех,

Где ηмех=Ne/Ni. При нормальном режиме работы ηмех=0,7-0,85.

 

Механический КПД ДВС.

ηмех=Ne/Ni

— отношение эффективной мощности к индикаторной.

При нормальном режиме работы ηмех=0,7-0,85.

 

Индикаторная мощность ДВС.

Инд. мощность двигателя, получаемая внутри уилиндра, может быть определена с помощью индикаторной диаграммы, снимаемой специальным прибором – индикатором.

Инд.мощность – работа, совершаемая рабочим телом в цилиндре двигателя в ед.времени.

Инд.мощность одного цилиндра —

k- кратность двигателя

V-рабочий объем цилиндра

n-число рабочих ходов.

 

Эффективная мощность ДВС.

— полезно используемая мощность, снимаемая с колен.вала

Ne=Ni-Nтр

Nтр – сумма потерь мощности на трение между движущимися деталями двигателя и на приведение в действие вспомогательных механизмов (насосов, генератора, вентилятора и др.)

Определение эф.мощности двигателя в лабораторных условиях или при стендовых испытаниях производят с помощью спец.тормозных устройств – механических, гидравлических или электрических.

 

Индикаторная диаграмма двухтактного двигателя — Энциклопедия по машиностроению XXL

ИНДИКАТОРНАЯ ДИАГРАММА ДВУХТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ  [c.288]

Рассмотрим индикаторную диаграмму двухтактных двигателей (фиг. 124). Процесс сжатия при ходе поршня от н. м. т. начинается с момента закрытия поршнем окон цилиндра, г. е. с точки а.  [c.288]


Индикаторная диаграмма двухтактного двигателя 289  [c.289]

На рис. 1 показаны индикаторные диаграммы рабочего цикла четырехтактного карбюраторного двигателя (рис. 1,а) и четырехтактного дизеля (рис. 1,6). По вертикальным осям диаграмм откладывается давление газов в цилиндре р кг см ), а по горизонтальной оси объем в цилиндре над поршнем V (см ). Вертикальные линии на диаграмме отмечают объемы, соответствующие нахождению поршня в верхней мертвой точке (в.м.т.) и нижней мертвой точке (н.м.т.), а горизонтальная линия ро — атмосферное давление. Индикаторные диаграммы двухтактных двигателей, карбюраторного и дизеля, показаны на рис. 1,ей 1,г.  [c.6]

Проверка процессов продувки и выхлопа. Диаграмма, представленная на фиг. 235, изображает собою нижнюю часть индикаторной диаграммы двухтактного двигателя.  [c.303]

На рис. 3 приведена индикаторная диаграмма двухтактного двигателя с воспламенением от сжатия и прямоточной продувкой (ЯАЗ-206). Так как этот двигатель имеет нагнетатель воздуха, то вся диаграмма располагается выше линии атмосферного давления.  [c.11]

Индикаторная диаграмма двухтактного двигателя с воспламенением от сжатия и прямоточной продувкой вследствие того, что наполнение цилиндра воздухом происходит под давлением, вся (рис. 5) располагается над атмосферной линией. Линия а—с изображает наполнение цилиндра (конец продувки) и процесс сжатия. Линия с—г—показывает процесс сгорания по смешанному циклу, линия 2—Ь — расширение газов, продолжающееся до момента открытия выпускного окна в точке Ь, где давление начинает резко падать. В точ-  [c.15]

Рис. 5. Индикаторная диаграмма двухтактного двигателя с воспламенением от сжатия Рис. 5. Индикаторная диаграмма двухтактного двигателя с воспламенением от сжатия
Индикаторная диаграмма двухтактного двигателя, работающего на газообразном топливе, приведена на фиг. 8.  [c.26]

На фиг. 168 изображена индикаторная диаграмма двухтактного двигателя. Линия епа соответствует выпуску, причем на участке па одновременно происходит и продувка цилиндра. На участке ап продолжается продувка и зарядка цилиндра свежим воздухом. Окончательное удаление остатков продуктов сгорания происходит ка участке п е. Все последующие элементы цикла подобны описанному для четырехтактных двигателей.  [c.293]


Метод определения величин, характеризующих состояние газов в граничных (а, с, г, Ь) и в промежуточных точках индикаторных диаграмм двухтактных двигателей, не отличается от методов расчетов, применяемых для четырехтактных двигателей. Исключение представляет расчет процессов перезарядки или продувки цилиндров .  [c.257]

Индикаторные диаграммы двухтактных двигателей высокого и низкого сжатия показаны соответственно на фиг. 8-8 и 8-9.  [c.449]

Рис. 34-4. Схема индикаторной диаграммы двухтактного двигателя с поперечно-щелевой продувкой Рис. 34-4. Схема индикаторной диаграммы двухтактного двигателя с поперечно-щелевой продувкой
На рис 6.16 приведена индикаторная диаграмма двухтактного бескомпрессорного дизеля с поперечно-щелевой продувкой. Линия ее соответствует выпуску, линия е ае—продувке цилиндра, вб —утечке свежего заряда. Процессы сжатия, сгорания и расширения происходят так же, как в четырехтактном двигателе (участок в сйе).  [c.261]

На рис. П.90 представлены схема цилиндра и теоретическая индикаторная диаграмма двухтактного карбюраторного двигателя. Когда поршень приходит в в. м. т., над поршнем находится сжатая горючая смесь, которая воспламеняется электрической искрой и сгорает теоретически при постоянном объеме — линия 2—3. Продукты сгорания, расширяясь, перемещают поршень — процесс 3—4. При дальнейшем движении к н. ы. т.  [c.229]

Индикаторная диаграмма двухтактного карбюраторного двигателя.  [c.41]

Индикаторная диаграмма двухтактных дизельных двигателей ЯАЗ-М-204 и ЯАЗ-М-206 приведена на рис. 3. В начале первого такта (при нахождении поршня в н. м. т.) продувочные отверстия и выпускные клапаны открыты, и происходит удаление отработавших газов — продувка и наполнение цилиндра свежим  [c.12]

Индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя представлена на фиг. 52. Площадь индикаторной диаграммы соответствует работе в цилиндре за один цикл, т. е. за один оборот в двухтактном и за два оборота в четырехтактном двигателе. При определении работы в цилиндре из площади Р, заключенной между линиями сжатия и расширения, следует вычесть площадь /, заключенную между линиями всасывания и выхлопа. При индицировании двигателей в эксплуатационных условиях площадью / вследствие малой величины обычно пренебрегают.  [c.111]

Рнс. 15. Индикаторная диаграмма двухтактного комбинированного двигателя в координатах р—  [c.20]

Для выталкивания отработавших газов и всасывания свежей смеси требуется затратить работу, которая в индикаторной диаграмме четырехтактного двигателя (рис. 63) изображается узкой площадкой 016. Эту затрату следует вычесть из полезной работы цикла. У двухтактных двигателей соответствующие затраты работы относятся к продувочному насосу.  [c.123]

Рис, 21.2, Индикаторная диаграмма четырехтактного (а) и двухтактного (б) двигателей А — выпускное окно Б — продувочное окно  [c.178]

Вследствие наличия в цилиндрах двухтактных двигателей продувочных окон из всего рабочего объема цилиндра Vh при сжатии и расширении рабочего тела используется лишь часть этого объема, равная V (рис. 9.10). Другая часть объема, равная Vh—Vh, называется потерянным объемом. Если доля потерянного объема для исследуемого двигателя неизвестна, то объем Vh можно определить подбором (см. ниже обработку индикаторной диаграммы). Тогда действительная степень сжатия определится соотношением  [c.118]

Среднее индикаторное давление принято относить к полному рабочему объему цилиндров Vh как в четырехтактных, так и в двухтактных двигателях. При графическом определении среднего индикаторного давления, как это сделано в работе ТД-7, трудно обеспечить необходимую точность и, кроме того, для расчета требуется много времени, в связи с чем целесообразно применить другой, графоаналитический метод, основанный на приближенном вычислении интеграла Ьщ = j)pdV. Этот метод определения Pi позволяет использовать ЭВМ при обработке индикаторной диаграммы. При наличии соответствующей аппаратуры сигнал, получаемый от электрического датчика давления, вводится непосредственно в ЭВМ.  [c.120]

Различают два типа поршневых ДВС — четырехтактные и двухтактные. У четырехтактного двигателя, индикаторная диаграмма которого изображена на рис. 22.2,а, отдельным процессам соответствуют 01 — всасывание топливной смеси (1-й такт) 12 — сжатие смеси (2-й такт) 23 — сгорание+54 — расширение продуктов сгорания+45 — выхлоп (3-й такт) 50 — выталкивание продуктов сгорания (4-й такт).  [c.202]

Второй такт соответствует ходу поршня от нижней к верхней мертвой точке. В начале этого хода продолжается процесс продувки и заполнения цилиндра свежим зарядом. Конец продувки цилиндра (точка / на индикаторной диаграмме) определяется моментом закрытия впускных окон. Процесс выпуска продуктов сгорания еще продолжается. В точке а закрываются выпускные окна и начинается процесс сжатия. При прямоточно-клапанной продувке выпускные клапаны закрываются одновременно с впускными окнами или несколько ранее. Давление в цилиндре к концу зарядки в двухтактных двигателях несколько выше атмосферного. Оно зависит от давления продувочного воздуха. С момента окончания продувки и полного перекрытия выпускных окон начинается процесс сжатия. Когда поршень не доходит на 10—30° по углу поворота коленчатого вала до в. м. т. (точка с ), в цилиндр через форсунку подается топливо или производится зажигание смеси и цикл повторяется.  [c.163]

Изобразите индикаторную диаграмму и расскажите о рабочем процессе двухтактного двигателя.  [c.284]

Для двухтактного двигателя принимается во внимание вся индикаторная диаграмма, а для четырехтактного — без учета части диаграммы, соответствующей выпуску и впуску. Последнее делается из практических соображений, чтобы не снимать при промышленных испытаниях диаграммы слабой пружиной всякий раз, когда нужно определить р .  [c.290]

На фиг. 2 3й,щ изображена индикаторная диаграмма продувочного насоса двухтактного двигателя.  [c.302]

Поскольку весь цикл работы завершается и индикаторная диаграмма замыкается за два хода поршня — за один оборот вала, двигатель является двухтактным.  [c.230]

Откладывая этот отрезок на чертеже, получаем положение н. м. т., после чего, делая скругление диаграммы у в. м. т. и нанося приближенно хвостовую часть, как показано на фиг. 116, получим действительную индикаторную диаграмму двигателя, работающего по двухтактному циклу.  [c.112]

Из рассмотрения рабочего цикла двухтактного двигателя (индикаторная диаграмма на рис. 5, а) видно, что на части хода поршня, когда происходит газообмен, полезная работа не совершается. Объем соответствующий этой части хода поршня, называется потерянным. Тогда объем, описываемый поршнем при движении от  [c.26]

В двухтактных двигателях вся площадь индикаторной диаграммы представляет собой в определенном масштабе полезную индикаторную работу (рис. 11, б). Чем больше индикаторная работа тем лучше использование рабочего объема Уь цилиндра двигателя.  [c.32]

От давления тазов р на поршень со стороны камеры сгорания (эта сила определяется по индикаторной диаграмме) и от давления газов р»г со стороны картера (это давление обычно равно атмосферному ро). В двигателях двойного действия давление р»т определяется по индикаторной диаграмме для подпоршневой полости. В двухтактных двигателях с кривошипно-камерной схемой газообмена, а также в двухтактных судовых малооборотных двигателях, в которых подпоршневое пространство используется как продувочный насос, давление р»г будет переменным по времени. Результирующая удельная сила газов, или давление на поршень определяется разностью рг=р г—р»г-  [c.68]

Рпс. 81. Схема устройства двухтактного двигателя внутреннего сгорания и его индикаторная диаграмма  [c.136]

На фиг. 94 показана схема двухтактного двигателя и его теоретическая индикаторная диаграмма. В нижней части цилиндр имеет окна, которые открываются непосредственно поршнем при приближении его к нижней мертвой точке. В одной половине окружности цилиндра располагаются выпускные окна, в другой — продувочные. Первые имеют большую высоту и открываются поэтому раньше  [c.172]

На рис. 11.92 представлены схема цилиндра и теоретическая индикаторная диаграмма двухтактного бескомпрессорного дизеля. Когда поршень приходит в в. м. т., под ним находится сжатый воздух, имеющий высокую температуру. В этот воздух через форсунку Р впрыскивается мелко распыленное тяжелое жидкое топливо, которое испаряется, воспламеняется и сгорает. Сгорание происходит, как и в четырехтактных двигателях, теоретически при неизменном объеме, а затем при неизменном давлении — линия 2—3 и 3 —3. Газы, образовавшиеся в результате сгорания топлива, адиабатно расширяясь, производят работу — линия 3—4. В точке 4 открывается выпускной клапан В и происходит свободный выпуск отработавших газов до момента, когда движущийся к н. м. т. поршень откроет продувочные окна (щели) т в стенках цилиндра. Через эти окна поступает продувочный воздух с давлением 0,12—0,14 МПа (1,22—1,43 кгс/см-) и вытесняет через клапан В неудалившиеся отработавшие газы. В момент закрытия  [c.231]

На рис. 3 приведена индикаторная диаграмма двухтактных дизельных двигателей с прямоточной продувкой (ЯАЗ-М204А и ЯАЗ-М206А), устанавливаемых на автомобилях МАЗ-200, КрАЗ-219 и их модификациях. Как как этот двигатель имеет нагнетатель воздуха, то вся диаграмма располагается выше линии атмосферного давления.  [c.10]

Индикаторная работа двигателя определяется по индикаторной диаграмме. Она равна площади диаграммы с учетом ее масштаба. Например, для двухтактного двигателя (см. рис. 6.16) она равна площади аЬсйеа.  [c.266]

Схема и принцип действия 2-хтактных ДВС

\r\n

Двухтактный дизель. 
У двухтактного дизеля наполнение цилинд­ра воздухом и очистка от продуктов сгорания производятся в конце хода расширения и в начале хода сжатия. Газы из цилиндра отво­дятся через выпускные окна в нижней части цилиндра или через вы­пускные клапаны в крышке цилиндра (у дизеля с прямоточно-клапанной продувкой). 
Воздух под давлением 150-330 кПа поступает в цилиндр через продувочные окна, также размещенные в нижней части цилиндра. От­крытием и закрытием окон управляет поршень. Рабочий цикл дизеля осуществляется следующим образом. 

\r\n \r\n

Первый такт — продувка и сжатие. При движе­нии поршня к НМТ открываются продувочные окна и воздух посту­пает в цилиндр из ресивера наддувочного воздуха. Такт начинается движением поршня от НМТ к ВМТ. В начале этого хода поршня про­должаются продувка и выпуск продуктов сгорания через выпускные окна (клапаны) в коллектор выпускных газов. Конец продувки и за­рядки цилиндра воздухом (участок а’а на индикаторной диаграмме) определяется моментом закрытия продувочных и выпускных окон (или выпускных клапанов). После закрытия органов газообмена начи­тается процесс сжатия (линия ас), который заканчивается с приходом поршня в ВМТ. В конце сжатия (точка с) возрастают в цилиндре дав­ление сжатия (рс= 4,5-7,5 МПа) и температура (Тс =530-730 °С). 
Второй такт — сгорание, расширение, выпуск и продувка – соответствует ходу поршня от ВМТ к НМТ. За 3-35о ПКВ ( в зависимости от типа дизеля) до прихода поршня в ВМТ происходит впрыск топлива в цилиндр, которое самовоспламеняется и сгорает (процесс сгорания — линия сz). Под действием давления га­зов поршень движется к НМТ, осуществляется процесс расширения газов (рабочий ход), что соответствует линии zа’ на диаграмме. В момент открытия выпускных окон за 65-75o до НМТ (для выпускного клапана за80—91о до НМТ) начинается выпуск продуктов сгорания (точка b) из цилиндра в выпускной коллекториз которого газы поступают в газовую турбину, при этом давление в цилиндре резко падает. 
Продувочные окна открываются поршнем после открытия выпуск­ных окон, когда давление в цилиндре становится примерно равным (несколько меньшим) давлению воздуха, поступающего в цилиндр из ресивера. С открытием продувочных окон начинаются продувка и на­полнение цилиндра свежим за­рядом воздуха. Продувка продолжается вплоть до закрытия поршнем продувочных окон при его движении к ВМТ. На индикаторной диаграм-ме (см. рис. 5, б) указаны ха­рактерные процессы рабочего цикла: ас — сжатие,сz — сго­рание топлива, zb-расширение (рабочий ход),bа’а – газообмен.

Индикаторные диаграммы четырехтактных двигателей — Энциклопедия по машиностроению XXL

Рис. 75. Индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя внутреннего сгорания. Рис. 75. Индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.

РИС. 66. Индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя  [c.159]
Рис. 8—IV. Индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя, работающего со сгоранием топлива при постоянном давлении Рис. 8—IV. Индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя, работающего со <a href="/info/355907">сгоранием топлива</a> при постоянном давлении
Индикаторные диаграммы четырехтактных двигателей 287  [c.287]

Действительная индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя дизеля изображена на фиг. 123. На линии сжатия а—с показаны моменты, соответствующие началу подачи топлива насосом и началу видимого его сгорания (точка с —начало подачи топлива точка с —начало сгорания).  [c.287]

Последующая часть диаграммы а—с—г—Ь, изображающая процессы сжатия, сгорания и расширения, не отличается от индикаторной диаграммы четырехтактного двигателя.  [c.288]

Если внешняя сила является переменной, то она обычно задается диаграммой. Например, на рис. 8.3 показаны индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя, по которой видно, как изменяется давление газов на поршень в зависимости от положения последнего. На рис. 8.4 приведен пример изменения силы резания вертикальной лесопильной рамы в зависимости от угла поворота кривошипа. По заданным диаграммам легко определить величины внешних сил для того или иного положения механизма,  [c.212]

Рио. 38. Индикаторные диаграммы четырехтактного двигателя при различном моменте зажигания смеси.  [c.58]

На рис. 38 представлены три индикаторных диаграммы четырехтактного двигателя при различных моментах зажигания смеси. Но горизонтали отложены углы поворота коленчатого вала, а по вертикали — давления газов в цилиндре двигателя. Каждый такт рабочего цикла принят соответствующим ходу поршня или повороту вала на угол 180°. Значения, пиний следующие 1 — впуск (всасывание), 2 — сжатие, 3 — расширение газов (рабочий ход) и 4 — выпуск отработавших газов.  [c.58]


Как показано на фиг. 6, индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя без наддува в р — [/)-координатах описывает за все четыре такта две петли. Иногда за индикаторную работу двигателя принимают лишь площадь верхней петли или площадь верхней петли за вычетом площади нижней. В последнем случае принимается, что индикаторная работа включает с отрицательным знаком работу смены рабочего тела (выталкивание отработавших газов и засасывание свежего заряда).  [c.11]

На индикаторной диаграмме четырехтактных двигателей процесс выпуска представлен линией Ьг, показывающей изменение давления внутри цилиндра за такт выпуска. Линия выпуска располагается выше атмосферной, и давление в конце выпуска (точка г диаграммы) равно р = 1,05— 1,2 кг см .  [c.28]

Нормальная индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя быстрого сгорания при полной нагрузке представлена на фиг. 234,а.  [c.302]

Рнс. 2. Индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя с воспламенением от сжатия  [c.10]

Индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя с воспламенением от сжатия (дизеля) показана на рис. 2,  [c.10]

У большинства газовых четырехтактных двигателей как автотракторного, так и стационарного типов свежий заряд поступает в цилиндр в виде газовоздушной смеси в течение хода всасывания. На фиг. 6 представлена индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя, работающего по этому циклу.  [c.25]

Индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя представлена на фиг. 52. Площадь индикаторной диаграммы соответствует работе в цилиндре за один цикл, т. е. за один оборот в двухтактном и за два оборота в четырехтактном двигателе. При определении работы в цилиндре из площади Р, заключенной между линиями сжатия и расширения, следует вычесть площадь /, заключенную между линиями всасывания и выхлопа. При индицировании двигателей в эксплуатационных условиях площадью / вследствие малой величины обычно пренебрегают.  [c.111]

Типичная индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя с искровым зажиганием, в координатах р — ф, показана на рис. 21. Штриховая часть диаграммы относится к случаю, когда нет процесса сгорания.  [c.61]

Индикаторные диаграммы четырехтактных двигателей даны на рис. 21—23. В нижней части рис. 22 и 23 в увеличенном масштабе изображены диаграммы процессов впуска и выпуска.  [c.62]

Принципиальная схема работы четырехтактного двигателя с наддувом. Наддувом называется способ увеличения количества свежего заряда цилиндров путем повышения давления его при впуске. Индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя с наддувом приведена на рис. 21.  [c.52]


Индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя с внешним смесеобразованием и посторонним зажиганием приведена на фиг. 8-6, а с внутренним смесеобразованием и воспламенением от сжатия (дизеля) — на фиг. 8-7 Кроме линий, изображающих изменение дав-  [c.448]
Фиг. 8-6. Индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя с внешним смесеобразованием и посторонним зажиганием (карбюраторного двигателя). Фиг. 8-6. Индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя с <a href="/info/30728">внешним смесеобразованием</a> и посторонним зажиганием (карбюраторного двигателя).
На рис. 34-4 приведена та часть индикаторной диаграммы двух тактного двигателя с кривошипно-камерной (или с поперечно-щелевой) продувкой, которая отличается от индикаторной диаграммы четырехтактного двигателя.  [c.525]
Рис. 5-6. Индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя с внутренним смесеобразованием. Рис. 5-6. Индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя с внутренним смесеобразованием.
Циклы реальных тепловых двигателей, конечно, много сложнее рассмотренного выше. К примеру на рис. 81 представлена индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя. И дело не  [c.200]

На рис. 140 сопоставлены схематизированные индикаторные диаграммы четырехтактного двигателя при изменении мощности вследствие применения различных способов регулирования. Индикаторная диаграмма, соответствующая работе двигателя на полной мощности, показана сплошной линией.  [c.328]

Для выталкивания отработавших газов и всасывания свежей смеси требуется затратить работу, которая в индикаторной диаграмме четырехтактного двигателя (рис. 63) изображается узкой площадкой 016. Эту затрату следует вычесть из полезной работы цикла. У двухтактных двигателей соответствующие затраты работы относятся к продувочному насосу.  [c.123]

Рис, 21.2, Индикаторная диаграмма четырехтактного (а) и двухтактного (б) двигателей А — выпускное окно Б — продувочное окно  [c.178]

Таким образом, действительные индикаторные диаграммы (см. рис. 66) существенно отличаются от теоретических. В карбюраторных двигателях процесс сгорания происходит при переменном объеме, в связи с этим максимальное давление сгорания меньше, чем в теоретическом цикле. Индикаторная диаграмма имеет плавные очертания у верхней и нижней мертвых точек вследствие опережения зажигания, предварения открытия и запаздывания закрытия клапанов двигателя. В индикаторной диаграмме четырехтактного дизеля процесс сгорания топлива происходит при переменном давлении и, следовательно, мощность действительного двигателя ниже, чем теоретического.  [c.161]

Действительная индикаторная диаграмма четырехтактного карбюраторного двигателя показана на фиг. 122. На индикаторной диаграмме линия сгорания с—г» отклоняется от вертикали вправо ввиду того, что сгорание заканчивается после того, как поршень отойдет от в. м. т. Мгновенное сгорание практически не наблюдается. Максимальное давление р при этом меньше, чем в теоретическом цикле  [c.287]

Рассмотрим по индикаторной диаграмме четырехтактного карбюраторного двигателя его рабочий цикл. На горизонтальной оси диаграммы откладываются объемы, Б л (дм ), занимаемые газом в цилиндре при различ-  [c.4]

Принцип действия двигателей с подводом теплоты при V = onst ясен из рис. 16.1, на котором изображены схема и индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя.  [c.534]

Цикл две с изохорным подводом теплоты, или цикл Отто (названный по имени немецкого конструктора Н. А. Отто), является идеальным для всех карбюраторных и газовых двигателей. На рис. 9.3, а изображена действительная индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя с быстрым сгоранием рабочей смеси при V = onst. Рассмотри.м работу двигателя по циклу Отто.  [c.172]

На фиг. 8.5 в координатах v—p представлена теоретическая индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя со сгоранием топлива при постоянном давлении, а на фиг. 8. 6 эта диахрамма по казана в системе координат 5—Т.  [c.165]

Фиг. 164. Индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя со сгоранием при V = onst. Фиг. 164. Индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя со сгоранием при V = onst.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о