 |
Определение основных размеров двигателя
|
|
|
|
Определение основных размеров двигателя
Основными конструктивными размерами двигателя являются диаметр цилиндра D и ход поршня S.
Выражение эффективной мощности двигателя может быть преобразовано и записано следующим образом:
(16)
Отсюда непосредственно следует уравнение для определения диаметра цилиндра
(17)
Ход поршня определяется из соотношения
где ψ — отношение хода поршня к диаметру.
Конструктивная характеристика ψ является заданной величиной и имеет следующие значения: 1, 4 — 1, 75 для стационарных дизелей; 0, 93 — 1, 5 для судовых и тепловозных дизелей; 0, 7 — 1, 0 для автомобильных двигателей.
Особенности рабочего процесса газовых двигателей.
Газовые модификации поршневых двигателей внутреннего сгорания находят применение в качестве основных и вспомогательных агрегатов на компрессорных станциях магистральных газопроводов, в компрессорных цехах газобензиновых заводов, в системах сбора и промысловой подготовки газа, на приводе буровых установок и т. д.
Основными видами топлива, применяемыми для поршневых ДВС нефтяной и газовой промышленности, являются природный, попутный и сжиженный газы.
Природные газы состоят в основном (90 — 77%) из метана и их свойства близки к свойствам метана. Попутные газы также в качестве основного компонента содержат метан; сравнительно небольшое содержание тяжелых углеводородов оказывают значительное влияние на физические свойства. Важнейшая характеристика топлива — температура самовоспламенения; она определяет тип двигателя, тип зажигания, применяемый при использовании данного топлива в двигателе.
|
|
|
Газообразное топливо, как и бензин, характеризуется высокой температурой самовоспламенения, поэтому применяется в двигателях с воспламенением от постороннего источника энергии. Тяжелые сорта топлива, например дизельные, характеризуются значительно меньшей температурой самовоспламенения и применяются в двигателях с самовоспламенением топлива от сжатия (в дизелях).
Антидетонационные свойства топлив оцениваются октановым числом, определяемым при испытании их на специальных установках в стандартных условиях. Чем выше октановое число топлива, тем выше его антидетонационное свойство. Природные, попутные и сжиженные газы по сравнению с жидкими сортами топлива характеризуются более высокими значениями октанового числа; следовательно, они могут быть использованы в двигателях с более высокими значениями степеней сжатия. Чем выше степень сжатия двигателя, тем выше его экономичность.
Мощность поршневого двигателя прямо пропорциональна теплоте сгорания смеси топлива с воздухом. Теплота сгорания смеси газообразного топлива с воздухом меньше теплоты сгорания жидких топлив на 6 — 10%. Следовательно, при переводе поршневых ДВС с жидкого топлива на газообразное без изменения конструкции и при прочих равных условиях мощности их уменьшаются на 6 — 10%. Однако возможность использования газообразного топлива в двигателях с повышенной степенью сжатия (ε = 9 — 11) и применение наддува позволяют получить газовые двигатели с мощностными и экономическими показателями, не уступающими жидкотопливным двигателям.
В карбюраторных двигателях при впуске в цилиндр даже при самых благоприятных условиях поступает газожидкостная, бензиновоздушная смесь; неиспарившиеся жидкие фракции смывают смазку со стенок цилиндра и, проникая в картер, разжижают масло, вследствие этого усиливается износ деталей двигателя и сокращается срок службы масла.
|
|
|
Газообразное топливо является беззольным; в смеси с воздухом при впуске в цилиндр отсутствуют неиспарившиеся жидкие фракции. Это приводит к увеличению срока службы масла в газовом двигателе, снижению износа основных деталей, повыше- нию моторесурса и надежности газового двигателя на 30 — 50% по сравнению с жидкотопливным.
Газообразное топливо применяется в различных по конструкции и способу осуществления рабочего процесса поршневых двигателях. В специально создаваемых газовых двигателях, предназначенных для работы только на газообразном топливе, с максимальным использованием всех его положительных качеств.
Такие двигатели обладают высокими мощностными и экономическими показателями.
В «конвертивных» двигателях, т. е. в двигателях, предназначенных для работы как на жидком, так и на газообразном топливе, переход с жидкого на газообразное топливо не вызывает каких-либо конструктивных переделок двигателя. При работе на газообразном топливе двигатель развивает меньшую мощность, так как положительные качества газообразного топлива не используются и теплота сгорания газовоздушной смеси меньше теплоты сгорания бензиновоздушной.
Газовые двигатели с внешним смесеобразованием выпускаются, как правило, четырехтактными. Применять внешнее смесеобразование в двухтактных двигателях нецелесообразно в связи с большими потерями при продувке цилиндров горючей смесью. При внешнем смесеобразовании давление газа перед смесительными органами двигателей поддерживается близким к атмосферному, тем самым предотвращается утечка газа во внешнюю среду или проникновение воздуха в газопровод.
При внешнем смесеобразовании топливно-воздушная смесь приготовляется в газовоздушном смесителе или смесительном клапане, назначение которых состоит в тщательном перемешивании газа и воздуха в определенной пропорции.
В газовых двигателях низкого сжатия применяется зажигание от электрической искры, от раскаленного элемента (калоризатора), от донышка предкамеры и факельное зажигание. В газодизелях (в двигателях высокого сжатия) применяется воспламенение от факела запального жидкого топлива.
|
|
|
