- •Г.Б. Савченко двигатели двусредных аппаратов
- •Глава 1. Из истории создания двусредных аппаратов и их двигателей.
- •Глава 2. Основные понятия и Классификация пропульсивных комплексов двусредных аппаратов (да).
- •Глава 3. Общие требования к пропульсивным установкам двусредных аппаратов.
- •Глава 4. Общая характеристика энергосиловой установки. Взаимосвязь основных тактико-технических данных торпеды с ее энергосиловой установкой.
- •Глава 5. Парогазогенератор как основной агрегат теплового двигателя пА.
- •§ 5.1. Физическая картина процессов, происходящих в парогазогенераторе.
- •§ 5.2. Математическая модель рабочего процесса в камере двигателя па.
- •Глава 6. Механические парогазовые пропульсивные установки.
- •§6.1. Особенности парогазовых торпед.
- •§ 6.2. Рабочий процесс парогаза в цилиндре поршневого двигателя. Индикаторная диаграмма.
- •§ 6.3. Золотниковая диаграмма и газораспределение.
- •§ 6.4. Индикаторная и эффективная мощность поршневого двигателя.
- •§ 6.5. Анализ основных параметров поршневого двигателя.
- •§ 6.6. Особенности двигателей внутреннего и смешанного сгорания
- •§ 6.7. Термодинамический цикл газовой турбины.
- •§ 6.8. Специальные циклы тепловых дда.
- •Глава 7. Ракетные двигатели двусредных аппаратов.
- •§ 7.1. Особенности применения рд в качестве дда.
- •§ 7.2. Применение твердых топлив в подводных ракетах
- •§ 7.3. Гидрореагирующее горючее для торпедных энергетических установок.
- •§ 7.4. Определение времени затвердевания жидкой металлической частицы при горении гидрореагирующего горючего.
- •Глава 1. Из истории создания двусредных аппаратов и их двигателей.
§ 6.6. Особенности двигателей внутреннего и смешанного сгорания
Одним из общеизвестных методов повышения экономичности тепловых двигателей является повышение максимальной температуры цикла. Для рассмотренных выше поршневых расширительных двигателей существенное повышение температуры парогазовой смеси возможно только при условии решения сложных задач обеспечения жаропрочности и жаростойкости материалов из которых изготавливается двигатель. Поэтому логичным было обращение к двигателям со сгоранием внутри цилиндров — двигателям внутреннего сгорания. Известно, что сгорание топлива в цилиндрах может происходить при постоянном объеме, постоянном давлении или комбинированным путем.
Двигатели внутреннего сгорания, работающие по циклу с подводом тепла при постоянном объеме, потребляют преимущественно хорошо испаряющиеся горючие (обычно бензин) с воспламенением от искры, в отличие от двигателей со сгоранием при постоянном давлении, где используются более тяжелые жидкие горючие (соляровые масла) с воспламенением от сжатия.
ДВС экономичнее поршневых вследствие более высокой температуры начала расширения и более высоких давлений.
Основными недостатками, ограничивающими использование двигателей внутреннего сгорания в торпедах, являются следующие: во-первых, они значительно сложнее по конструкции, главным образом в связи с необходимостью иметь систему пуска; во-вторых, как и в парогазовой расширительной машине, повышение противодавления у них уменьшает индикаторную работу (срезается нижняя часть индикаторной диаграммы) и наполнение цилиндров; в-третьих, имеют низкую надежность запуска.
Для исключения недостатков поршневой машины и ДВС (при сохранении преимуществ) в английских торпедах использован двигатель с подогревательным аппаратом и дополнительной подачей горючего (при избытке окислителя в подогревательном аппарате) в поршневую расширительную машину, где рабочий процесс почти такой же, как и в двигателях внутреннего сгорания.
Указанные двигатели получили наименование двигателей смешанного сгорания. Принцип их работы состоит в следующем. После подогревательного аппарата, куда подается весь окислитель и только часть горючего (горение происходит с большим α), продукты сгорания с избыточным окислителем подаются в расширительную машину. В конце процесса впуска этих продуктов туда же подается остальная часть горючего, которое, сгорая, выделяет дополнительную энергию. Идеальная индикаторная диаграмма имеет в принципе такой же вид, как и для поршневой расширительной машины, с той лишь разницей, что подвод тепла частично происходит при постоянном давлении, а частично при постоянном объеме. Повышение начальной температуры приводит к заметному повышению кпд и уменьшению суммарного расхода компонентов.
Подогревательный аппарат делается небольшого размера, так как он выполняет фактически лишь функцию пускового приспособления, а рабочее тело окончательно приготавливается в цилиндре поршневой машины.
Основными трудностями при осуществлении рабочего процесса таких двигателей являются, во-первых, неравномерное перемешивание окислителя с продуктами сгорания перед входом в поршневую машину, во-вторых, ненадежное зажигание рабочей смеси внутри цилиндра в один и тот же момент и, как следствие этого, неустойчивое протекание рабочего процесса. Однако тот факт, что в двигателях со сгоранием в подогревательном аппарате и в цилиндрах используются только два энергокомпонента (горючее и окислитель) и не требуется третьего компонента (вода), дает этим двигателям дополнительные преимущества перед поршневыми расширительными машинами.