АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Альтернативные топлива

Читайте также:
  1. Альтернативные вердикты
  2. Альтернативные возможности производства масла и пушек
  3. Альтернативные издания. Изменения роли ведущих теле- и радиопередач.
  4. Альтернативные издержки
  5. Альтернативные педагогические системы в зарубежной педагогике.
  6. Альтернативные подходы в области информационной подготовки
  7. Альтернативные пути
  8. Альтернативные системы растениеводства и их краткая характеристика
  9. АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ТЕЧЕНИЯ В СОВРЕМЕННОЙ ИДЕОЛОГИИ.
  10. Альтернативные формы стационарной помощи
  11. Виды топлива

Ограниченность ресурсов нефти и газа при возрастающем спросе на топливо для дви­гателей внутреннего сгорания и сырья для химической промышленности требует са­мого эффективного и бережного их расхо­дования. Одновременно с повышением эф­фективности добычи нефти, углублением ее переработки для увеличения выработки моторных топлив и оптимизации их качества в нашей стране и за рубежом про­водится работа по использованию новых видов сырья для производства моторных топлив.Для нашей страны перспективными сырьевыми ресурсами для производства моторных топлив (исходя из запасов и возможностей освоения) являются при­родный газ, уголь, горючие сланцы, тяже­лые и битуминозные нефти. Моторные топ­лива, полученные из указанного выше сырья, проходят всестороннюю проверку и эксплуатационные испытания. Провере­на возможность использования спиртов (метанола и этанола) в качестве компо­нентов нефтяных топлив, каменноуголь­ной пыли и ее суспензий с жидким топли­вом, водотоплевных эмульсий. Наиболее успешно ведутся работы по использова­нию спиртов. Метанол вырабатывают из природного газа и угля, этанол можно получать из растительного возобновляемо­го сырья.

Контрольные вопросы:

1. Что называется - топливом. На каких видах топлив работают современные двигатели.

2. Что такое теплота сгорания. Какие виды теплоты сгорания бывают. Приведите численное значение низшей теплоты сгорания дизельного топлива - Qн и бензина выраженное в кДж/кг.

3. Дайте определение понятиям – фракционный состав, элементарный состав.

4. Приведите средний элементарный состав (углерод, водород,кислород) стандартного дизельного топлива (в процентах).

5. Дайте определение понятиям - цетановое число и октановое число топлива, что они характеризует. Приведите их средние численные значения.

7. Дайте определение понятию теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания 1 кг дизельного топлива и 1 кг бензина. Приведите средние численные значения для дизельного топлива (кг.воздуха/кг.топлива).

8. Дайте определение и приведите среднее численное значение плотности дизельного топлива и бензина (г/см3).

9. Дайте определение и приведите формулу коэффициента избытка воздуха –α.

Лекция 5

Тема: Рабочий процесс поршневых ДВС

Содержание: Основные понятия и определения. Рабочий цикл четырехтактного двигателя. Рабочий цикл двухтактного двигателя

 

Работа любого теплового двигателя сопровождается двумя основными процессами:

1. физико-химическим процессом сгорания топлива с выделением тепла.

2. физическим процессом изменения состояния рабочего тела с преобразованием в механическую работу.

 

Рабочим телом – называется пар получаемый в паровом котле или газ образующийся при сгорании топлива в цилиндре двигателя.

Если энергия раб. тела преобразуется в механическую энергию путем давления на поршень перемещающиеся внутри цилиндра, такой двигатель называется- поршневой тепловой двигатель.

Если энергия раб. тела преобразуется в механическую энергию путем воздействия на лопатки рабочего колеса машины, то такой двигатель называется - тепловой турбиной.

Применяемый в ДВС способ использования химической энергии топлива является наиболее рациональным т.к. позволяет обойтись без промежуточного рабочего тела (пар). Из поршневых ДВС наиболее экономичным является турбопоршневые ДВС с воспламенением от сжатия (дизель).

Дизелем называется поршневой тепловой двигатель, в котором вводимое в конце сжатия топливо, самовоспламеняется за счет высокой температуры сжатого воздуха.

В поршневых тепловых двигателях преобразование тепловой энергии в механическую сопровождается периодически (циклически) повторяющимися процессами:

А).горения и расширения, за время которого совершается полезная работа перемещения поршня путем воздействия давления газов.

Б) смены заряда путем выпуска газа через выпускные органы и впуска свежего заряда через впускные органы;

С).сжатия воздуха, осуществляемого уменьшением объема надпоршневого пространства.

 

Основные понятия и определения

Сово­купность последовательных, периодически повторяющихся процессов в цилиндре двигателя называется рабочим циклом двигателя.

Изменения состояния рабочего тела за рабочий цикл называется рабочим процессом двигателя.

Изменение давления в цилиндре в течение рабочего цикла в зависимости от объема изображается индикатор­ной диаграммой рис.2. (а - четырехтактного, б- двухтактного)

Вращательное движение коленчатого вала двигателя осуществляется за счет возвратно-поступательного движения поршня через кривошипно-шатунный механизм (КШМ). Положение КШМ, при котором направление оси шатуна и кривошипа совпадают, называется мертвой точкой.

Мертвым точкам соответствуют крайние положения поршня в цилиндре (φ = 00 п.к.в. и φ = 1800 п.к.в.).

Положение КШМ (φ = 00 п.к.в.) при котором расстояние от поршня до оси коленчатого вала достигает максимума называется верхней (внутренней) мертвой точкой (в,м.т.).

Положение КШМ (φ = 1800 п.к.в.) при котором расстояние от поршня до оси коленчатого вала достигает минимума называется нижней (наружной) мертвой точкой (н,м.т.).

Тактом называется часть рабочего цикла, осуществляемая при движении поршня от одной крайней точки к другой.

По числу ходов поршня, необходи­мому для осуществления рабочего цикла, поршневые двигатели делятся на два типа:

- четырехтактные двигатели, в которых рабочий цикл совершается за четыре хода поршня или два оборота коленчатого вала т.е.7200 п.к.в.;

- двухтактные двигатели, в которых рабочий цикл совершается два хода поршня или один оборот коленчатого вала т.е.3600 п.к.в.

Расстояние между в,м.т. и н.м.т. называется ходом поршня-S.

При перемещении поршня между мертвыми точками меняется надпоршневой внутренний объём цилиндра. При этом характерными объёмами являются:

- надпоршневой внутренний объём цилиндра при положении поршня в в.м.т. называется объёмом камеры сжатия-VC.

- надпоршневой внутренний объём цилиндра между в.м.т. и н.м.т. называется рабочим объёмом цилиндра-Vh.

Vh =

где: D - диаметр цилиндра.

-. надпоршневой внутренний объём цилиндра при положении поршня в н.м.т. называется полным объёмом цилиндра-Va.

Va = VC + Vh

Отношение полного объёма цилиндра- Va к объёму камеры сжатия -VC называется геометрической степенью сжатия:

Отношение объёма над поршнем, соответствующим закрытию впускных органов, к объему камеры сжатия - называется действительной степе­нью сжатия- ,

;

где: ψ - потерянная доля хода поршня.

От величины степени сжатия зависит степень использования теплоты сгорания топлива и другие параметры двигателя.

Рабочий цикл четырехтактного двигателя (см. рисунок 6,а)

Рабочий цикл четырехтактного двигателя осуществляется за два оборота коленчатого вала т.е. за 7200.п.к.в, при этом поршень совершает четыре хода (такта).

Первый такт - впуск - поршень движется от в.м.т. к н.м.т., при этом цилиндр наполняется свежей порцией воздуха. На индикаторной диаграмме первому такту соответствует линия г-а.

Второй тактсжатие - поршень движется от н.м.т. к в.м.т т. е. уменьшается объем цилиндра, повышается температура и давление Сжатие происходит в основном после закрытия впуск­ных клапанов. На диаграмме второму такту соответствует линия а-с.

 

Рисунок 6. Индикаторные диаграммы двигателей

а - четырехтактного б- двухтактного

 

Третий тактгорение и расширение — поршень движется от в.м.т. к н.м.т. В начале такта интенсивно сгорает топливо, посту­пившее в цилиндр и воспламенившееся в конце такта сжатия. Вследствие выделения большого количества теплоты резко повы­шается температура и давление газов в цилиндре. Под действием давления дальнейшего перемещения поршня и расширения газов совершается полезная работа. Поэтому третий такт называется также рабочим ходом. На индикаторной диаграмме третьему такту соответствует линия с-z-b.

Четвертый тактвыпуск — поршень движется от н.м.т. к в.м.т. и выталкивает отработавшие газы через открытый выпускной кла­пан. Выпускной клапан, имеющий так же, как и впускной, привод от распределительного вала, отрывается до н.м.т. (к концу третьего такта). Это способствует удалению части газа, имеющей высокое давление до н.м.т, и уменьшению сопротивления движению поршня.

Рабочий цикл двухтактного двигателя (см. рисунок 6,б).

Рабочий цикл двухтактного двигателя осуществляется за один оборот коленчатого вала т.е. за 3600.п.к.в. или за два хода поршня(такта).

Если четырехтактный двигатель только половину времени, затраченного на цикл, рабо­тает как тепловой двигатель (такты сжатия и расширения), а остальное время работает как насос, то двухтактный работает как тепловой двигатель практически все время.

В двухтактном двигателе очистка цилиндра от продуктов сгорания и наполнение их свежим зарядом (процесс газообмена) происходят только при движении поршня вблизи н.м.т. При этом цилиндр очищается от отработавших газов путем вытеснения их предварительно сжатым воздухом. Воздух сжимается в компрессоре, представляющем собой отдельный агре­гат, приводимый частично от коленчатого вала двигателя, частично от газовой турбины, работающей на выпускных газах.

Контрольные вопросы:

3. Какими основными процессами сопровождается работа любого теплового двигателя?

4. Что является рабочим телом паровой машины, паротурбинной установки, поршневого двигателя, газотурбинного двигателя, роторно- поршневого двигателя?

5. Какой двигатель называется поршневым двигателем, а какой тепловой турбиной.

7. Дайте определение понятиям: рабочий цикл и рабочий процесс двигателя?

8. Какие положения поршня называются: мертвой точкой, ВМТ и НМТ?

10. Что такое ход поршняичему он соответствует?

11. Приведите кинематическую схему и индикаторную диаграмму 4-х и тактного поршневого двигателя. Покажите на них - объём камеры сгорания, рабочий объём и полный объём.

12. Приведите кинематическую схему и индикаторную диаграмму 2-х и тактного поршневого двигателя. Покажите на них - объём камеры сгорания, рабочий объём и полный объём.

13. Дайте определение и приведите формулы: объём камеры сгорания –Vс ; полный объём цилиндра дизеля –Vа ; рабочий объём цилиндра –Vh..

14. Приведите эмпирическую формулу и дайте определение понятию степень сжатия.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.008 сек.)