Система двигателя: ᐉ Основные механизмы и системы двигателя

Механизмы и системы двигателя

Механизмы и системы двигателя

Основными механизмами двигателя внутреннего сгорания являются шатунно-кривошипный и распределительный, а основными системами— системы питания, зажигания, смазки и охлаждения.

Шатунно-кривошипный механизм предназначен для преобразования прямолинейного возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Этот механизм состоит из цилиндра, поршня с кольцами, поршневого пальца, шатуна, коленчатого вала.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Ход поршня зависит от величины радиуса кривошипа коленчатого вала и равен двойной величине радиуса кривошипа.

Крайние положения поршня, как верхнее, так и нижнее, соответствуют положениям, когда ось кривошипа вала, осевая линия шатуна и ось пальца поршня располагаются на одной прямой линии. Эти положения называются мертвыми положениями поршня, потому что усилием на поршень нельзя заставить повернуться коленчатый вал. Вся система может быть выведена из этого положения лишь внешними силами — силой инерции маховика или движением поршней других цилиндров, если двигатель многоцилиндровый.

Цилиндры большинства двигателей выполняются в виде отдельных отливаемых из специального чугуна гильз, вставленных в отверстия блока цилиндра.

Блок цилиндра — одна из основных частей двигателя. Верхняя часть блока закрыта головкой, в которой расположены впускные и выпускные клапаны, форсунки или запальные свечи.

Нижняя часть блока соединена с картером, служащим у некоторых двигателей основанием для коренных подшипников коленчатого вала, и камерой, в которой у четырехтактного двигателя помещается масло для смазки всех деталей.

Блок цилиндра (а также и головка) обычно делают двухстенным; в пространстве между стенками циркулирует вода, охлаждающая двигатель.

Поршень, воспринимающий на себя давление газов, отливают из специального чугуна или алюминия. Он имеет цилиндрическую форму. Верхняя его часть (донышко) может быть плоской, выпуклой или вогнутой.

В средней части поршень имеет с внутренней стороны приливы, называемые бобышками, в отверстиях которых помещается палец, соединяющий поршень с шатуном. Нижняя, наиболее тонкостенная часть поршня называется юбкой. Диаметр поршня обычно меньше диаметра цилиндра, и между поршнем и цилиндром имеется необходимый температурный зазор, в котором образуется тонкая масляная пленка, смазывающая трущиеся поверхности цилиндра.

На наружной боковой поверхности поршня имеются кольцевые канавки, в которые заводятся поршневые кольца. Часть колец служит для создания уплотнения между стенками цилиндра и поршня (так называемые компрессионные кольца), часть же колец (маслосбрасывающих) служит для удаления со стенок цилиндра излишков смазки.

Маслосбрасывающие кольца обыкновенно имеют на своей поверхности проточку, этим порышается удельное давление кольца на стенки цилиндра, в результате чего оно лучше снимает излишки масла с поверхности цилиндра.

Поршневой палец представляет собой полый стержень, изготовленный из легированной стали. Для уменьшения износа рабочую поверхность пальца обычно цементируют, калят и шлифуют. Во многих двигателях поршневой палец закрепляется лишь от продольного перемещения пружинными замками с тем, чтобы исключить возможность трения его о стенки цилиндра. При таком закреплении палец может проворачиваться как в бобышках поршня, так и во втулке шатуна. Такая посадка свободно плавающего пальца дает более равномерный его износ.

Шатун шарнирно соединяет поршень с коленчатым валом и передает воспринимаемые поршнем усилия валу. Шатун двигателей внутреннего сгорания в большинстве своем штампован из стали. Он состоит из стержня и двух головок: верхней с впрессованной в нее бронзовой втулкой и нижней, называемой кривошипной и снабженной вкладышами. Сечение стержня обычно двутавровое, что придает ему необходимую прочность при небольшом весе.

Кривошипная головка шатуна выполняется разъемной; отъемная часть называется крышкой и крепится к основной части болтами. Болты эти испытывают весьма большие нагрузки и изготовляются из прочной хромистой стали.

Вкладыши шатуна, как и вкладыши коренных подшипников, делают в виде тонкостенных стальных широких полуколец. Внутреннюю рабочую поверхность этих вкладышей заливают антифрикционным сплавом, баббитом или свинцовистой бронзой.

Коленчатый вал — наиболее ответственная деталь двигателя. Он имеет несколько коренных опорных шеек и несколько кривошипных шеек или просто кривошипов, число которых соответствует числу цилиндров.

Для уравновешивания коленчатый вал снабжают противовесами, прикрепляемыми к щекам кривошипа со стороны, противоположной кривошипной шейке. На конце вала обычно крепится маховик.

Газораспределительный механизм предназначен для подачи в цилиндр воздуха или горючей смеси в строго определенные моменты и для удаления из цилиндра продуктов сгорания также в определенные моменты.

В четырехтактных двигателях газораспределение осуществляется механизмом, состоящим из клапанов, перекрывающих отверстия в головке блока, пружин, удерживающих клапаны в закрытом состоянии, распределительного вала и передаточных деталей: толкателей, втулок, коромысел и т. д.

Распределительный вал, имеющий кулачки, приводится во вращение от коленчатого вала через шестеренчатую передачу.

Кулачки на валу расположены в определенной последовательности. При вращении распределительного вала кулачки, набегая на толкатели, поднимают их. Это движение толкателей передается на концы качающихся коромысел, вторые концы которых нажимают на стержни клапанов и, сжимая пружины, открывают их в строго установленном порядке.

Клапаны работают при высоких температурах, поэтому их изготовляют из специальных жаростойких сталей.

Система питания предназначена для подачи в цилиндры двигателя топлива или горючей смеси, необходимых для совершения рабочего процесса. Системы питания дизелей и карбюраторных двигателей различные

Общая схема питания дизеля показана на рис. 1. Топливо из бака через расходный кран попадает в фильтр грубой очистки и, пройдя через него, поступает к подкачивающей помпе. Эта помпа, действующая от привода топливного насоса, прогоняет топливо через фильтр тонкой очистки, откуда оно поступает к топливному насосу. Насос под большим давлением подает топливо в форсунки, расположенные в головке блока двигателя.

Рис. 1. Общая схема питания дизеля

Система питания карбюраторного двигателя включает в себя бак для топлива, отстойник карбюратор, воздухопровод и регулятор числа оборотов двигателя. Наиболее ответственной частью в этой системе является карбюратор. Он предназначен для приготовления горючей смеси, т. е. смеси паров топлива с вполне определенным количеством воздуха, необходимого для его сгорания

Существует несколько конструкций карбюраторов. На рис. 2 показана схема устройства простейшего карбюратора, состоящего из смесительной камеры, диффузора, распылителя, жиклера, поплавковой камеры, заслонок (дроссельной и воздушной), поплавка, иглы, канала и кнопки.

Смесительная камера представляет собой отрезок трубы, в которой смешивается распыленное топливо с воздухом. Эта камера имеет местное сужение, называемое диффузором, к которому проведен распылитель, подающий в камеру топливо.

Воздух, проходя через камеру смешения, повышает свою скорость в диффузоре, и над распылителем создается разрежение, способствующее лучшему всасыванию топлива, которое увлекается затем быстро движущейся струей воздуха, испаряется, хорошо перемешивается с воздухом и поступает в цилиндры.

Рис. 2. Схема устройства простейшего карбюратора

Топливо в распылитель подается через поплавковую камеру, предназначенную поддерживать одинаковый напор топлива в распылителе, что обеспечивается поддержанием постоянного уровня топлива в камере.

В канале на пути от поплавковой камеры к распылителю установлен жиклер, сделанный в виде пробки с точно калиброванным отверстием, через которое пропускается ограниченное количество топлива.

Дроссельная заслонка служит для регулирования количества смеси, подаваемой в цилиндр: при большем открытии дроссельной заслонки в цилиндры двигателя поступает больше смеси, поэтому двигатель развивает большую мощность. Наоборот, прикрывая дроссельную заслонку, уменьшают доступ смеси в цилиндры, в результате чего мощность двигателя снижается.

Горючая смесь, подаваемая в цилиндры, может быть «бедной» или «богатой» в зависимости от соотношения долей воздуха и топлива в ней. Чем больший процентный состав топлива, тем богаче смесь.

Воздушная заслонка служит для временного обогащения смеси, главным образом в момент пуска двигателя и установления режима его работы. Это обогащение достигается поворотом воздушной заслонки, уменьшающим живое сечение канала, вследствие чего скорость потока воздуха возрастает, создается большее разрежение и увеличивается, подача топлива.

Для нормальной работы двигателя важно иметь постоянное качество смеси, определяемое соотношением количества топлива и воздуха. Простейший карбюратор не обеспечивает этого постоянства. При прикрытии дроссельной заслонки уменьшается число оборотов двигателя и над распылителем создается меньшее разрежение, в результате чего истечение топлива будет слабее и смесь в цилиндры станет поступать обедненной. Наоборот, с полным открытием дроссельной заслонки истечение топлива повышается и смесь обогащается.

Устранение этого недостатка в карбюраторах достигается постановкой дополнительного устройства, называемого компенсационным жиклером. Его размещают между поплавковой камерой и компенсационным колодцем, через который топливные каналы соединены с атмосферой. Благодаря этому через компенсационный жиклер подается постоянное количество топлива независимо от величины разрежения в диффузоре, т. е. независимо от режима работы двигателя.

С увеличением числа оборотов двигателя подача топлива через основной главный жиклер увеличится и смесь обогатится, в то же время увеличится поступление воздуха, но так как компенсационный жиклер подаст прежнее количество топлива, качество смеси не изменится.

При снижении оборотов двигателя главный жиклер станет объединять смесь, в то же время компенсационный жиклер, подавая одно и то же количество топлива при меньшем поступлении воздуха, будет обогащать смесь, в итоге ее качество сохранится.

Система зажигания предназначена для воспламенения рабочей смеси в карбюраторных двигателях и состоит из магнето, запальных свечей и проводов высокого напряжения.

Магнето предназначено для получения электрического тока высокого напряжения (15 000—20 000 б) и состоит из сердечника, вращающегося магнита, двух обмоток (первичной и вторичной), конденсатора и прерывателя.

При вращении магнето силовые линии магнитного поля наводят в обмотке э. д. с, которая изменяется как по величине, так и по направлению. В моменты прохода полюсов магнита против колодок сердечника магнитный поток достигает максимального своего значения, а в моменты нахождения полюсов между колодками поток силовых линий изменяет свое направление. В результате изменения магнитного потока силовые линии пересекают витки обмотки из толстой изолированной проволоки, возбуждая в ней переменный ток низкого напряжения, называемый током первичной обмотки. В возникновении первичного тока можно легко убедиться, если в цепь первичной обмотки включить гальванометр. Однако ток, возникающий в первичной обмотке, недостаточен для того, чтобы получить искру в запальной свече. Поэтому в магнето поверх первичной обмотки намотана вторичная обмотка из тонкой проволоки и с большим количеством витков.

Когда в первичной обмотке возникает и исчезает электрический ток, вокруг нее возникает магнитное поле. Его силовые линии пересекают витки вторичной обмотки, вследствие чего в ней образуется ток высокого напряжения, способный дать искру в запальной свече.

Для резкого изменения магнитного поля вокруг первичной обмотки в ее цепь включен прерыватель с контактами, прерывающий первичный ток в моменты, когда он достигает наибольшей величины. Для уменьшения искрения, подгорания контактов прерывателя и увеличения резкости разрыва цепи параллельно контактам прерывателя включен конденсатор.

Рис. 3. Схема устройства элементов системы зажигания:
1—сердечник; 2 —магнит; 3 — стойка; 4 —первичная обмотка; 5 —вторичная обмотка; 5~свеча запальная; 7 —кулачок прерывателя; 8 — рычажок прерывателя; 9 — контакты прерывателя; 10 — пружина; 11 — искровой промежуток; 12 — провод высокого напряжения; 13 — конденсатор; 14 — кнопка замыкания первичной цепи

Замыкая первичную обмотку специальной кнопкой, выключают магнето, так как в этом случае разрыва в цепи не происходит, а следовательно, во вторичной обмотке не будет возникать ток высокого напряжения.

Как отмечалось ранее, чтобы получить наиболее полное сгорание рабочей смеси, воспламенение ее осуществляется с некоторым опережением. Степень опережения на различных режимах работы двигателя должна быть различной, поэтому в магнетосделан специальный автомат, изменяющий величину опережения в зависимости от числа оборотов коленчатого вала двигателя и увеличивающий опережение зажигания с повышением числа оборотов.

Запальная свеча состоит из стального корпуса, ввертываемого в гнездо головки блока, сердечника из изоляционного материала, тонкого стального стержня 3, выполняющего роль центрального электрода. Против нижнего конца центрального электрода расположен боковой электрод, закрепленный в корпусе свечи. Зазор между этими электродами образует искровой промежуток в 0,5—0,7 мм, через который проскакивает электрическая искра.

Корпус и сердечник свечи в собранном виде разделяются прокладкой. В верхней части свечи имеется гайка 6 с шайбой. Во избежание просачивания газов из цилиндров свеча завинчивается в гнездо на медно-асбестовой прокладке.

К верхнему концу центрального стержня присоединяется провод тока высокого напряжения, закрепляемый гайкой.

Смазка трущихся поверхностей двигателя имеет большое значение для его работы. Как бы хорошо ни были обработаны трущиеся поверхности, при скольжении их друг по Другу с большим усилием нажатия между ними возникает трение, на которое бесполезно затрачивается энергия и в результате которого повышается износ поверхностей и перегрев трущихся деталей.

Смазка трущихся поверхностей представляет собой не что иное, как разделение этих поверхностей друг от друга тонким слоем смазки. Вследствие того, что сила сцепления частиц смазки между собой меньше, чем сила сцепления частиц смазки с поверхностью трущихся деталей, возникнет трение не металла о металл, а трение в жидкостном слое. Непрерывно подаваемая на поверхности трения смазка уносит, кроме того, мельчайшие частицы сработанного металла и охлаждает трущиеся поверхности.

Рис. 4. Запальная свеча

Масло, применяемое для смазки трущихся поверхностей, в зависимости от характера смазываемых поверхностей и режима их работы должно обладать определенными качествами. Так, оно должно иметь необходимую вязкость, чтобы не выжиматься из зазора между поверхностями, обладать достаточной стойкостью против воспламенения, не содержать кислот, щелочей и твердых примесей.

Трущиеся поверхности двигателя смазывают следующими способами: разбрызгиванием, принудительной подачей масла, а также комбинированным способом.

Наиболее простым способом смазки является разбрызгивание. В этом случае быстро движущиеся детали, главным образом шатунно-кривошипного механизма, захватывают масло из нижней части картера и разбрызгивают его по всей поверхности в виде мельчайших капелек. Избыток смазки стекает обратно в масляную ванну картера. Это большое преимущество способа разбрызгивания, однако он не обеспечивает должной смазки деталей в труднодоступных местах. Более надежно смазка осуществляется принудительным способом, когда подача масла к трущимся поверхностям происходит под давлением специальным масляным насосом обычно шестеренчатого типа, приводимым в движение от коленчатого вала двигателя.

Система принудительной смазки включает в себя манометр, показывающий давление масла в магистрали, и термометр для измерения температуры масла, а также радиатор для охлаждения отработавшего масла, отстойник и фильтры.

В двигателях применяется преимущественно комбинированная система смазки, при которой отдельные поверхности смазываются разбрызгиванием, а наиболее ответственные места — под давлением.

Система охлаждения двигателя. При работе двигателя выделяется большое количество тепла, вследствие чего повышается температура нагрева деталей, и если не принять мер к охлаждению их, то двигатель перегреется и его работа нарушится.

При перегреве масло теряет свою вязкость, условия смазки ухудшаются, масло начинает выгорать, наступает ускоренный износ деталей и на рабочих поверхностях могут появиться задиры, приводящие к авариям.

Охлаждение в двигателях достигается главным образом за счет пропуска охлаждающей воды через полости между двойными стенками деталей цилиндра и головки блока. Вода, омывая горячие стенки деталей, отнимает часть тепла от них, предотвращает чрезмерный их нагрев. Система охлаждения включает в себя полости охлаждаемых деталей, магистрали, радиатор, насос, вентилятор.

Если вода в системе охлаждения циркулирует за счет разности в плотности нагретой и холодной воды, то такая система называется термосифонной. В этом случае вода, отнявшая часть тепла от стенок охлаждаемых деталей, поднимается вверх и поступает в радиатор, уступая место более холодной воде, выходящей из радиатора. Радиатор при этой системе обязательно должен быть расположен выше охлаждаемых деталей.

Термосифонная система недостаточно эффективно охлаждает детали, поэтому в современных двигателях используется система охлаждения с принудительной циркуляцией воды от водяного насоса преимущественно центробежного действия.

Радиатор представляет собой два бачка (верхний и нижний), соединенных между собой боковыми стойками и сердцевиной, состоящей из ряда вертикальных трубочек, пропущенных через горизонтальные пластинки, которые увеличивают поверхность охлаждения. Для большей эффективности радиатор охлаждается потоком воздуха, создаваемым вентилятором.

Чтобы облегчить пуск двигателя, в особенности в зимнее время, в систему охлаждения заливают горячую воду. В некоторых мощных двигателях используют пусковой двигатель, система охлаждения которого соединена с системой охлаждения основного двигателя. Работая, пусковой двигатель нагревает воду в общей системе охлаждения, чем облегчает пуск основного двигателя.

—

При изучении принципа работы двигателя была рассмотрена его упрощенная схема. В действительности же двигатель трактора или автомобиля имеет сложное устройство.

Он состоит из кривошипно-шатунного и распределительного механизмов, а также следующих систем: охлаждения, смазочной, питания и регулирования, пуска. Карбюраторный двигатель, кроме того, оборудован системой зажигания.

С помощью кривошипно-шатунного механизма возвратно-поступательное движение поршней в цилиндрах преобразуется во вращательное коленчатого вала.

Распределительный механизм открывает и закрывает клапаны, которые пропускают в цилиндры воздух или горячую смесь и выпускают из цилиндров отработавшие газы.

Система охлаждения поддерживает требуемый тепловой режим двигателя.

Смазочная система подает масло к трущимся деталям двигателя для уменьшения трения и их изнашивания.

Система питания очищает и подает в цилиндры воздух и топливо или горючую смесь, а с помощью регулятора автоматически регулируется требуемое количество топлива или смеси в зависимости от нагрузки двигателя.

Система пуска дизеля необходима для проворачивания коленчатого вала при пуске.

Система зажигания карбюраторного двигателя нужна для воспламенения рабочей смеси в его цилиндрах.

—

Поршневой двигатель внутреннего сгорания состоит из следующих механизмов и систем: кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов, а также систем — питания, охлаждения, смазки, зажигания и пуска.

Кривошипно-шатунный механизм воспринимает давление газов и преобразует прямолинейное возвратно-поступательное – движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Газораспределительный механизм предназначен для впуска в цилиндр горючей смеси (карбюраторные и газовые двигатели) или воздуха (дизели) и выпуска отработавших газов.

Система охлаждения обеспечивает нормальный температурный режим двигателя, при котором он не перегревается и не переохлаждается.

Система смазки необходима для уменьшения трения, между деталями, снижения их износа и отвода тепла от трущихся поверхностей.

Систем.а питания служит для подачи отдельно топлива и воздуха в цилиндры дизеля или для приготовления горючей смеси из мелкораспыленного топлива и воздуха и для подвода смеси к цилиндрам карбюраторного или газового двигателей и отвода отработавших газов.

Система зажигания обеспечивает воспламенение рабочей смеси в.карбюраторных и газовых двигателях (в дизелях топливо воспламеняется от соприкосновения с раскаленным воздухом, поэтому они не имеют специальной системы зажигания).

Система пуска служит для пуска двигателя.

Система запуска судового двигателя.

Выхлопные газы. Воздух для горения

25.02.2021

Система запуска судового двигателя. Выхлопные газы.

Система запуска судового двигателя

Для того чтобы запустить двигатель внутреннего сгорания, как известно, его надо несколько раз провернуть, чтобы цилиндры заполнились рабочей смесью, она сжалась и воспламенилась, толкая поршни. Рукоятка, которой заводились старые советские автомобили, для двигателя размеров с дом не подойдёт, нужно что-то помощнее. На судах для этого традиционно используется сжатый воздух, хранящийся в баллонах под давлением 30 бар.

При этом главные двигатели малой мощности или вспомогательные двигатели могут заводиться с помощью электрических или пневматических стартовых моторов, работающих от аккумуляторов или сжатого воздуха. Для этого должна быть предусмотрена система зарядки аккумуляторных батарей, или компрессор для закачки воздуха в баллоны при работающем двигателе. Такой стартовый мотор прокручивает двигатель за зубчатый маховик, пока он не заведётся.

Когда двигатель заводится от сжатого воздуха, он подаётся в цилиндры через работающий от распредвала отдельный распределитель с клапанами, в том же порядке, как и при работе двигателя. Когда двигатель проворачивается, впрыскивается топливо и подача воздуха прекращается.

Для старта обычно достаточно 10 бар. Тем не менее, в баллонах обязательно должно быть давление в 30 бар, чтобы при необходимости завести мотор несколько раз.

Выхлопные газы

По составу выхлопные газы – это очень горячая смесь углекислого газа, водяного пара, несгоревшего топлива и смазки, оксида азота (продукт окисления атмосферного азота), диоксида серы (образуется при сгорании содержащейся в топливе серы) и углерода в виде сажи. Оксид серы реагирует с водой, образую серную кислоту, которая разъедает сталь выхлопных труб судна. Настройкой рабочего цикла двигателя получается в определенных пределах уменьшить количество вредных для экологии оксидов азота и серы.

В некоторых морских районах действует ограничение на использование судами тяжелого топлива с высоким содержанием серы (1.5% вместо обычных 3.5%), чтобы уменьшить выбросы оксида серы в атмосферу. Судно бывает вынуждено перейти на более «чистое» дизельное топливо. Также существуют системы фильтров, уменьшающих выброс оксидов азота, но они достаточно дороги.

Тепло от выхлопных газов можно утилизировать, например, для подогрева топлива, нагрева воды или отопления помещений судна. Иначе оно будет буквально выброшено на воздух. Эту функцию выполняют специальные теплообменники на выхлопных трубах, называемые экономайзерами.

Выхлопные газы могут нагревать специальное масло-теплоноситель, или производить водяной пар для судовых нужд, обычно для разогрева тяжелого топлива.

Несмотря на наличие таких «бесплатных» источников тепла, на корабле всё равно должны быть независимые от работы главного двигателя нагреватели, обеспечивающие отопление и другие нужды судна при стоянке в порту, или когда главный двигатель не работает на полную мощность.

Воздух для горения топлива на судне

Для сгорания топлива в цилиндрах необходим воздух. Он поступает из машинного отделения, при этом туда при помощи вентиляторов подаётся наружный свежий воздух, охлаждая помещение. Но всё равно там очень жарко. Поэтому во флоте ценятся русские мотористы и механики, закалённые паровой русской баней.

В цилиндры воздух подаётся с некоторым избытком, чтобы улучшить процесс горения и снизить температуру выхлопных газов.

Подача воздуха для горения под давлением может резко поднять мощность двигателя, поэтому часто используется турбина с теплообменником. В ней кинетическая энергия выхлопных газов используется для предварительного сжатия воздуха, который после охлаждения поступает в цилиндры.

Вот так воздух в разных видах используется в судовых энергетических установках.

Системы двигателей « Автомобильная механика

Системы двигателей включают следующее;

1. Начальная система

2. Топливная система

3. Система зажигания

4. Система охлаждения

5. Система смазки

6. Система впуска

7. Выхлопная система

8. Система зарядки

9. Электронная система управления двигателем

Это системы для бензиновых двигателей. Дизельные двигатели имеют аналогичные системы, за исключением системы подачи топлива и зажигания. Некоторые части системы встроены в двигатель, некоторые прикреплены к двигателю, а другие расположены на панелях кузова в моторном отсеке.

Функции этих систем описаны ниже. Некоторые системы были рассмотрены в этом томе и последующих блогах.

1.  Система запуска

Стартер используется для вращения двигателя во время запуска. Он состоит из электродвигателя и привода, привод имеет маленькую шестерню, которая при пуске входит в зацепление с зубчатым венцом на маховике. Аккумулятор подает электрический ток (энергию) для работы стартера и вращения двигателя до тех пор, пока он не запустится и не заработает самостоятельно. Подробности смотрите по ссылкам на видео

2.  Топливная система

Существует четыре основных типы топливных систем;

1. Карбюраторная система для бензиновых двигателей

2. Система впрыска топлива для бензиновых двигателей

3. Газовые топливные системы

4. Дизельная система впрыска

Все эти системы работают по-разному, но все они имеют место для хранения топливо (топливный бак или цилиндр) и способ подачи топлива в двигатель. У них также есть способ подачи воздуха и топлива, смешанных в правильных пропорциях, чтобы его можно было эффективно сжигать в камерах сгорания.

§   Автомобильное газовое топливо – это сжиженный нефтяной газ (LPG) и природный газ для транспортных средств (NGV).

, и вы можете проверить приведенную ниже ссылку, чтобы наглядно узнать, как работает топливная система в системе EFI?

http://www. youtube.com/watch?v=umdoG7qdWWs&feature=related

, и вы также можете проверить приведенную ниже ссылку, чтобы наглядно узнать, как топливная система работает в дизельной топливной системе?

http://www.youtube.com/watch?v=eD1dfT6uEdM&feature=related

3.   Система зажигания. Это необходимо для обеспечения искры, воспламеняющей заряды в камерах сгорания. По этой причине бензиновые двигатели иногда называют двигателями с искровым зажиганием. Это отличает их от дизельных двигателей, которым не нужна искра, поскольку они используют воспламенение от сжатия.

Сгорание в дизеле происходит, когда топливо впрыскивается в камеру сгорания. Воздух в цилиндре имеет высокую температуру из-за сжатия — достаточно высокую, чтобы воспламенить топливо, распыляемое из форсунки.

Посмотрите видео ниже о том, как работает система зажигания в бензиновом двигателе, известном как двигатель SI (искровое зажигание).

http://www.youtube. com/watch?v=pQCGj_fOCts

Ниже приведена ссылка на дизельную топливную систему, известную как двигатель с воспламенением от сжатия.

http://www.youtube.com/watch?v=sSKzGvONATE

4.  Система охлаждения

При горении топливовоздушной смеси в двигателе выделяется значительное количество тепла. Часть тепла используется для совершения полезной работы, часть передается другим частям двигателя, а часть уносится с выхлопными газами.

 Однако остается некоторое количество тепла, которое может привести к повреждению, если его не удалить. Это функция системы охлаждения, которая отводит около трети выделяемого тепла.

Система охлаждения не просто отводит тепло; он поддерживает температуру двигателя на уровне желаемой рабочей температуры. В двигателе с жидкостным охлаждением это достигается за счет циркуляции охлаждающей жидкости через водяные рубашки. В двигателе с воздушным охлаждением охлаждение осуществляется воздухом, проходя через ребра охлаждения.

Ниже приведена ссылка на систему охлаждения двигателя.

http://www.youtube.com/watch?v=WFkxeEbl-5o&playnext=1&list=PL6AF615381E714182

5.   Система смазки

Система смазки двигателя состоит из масляного насоса, предохранительного клапана и фильтра; также трубы, проходы и отверстия в различных частях двигателя, через которые может течь масло.

Некоторое количество масла находится в масляном поддоне или поддоне. Отсюда масло забирается масляным насосом и циркулирует по всему двигателю, прежде чем вернуться в масляный поддон. Масло смазывает все движущиеся части, и это не только снижает трение, но и предотвращает износ и повреждение. Масляный насос приводится в движение непосредственно коленчатым валом. В системе имеется масляный радиатор, расположенный на креплении фильтра под фильтром.

Ниже приведена ссылка на систему смазки двигателя.

http://www.youtube.com/watch?v=1ZLrHrWwQEI&feature=related

6. Воздух Система впуска

В бензиновых двигателях с электронным впрыском система впуска включает воздухоочиститель, воздуховод, узел дроссельной заслонки и впускной коллектор. Форсунки топливных форсунок впрыскивают топливо в воздух, проходящий из впускного коллектора во впускные каналы.

В карбюраторных топливных системах смесь воздуха и топлива подается из карбюратора через впускной коллектор в двигатель через впускные отверстия.

Для двигателей, работающих на газе, смесь воздуха и газа подается в двигатель через впускной коллектор. В бензиновых двигателях с впрыском топлива и в дизельных двигателях чистый воздух подается только через впускной коллектор.

Ниже приведена ссылка на систему впуска воздуха в двигатель. На видео вы увидите камеру сгорания, но первоначальный вход воздуха осуществляется через воздухоочиститель, воздухоочиститель (турбокомпрессор, если установлен), впускной коллектор, карбюратор и, наконец, в камеру сгорания через открытые впускные клапаны.

http://www.youtube.com/watch?v=60QX5RY_ohQ&feature=related

7.  Воздух  Выхлопная система

Выхлопная система отводит сгоревшие газы от двигателя, а также снижает шум. Система состоит из выпускного коллектора, выхлопных труб, каталитического нейтрализатора и глушителя. У разных двигателей их расположение разное: может быть более одного глушителя и более одного каталитического нейтрализатора. Двигатели, работающие на бензине, заменяющем свинец (LRP), не имеют каталитического нейтрализатора, равно как и дизельные двигатели.

Выхлопная система работает по мере поступления всасываемого воздуха, так же как выхлопные газы выводятся из двигателя через клапаны, Выпускной коллектор (собирает отработавшие газы со всех цилиндров в одном месте, затем выбрасывает через глушитель, в автомобилях каталитический нейтрализатор установлен для преобразования наиболее опасного CO в CO ₂ )

8. Система зарядки

Генератор переменного тока, который приводится в действие двигателем, преобразует механическую энергию в электрическую. Аккумулятор подает энергию для стартера, системы зажигания и электронного топливного насоса в период запуска (бензиновый двигатель), но когда двигатель работает, всю электроэнергию подает генератор переменного тока. Он также перезаряжает аккумулятор, чтобы заменить энергию, используемую во время запуска.

Ниже приведена ссылка на систему зарядки двигателя.

http://www.youtube.com/user/masterconcept?blend=23&ob=5#p/u/0/mh2CfhkIANI

9 . Электронная система управления двигателем (ЭБУ)

Электронная система управления двигателем состоит из датчиков, блока управления и исполнительных механизмов. Блок управления получает сигналы от датчиков, а затем отправляет сигналы на различные исполнительные механизмы. Есть датчики на двигателе, в системе впуска и в системе выпуска; форсунки — это приводы, которые регулируют распыление топлива. В системе зажигания также есть приводы, которые ускоряют и задерживают искру.

Ниже приведена ссылка для системы ЭБУ двигателя. Это целая система, включающая в себя ЭБУ (электронный модуль управления), кабели или связки, датчики и сигнальные лампы и т. д. Основным программным компонентом является ЭБУ, в котором хранятся команды срабатывания компонентов и точность заправки жидкостей и распылителей (форсунок).

Продолжение

                               0003

7 мая 2011 г.

Автор: пирмудассир |
Механический | Системы двигателя |
2 комментария

Введение в системы авиационных двигателей – зажигание, смазка и топливо

В легком самолете мощность и крутящий момент, создаваемые двигателем во время его работы, используются не только для создания тяги, необходимой для движения самолета вперед. Двигатель также используется для питания нескольких систем, необходимых для поддержания работы двигателя и безопасной эксплуатации самолета.

Системы двигателей — это большая и важная тема, поэтому для каждой основной системы есть отдельный пост с описанием конструкции системы и ее назначением. Далее следует лишь краткое введение в различные системы со ссылками на все более крупные посты.

Системы, относящиеся к двигателю, подразделяются на две категории: те, которые необходимы для поддержания работы двигателя, и те, которые не нужны для поддержания работы двигателя, но работают вне двигателя и поэтому работают только при работающем двигателе. .

Системы, необходимые для работы двигателя

Для поддержания работы двигателя внутреннего сгорания необходимы три основные системы двигателя. Это система зажигания, система смазки и топливная система.

Система зажигания

Целью системы зажигания двигателя является постоянная подача импульсов очень высокого напряжения на свечи зажигания, расположенные в каждом цилиндре. Это должно происходить в правильном порядке работы цилиндров и в правильный момент цикла двигателя. Зажигание настолько важно для работы двигателя, что эта система полностью отделена от всех других систем (изолирована от электрической системы). Дополнительное резервирование за счет установки двух полностью независимых систем зажигания, так что двигатель будет продолжать работать в случае отказа одной системы.

Зажигание двигателей внутреннего сгорания авиации общего назначения чаще всего достигается за счет использования двойных магнето. Магнето содержит вращающийся магнит с приводом от двигателя, который индуцирует переменный ток через сердечник из мягкого железа за счет электромагнитной индукции. Затем этот изменяющийся ток через трансформатор повышается до очень высокого напряжения, после чего подается на свечи зажигания через распределитель.

Меньшие и более современные авиационные двигатели, такие как Rotax 912/914, популярные на многих легких спортивных самолетах, отказались от системы зажигания от магнето и вместо этого используют полностью электронную систему разрядки конденсаторов. Эта система проще, чем традиционные системы магнето, поскольку в ней нет движущихся частей, а это означает, что система зажигания практически не требует обслуживания в течение всего срока службы двигателя. Тот же уровень резервирования, встроенный в системы магнето, присутствует в электронных системах зажигания, так что отказ одной из систем зажигания не приведет к остановке двигателя.

Обратитесь к статье о системе зажигания, где магнето самолета описаны более подробно.

Система смазки

Двигатели внутреннего сгорания состоят из множества высокоскоростных и высокотемпературных вращающихся компонентов, которые перемещаются относительно друг друга с небольшими допусками между ними. При изменении температуры двигателя эти компоненты расширяются (нагреваются) и сжимаются (охлаждаются). Крайне важно, чтобы трение между этими компонентами было сведено к минимуму в течение всего времени работы и во всех ожидаемых диапазонах температур.

Моторное масло является основным смазочным средством и создает тонкую пленку между компонентами двигателя. Масло также способствует охлаждению двигателя и образует уплотнение между головкой поршня и стенками цилиндра во время работы.

Масло непрерывно циркулирует в двигателе для извлечения и отвода тепла и поддержания требуемой вязкости масла. Масло прокачивается под давлением через двигатель механическим насосом, работающим от двигателя, и проходит через масляный радиатор как часть цикла. Пока двигатель работает, масляный насос продолжает работать, обеспечивая смазку двигателя. Давление в маслосистеме контролируется летчиком по манометру в кабине пилота.

Масляная система и охлаждение авиационных двигателей более подробно описаны в специальном посте смазки и охлаждения.

Топливная система

На всех этапах полета требуется постоянная подача топлива в двигатель. Топливо обычно хранится в крыльях или в баке за кабиной и должно достигать воздухозаборника двигателя при постоянном давлении, оставаясь чистым от всех примесей и загрязнений. Подача топлива является критическим требованием для полета, и поэтому в конструкцию системы всегда заложена избыточность. Во многих самолетах используется механический насос, приводимый в действие двигателем, для подачи топлива под давлением из бака в двигатель, а также вспомогательный электрический топливный насос, выбираемый вручную, на критических этапах полета, таких как взлет и посадка. Высокоплан с топливными баками, расположенными в крыльях, имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что сила тяжести может использоваться для подачи топлива в двигатель при условии, что двигатель расположен под крыльями, а самолет не летит в перевернутом положении или с отрицательными перегрузками. Эти системы с гравитационной подачей не требуют насоса для подачи топлива к двигателю, но могут использовать вспомогательный насос во время взлета и посадки.

Тип топлива, октановое число и соотношение воздуха и топлива, поступающего в двигатель, являются важными факторами, которые определяют, будет ли двигатель работать так, как задумал производитель. Они подробно обсуждаются в посте о топливной системе.

Вспомогательные системы работают от двигателя

На самолете есть несколько важных систем, которые приводятся в действие вращением двигателя через вспомогательный привод. Введены две вспомогательные системы, работающие от двигателя: электрическая система и система наддува.

Электрическая система

Всем современным самолетам требуется непрерывная подача электроэнергии для работы всех электрических систем самолета. Это включает в себя авионику, огни самолета, некоторые приборы, а в некоторых случаях закрылки и системы шасси. Нецелесообразно удовлетворять эту электрическую нагрузку только с помощью системы батарей, поэтому современные самолеты используют генератор переменного тока для выработки электроэнергии за счет электромагнитной индукции. Генератор переменного тока преобразует механическую энергию (приводимую в действие вращением двигателя) в электрическую энергию, которая подается в электрическую систему самолета. Его можно использовать для зарядки аккумулятора и подачи электроэнергии на различные электрические компоненты.

Система наддува

Многие легкие самолеты (особенно базовые учебно-тренировочные, такие как C172 или Piper PA-28) обычно не должны летать на высоте более 12 000 футов во время обычных операций, и поэтому они не производятся с системой наддува кабины. В этих самолетах в салоне сохраняется атмосферное давление на протяжении всего полета, а это означает, что если пилот хочет летать на больших высотах в течение длительного времени, он / она должен иметь дополнительный запас кислорода для себя и каждого пассажира в полете. .

Закон о полетах на негерметичных самолетах на больших высотах изложен в части 91.211 Федеральных авиационных правил, в которой говорится, что ни одно лицо не может управлять воздушным судном на высоте от 12 500 до 14 000 футов в кабине в течение более 30 минут без дополнительный кислород; и, кроме того, при полетах на высоте 14 000 футов или выше требуется постоянная подача кислорода. Эти правила немного различаются в разных странах, поэтому обязательно ознакомьтесь с местными правилами перед выполнением полета на большой высоте.

Это ограничение по высоте преодолевается путем герметизации кабины таким образом, чтобы сжатый воздух мог закачиваться в кабину, тем самым уменьшая барометрическую высоту, с которой сталкиваются пилот и пассажиры. Если этот воздух приводит к тому, что барометрическая высота внутри салона падает ниже предела для дополнительного кислорода, указанного в Части 91.211, то нет необходимости носить кислородные метки на протяжении всего полета. Герметичным самолетам по-прежнему требуются дополнительные кислородные системы на случай аварийной ситуации с разгерметизацией в полете; эти требования подробно описаны в части 9 FAR.1.211(б).

При повышении давления в кабине окружающий воздух необходимо сначала сжать, чтобы повысить его давление. На самолетах с поршневыми двигателями это делается путем выпуска воздуха из турбонагнетателя двигателя и подачи этого воздуха в салон. Важно, чтобы желаемое давление в кабине поддерживалось на протяжении всего полета, а это означает, что воздух должен иметь возможность поступать как в кабину, так и из нее. Клапаны сброса давления используются для снижения давления в кабине, когда это необходимо. Также необходимо продувать воздух в салоне; особенно во время длительных перелетов, когда проблемы со здоровьем и нежелательные запахи начинают становиться фактором.

Рис. 1: Пример системы наддува в однодвигательном легком самолете

Обычно давление в кабине поддерживается на высоте около 8000 футов при эксплуатации самолета с наддувом на максимальной расчетной крейсерской высоте. При повышении давления в кабине в конструкцию планера вводятся дополнительные напряжения, поскольку теперь конструкция должна противодействовать перепаду давления между внутренней частью кабины и внешним атмосферным давлением. Чем больше этот перепад давления, тем больше создаваемые напряжения и тем тяжелее должна быть конструкция, чтобы противостоять этому давлению.