Осуществление двухтактного цикла.

; ;;

–доля потерянного хода поршня при переходе на двухтактный цикл.

Индикаторная диаграмма двухтактного двс.

1 – впускное (продувочное) окно;

2 – выпускное окно;

3 – свеча зажигания (форсунка).

Принцип действия двухтактного двс.

В двухтактном ДВС клапана, как правило отсутствуют. Газообмен осуществляется через окна в стенке цилиндра. Регулирование газообмена производится самим поршнем.

–сжатие;

–точка зажигания (впрыска);

–сгорание;

–процесс расширения (рабочий вход);

–начало выпуска;

до НМТ

–выхлоп продуктов сгорания в выпускное окно, в результате избыточного давления в цилиндре ;

–продувка цилиндра свежей ТВС (воздухом).

Процессы выталкивания и наполнения происходят одновременно. Очистка цилиндра от продуктов сгорания путем выталкивания происходит не поршнем, а свежей смесью (воздухом). Сжатие ТВС (воздуха) происходит в специальном продувочном насосе (компрессоре). В небольших двигателях в качестве насоса используют внутреннюю полость картера и поршень.

–геометрический рабочий объем;

–объем камеры сгорания;

–ход поршня по высоте выпускных окон – потерянный рабочий объем (мертвый объем).

–действительный рабочий объем цилиндра;

–потерянный ход поршня;

–кажущая степень сжатия (геометрическая);

–действительная степень сжатия;

–доля потерянного объема цилиндра

Схема газообмена двухтактных двигателей.

Достоинства и недостатки двухтактных двигателей.

Достоинства:

1. Увеличение литровой мощности на ;

2. Равномерность крутящего момента;

3. Конструктивная и технологическая простота;

Недостатки:

1. Необходимость продувочного насоса;

2. Повышена тепловая напряженность деталей;

3. Экономичность – повышенный удельных расход топлива (продувка цилиндров свежей смесью, высокий коэффициент остаточных газов);

4. Повышенное количество вредных выбросов.

Наддув двигателей.

Наддув – увеличение плотности ТВС путем повышения ее давления .

Увеличение литровой мощности происходит вследствие большого количества выделяющейся теплоты в цикле.

;

Классификация наддувов.

1. Низкий наддув

2. Средний наддув

3. Высокий наддув

Инерционный наддув.

Использование волновых процессов путем подбора длин впускных и выпускных трубопроводов для увеличения .

Достоинства:

• Конструктивная простота.

Недостатки:

• Небольшой рост (5–10%);

• Узкий диапазон рабочих режимов.

Наддув с механическим приводом нагнетателя.

ТВС подается нагнетателем приводимым во вращение от коленвала. В качестве нагнетателя используется центробежные, поршневые или роторные компрессоры.

Достоинства:

Большой прирост в широком диапазоне рабочих частот.

Недостатки:

Снижение экономичности двигателя вследствие отбора мощности на привод компрессора.

Определение мощности затрачиваемой на привод компрессора.

• 

• –производительность

• Адиабатный КПД компрессора

1. Определение адиабатной работы сжатия:

2. Действительная работа сжатия:

3. Мощность затрачиваемая на привод компрессора:

–КПД компрессора.

4. Определение температуры смеси за компрессором:

Для увеличения массового наполнения цилиндров за компрессором может устанавливаться теплообменник (интеркуллер) для понижения температуры смеси.

После холодильника:

Тогда эффективная мощность двигателя при наддуве:

Газотурбинный наддув.

ТВС подается нагнетателем, приводимым во вращение газовой турбиной, работающей на энергии выпускных газов двигателя. В качестве агрегатов наддува используются радиальные и осевые компрессоры и турбины.

Достоинства:

1. Экономичность двигателя;

2. Относительная простота конструкции и размещение на двигателе.

Недостатки:

1. Инерционность работы;

2. Низкие параметры работы на малой частоте оборотов двигателя.

Определение мощности развиваемой газовой турбиной.

1. Работа адиабатного расширения.

, – параметры продуктов сгорания;

–температура газов перед турбиной;

–давление газов перед турбиной;

–атмосферное давление.

2. Полный (эффективный) КПД турбины

3. 

4. Мощность, развиваемая турбиной

–расход продуктов сгорания;

5. Баланс мощностей на валу турбокомпрессора

–полный КПД турбокомпрессора

Комбинированный наддув.

Достоинства:

1. Экономичность двигателя;

2. Малая инерционность работы;

3. Высокие значения параметров в широком диапазоне рабочих режимов;

4. Небольшие размеры компрессоров.

Недостатки:

1. Сложность конструкции;

2. Сложность согласования характеристик компрессора.

Роторно-поршневой двигатель.

Это двигатель, в котором возвратно-поступательное движение поршня заменяется вращательным движением ротора, во время которого объемы полостей, образованных корпусом и ротором, изменяются от минимальной до максимальной величины.

1 – корпус; 2 – рубашка охлаждения; 3 – внутренняя поверхность; 4 – малая шестерня; 5 – большая шестерня; 6 – роторный поршень; 7 – выпускное окно; 8 – впускное окно; 9 – эксцентриковый рабочий вал; А, В, С – уплотнители.

Особенности рабочего процесса РПД.

1. Полный четырехтактный цикл происходит за 1 оборот ротора или 3 оборота эксцентрикового вала;

2. Впускные и выпускные клапана отсутствуют, газораспределение осуществляется самим ротором;

3. Во время работы двигателя, процессы (такты) во всех полостях происходят одновременно.

Достоинства:

1. Малая удельная масса

2. Высокая удельная мощность;

3. Плавность и малая шумность работы;

4. Отсутствие механизма газораспределения;

5. Пониженная склонность к детонации вследствие большой площади поверхности камеры сгорания.

Недостатки:

1. Конструктивная и технологическая сложность;

2. Пониженный ресурс;

3. Повышенный удельный расход топлива . Это вызвано протеканием рабочего тела через уплотнение и не эффективной формой камеры сгорания.

Внешняя скоростная характеристика РПД.

Отличительной особенностью является увеличение коэффициента наполнения с ростом частоты оборотов, что вызывает большой крутящий момент на высоких оборотах и малый коэффициент приспособляемости.

Показатели работы РПД.

В РПД все основные показатели работы подсчитывают также как для классических режимов, кроме мощности:

–рабочий объем одной камеры.