În timpul funcționării motorului electric, o parte din energia electrică este convertită în termic. Acest lucru se datorează pierderii energiei pentru frecare în rulmenți, pe și magnetizând în oțelul statorului și rotorului, precum și în înfășurările statorului și rotorului. Pierderile de energie în înfășurările statorului și rotorul sunt proporționale cu pătratul valorilor curenților lor. Stator și rotor curent proporțional
Încărcați pe arbore. Pierderile rămase din motor aproape nu depind de sarcină.
Cu o sarcină constantă pe arborele din motor, se distinge o anumită cantitate de căldură pe unitate de timp.
Creșterea temperaturii motorului apare inegal. La început crește rapid: aproape toată căldura se îndreaptă la o creștere a temperaturii și doar o cantitate mică de ea intră în mediu. Diferența de temperatură (diferența dintre temperatura motorului și temperatura ambiantă) este încă mică. Cu toate acestea, pe măsură ce crește temperatura motorului, diferența crește și transferul de căldură în mediu crește. Creșterea temperaturii motorului încetinește.
Măsurarea schemei a temperaturii elktrodurii: a - conform diagramei cu comutatorul; B - conform schemei cu un ștecher.
Temperatura motorului se oprește când toată căldura recent evidențiată va fi complet disipată în mediul înconjurător. O astfel de temperatură a motorului este numită instalată. Amploarea temperaturii motorului instalat depinde de sarcina pe arbore. Cu o sarcină mare, se distinge o cantitate mare de căldură pe unitate de timp, ceea ce înseamnă că temperatura instalată a motorului este mai mare.
După deconectarea motorului este răcit. Temperatura sa mai întâi scade rapid, deoarece este mare, iar apoi diferența scade încet.
Valoarea temperaturii permise a motorului se datorează proprietăților izolației înfășurărilor.
Majoritatea motoarelor generale de utilizare pentru înfășurările de izolație utilizează emailuri, filme sintetice, carton impregnat, fire de bumbac. Temperatura maximă admisă a încălzirii acestor materiale este de 105 ° C. Temperatura de înfășurare a motorului la o încărcătură nominală trebuie să fie de 20 ... 25 ° C sub valoarea maximă admisă.
O temperatură semnificativă a motorului corespunde lucrării sale cu o sarcină mică pe arbore. În acest caz, eficiența motorului și coeficientul puterii sale sunt mici.
Moduri de motoare electrice
Există trei moduri principale de funcționare a motorului: pe termen lung, re-scurt și pe termen scurt.
O lungă perioadă de timp este modul de funcționare al motorului la o sarcină constantă, cu o durată de nu mai puțin necesară pentru a obține temperatura constantă la o temperatură aglomerată constantă.
Numit în mod repetat un astfel de mod de funcționare, în care o sarcină neschimbată pe termen scurt se alternează cu întreruperea motorului și în timpul încărcării, temperatura motorului nu atinge valoarea constantă și în timpul pauzei motorul nu are timp să se răcească temperatura ambiantă.
Un timp scurt se numește un astfel de mod în care temperatura nu atinge valoarea constantă în timpul încărcării motorului și în timpul pauzei, este timpul să se răcească la temperatura ambiantă.
Figura 1. Schema de încălzire și răcire a motoarelor: un mod de funcționare lung, b - re-termen pe termen scurt
În fig. 1 prezintă curbele de încălzire și răcire a motorului și capacitățile P furnizate pentru cele trei moduri de funcționare. Pentru un mod lung de funcționare, sunt descrise trei curbe de încălzire și răcire 1, 2, 3 (figura 1, a) corespunzătoare a trei sarcini diferite pe arborele sale. Curba 3 corespunde celei mai mari sarcini de pe arbore; În acest caz, puterea rezultată P3\u003e P2\u003e PI. Cu modul în mod repetat pe termen scurt (figura 1, b), temperatura sa în timpul încărcării nu ajunge la nivelul constant. Temperatura motorului ar crește pe o curbă punctată dacă timpul de încărcare a fost mai lung. Puterea motorului este limitată la 15, 25, 40 și 60% din timpul ciclului. Durata unui ciclu de TC este luată egal cu 10 minute și este determinată de cantitatea de încărcare n și ora pauzei R, adică
Pentru un mod de funcționare re-scurt pe termen scurt, motoarele sunt produse cu o durată a PV 15, 25, 40 și 60%: PV \u003d N: (N + R) * 100%
În fig. 1 B prezintă curbele de încălzire și răcire a motorului cu o operație pe termen scurt. Pentru acest mod, motoarele sunt realizate cu o durată de o perioadă de încărcare nominală neschimbată 15, 30, 60, 90 de minute.
Capacitatea de căldură a motorului - valoarea este semnificativă, deci este încălzirea la temperatura stabilită poate continua timp de câteva ore. Motorul motorului pe termen scurt în timpul încărcării nu are timp să se încălzească până la temperatura constantă, astfel încât acesta să funcționeze cu o sarcină mai mare pe arbore și la sursa de alimentare mai mare decât același motor al modului de funcționare lungă. Motorul modului de funcționare pe termen scurt funcționează, de asemenea, cu o sarcină mai mare pe arbore decât același motor al modului lung de funcționare. Cu cât este mai mică durata motorului, cu atât este mai mare sarcina admisă pe arborele sale.
Pentru majoritatea mașinilor (compresoare, ventilatoare, cartofi etc.), sunt utilizate motoare asincrone ale utilizării globale a modului continuu de funcționare. Pentru ascensoare, macarale, registre de marcat, motoarele de funcționare pe termen scurt sunt utilizate. Motoarele de funcționare pe termen scurt sunt utilizate pentru mașinile utilizate în timpul lucrărilor de reparații, cum ar fi etichetele electrice și macaralele.
O atenție deosebită trebuie acordată indicatorilor principalelor sisteme, dintre care una este temperatura de funcționare a mașinii mașinii. Acesta este afișat pe tabloul de bord sub forma unui tablou de bord mic. Practic, șoferii se confruntă cu supraîncălzirea unității electrice. Se întâmplă adesea deviații inverse atunci când șoferul observă că temperatura motorului scade când se mișcă.
Ce sistem este responsabil pentru salvarea temperaturii constantă a motorului?
Nici un vehicul nu este asigurat împotriva defecțiunilor. Nodurile și ansamblurile mașinii constau dintr-o varietate de componente mici, a căror resursă funcțională are limitări semnificative. Dacă proprietarul mașinii anunță că temperatura DVS scade în mișcare, trebuie să acorde o atenție deosebită integrității elementelor sistemului de răcire. Este în ea care provoacă cauzele problemelor.
Esența operațiunii de răcire este mișcarea unui fluid special - antigel în două cercuri tehnologice. Unul dintre ele este mic, nu prevede trecerea lichidului de răcire prin radiatorul de răcire situat în partea din față a compartimentului motorului. Este limitat prin circularea numai pe "cămașă".
Trecerea unui circuit mare începe să apară atunci când conduceți pe distanțe medii și lungi. O supapă termostatică specială care deschide calea de răcire la radiator, atunci când este inutilă, este responsabilă pentru comutarea cercurilor. Acolo antigel se răcește și se întoarce la sistem deja rece.
Separat se remarcă faptul că nu numai antigelul, ci și toosolul și chiar și apa obișnuită poate fi inundat în circuitul de răcire.
Cade săgeata de temperatură. De ce?
Cele mai frecvente probleme, în care indicatorii de temperatură ai unității sunt incontrolați inconsecvent, atingând valori critice. Cauza supraîncălzirii este un termostat blocat care nu permite lichidului de răcire să se deplaseze în modul de trecere prin radiator. Antigelul de încălzire continuă să circule pe un cerc mic până când acesta fierbe.
Există adesea situații inverse atunci când conduceți o săgeată cu temperatură a motorului. De ce? Cazul, din nou, ca și lucrarea supapei menționată. Dacă termostatul nu se poate închide până la capăt, permițând lichidului să descrie continuu un cerc mare, motorul nu se încălzește până la temperatura de funcționare.
Uneori, codificarea termostatului are loc după sistemul de încălzire. Când sa întâmplat acest lucru, șoferul poate observa că temperatura motorului scade în timp ce conduceți, deși trebuie menținută în mod constant, nivel de lucru.
Uneori se schimbă regimul de temperatură sărituri cum ar fi, crește, scade brusc. Acest lucru înseamnă că supapa se înregistrează periodic, în timp ce șoferul va observa situația în care săgeata de temperatură scade periodic.
Ce altceva poate cădea temperatura?
Există și alte motive tehnice care afectează subscrierea unității de putere a mașinii:
- Încălcarea muncii fanilor. Acest element electric trebuie inclus numai atunci când unitatea de control conferă o comandă specială bazată pe senzorii de temperatură. Eșecurile în funcționarea bine coordonată a sistemului poate duce la faptul că ventilatorul va funcționa într-un mod constant sau va începe funcționarea chiar și atunci când nu este nevoie. Uneori chiar și senzorul nu se dovedește, dar rotația lamelor determină închiderea obișnuită a cablajului.
- Frecvent și probleme cu Viscounts. Acestea sunt caracteristice modelelor care au un motor localizat longitudinal, ventilatorul din care ele fiind elementele sale de lucru pe un dispozitiv special - cuplarea electronică. Codificarea sa nu va permite ca elementul să se oprească, iar motorul auto nu va putea să se încălzească la nivelul de lucru.
Săgeata de temperatură cade pe jos. Sunt motive naturale posibile?
Da, această opțiune este permisă și de specialiști. Chiar dacă nu sunt observate eșecuri în funcționarea sistemelor de vehicule, atunci când conduceți săgeata pointerului poate cădea în continuare.
Astfel de situații apar în timpul iernii atunci când temperatura aerului este redusă la valori scăzute. De exemplu, prin deplasarea unei călătorii la un îngheț puternic în jurul pieselor de țară, șoferul poate acorda atenție răcirii semnificative a motorului.
Faptul este că fluxul de aer de gheață care intră în compartimentul motorului poate depăși intensitatea încălzirii motorului. Cu o viteză medie de 90-100 km / h, care este optimă pentru majoritatea modelelor auto, cantitatea minimă de combustibil este prăjită în interiorul cilindrilor.
Relația acestor factori este simplă: cu atât mai mici flăcările de combustibil din camerele de ardere, cu atât mai lent va fi încălzit. Dacă adăugați la această răcire forțată care rezultă din debitul de aer care se apropie, motorul nu poate fi doar cald, dar chiar și reducerea semnificativă a temperaturii sale, în cazul preîncălzirii.
Aragazul motorului afectează săgeata cu temperatura motorului?
Includerea și funcționarea constantă a încălzitorului de cabină nu are o influență mai puțin severă decât defecțiunile la locul de muncă sau la îngheț. Este deosebit de vizibil pe mașini mici și modele echipate cu motoare de volum mediu. Situația este caracteristică atât a motoarelor diesel, nu numai încălzite în revoluțiile inactive, ci și răcirea rapidă cu o mișcare insuficient intensă.
Aragazul mașinii are un radiator special, care este inclus în circuitul de lucru global al sistemului de răcire. Când șoferul include încălzirea cabinei, antigelul trece prin el, oferind o parte din căldură. Suma care va fi dată depinde de temperatura încălzitorului și de modul funcționării acestuia. Ceea ce acești indicatori sunt mai mari, cu atât este încălzită spațiul intern al mașinii.
Dacă motorul funcționează pe revoluții mici și este folosit și în timpul iernii, căldura pentru încălzirea cu răcire cu drepturi depline poate fi pur și simplu suficientă. Într-o astfel de situație, motorul nu va intra în modul temperaturii sale de funcționare.
Săgeata este de vină
Există astfel de situații în care scăderea temperaturii în motor este afișată pe panoul de bord. Dar, în același timp, temperatura nu se încadrează pe motor, iar arrow de apariție a fluidului de răcire se străduiește rapid pentru zona albastră. Acest lucru se poate datora faptului că senzorul nu funcționează sau trebuie săgeată pe panoul de bord. Pentru a diagnostica această defecțiune, se recomandă contactarea serviciului auto.
Dacă, la urma urmei, autovehiculul a decis să-și dea seama de această defecțiune, merită să luăm în considerare că vor trebui să facă unele operațiuni. Mai întâi de toate, este necesar să deconectați mișcarea firelor senzorului de răcire și să verificați rezistența acestuia. Dacă rezistența este suficient de mică sau nu există nimeni, atunci senzorul este cel mai probabil a murit. Pe mașinile moderne, acesta poate fi înțeles prin conectarea la unitatea electronică de control pentru diagnosticare, codurile de eroare vor afișa o defecțiune a acelui sau a altui senzor.
Săgeata de temperatură pe motoarele moderne poate indica, de asemenea, un indicator incorect, deoarece acesta este un dispozitiv electronic obișnuit. Pentru a vă diagnostica, va trebui să utilizați panoul de bord și să vedeți placa de comandă a semnalizării tabloului de bord. Este posibil să ardeți un fel de diodă sau arderea în cablaj. De asemenea, este necesar să inspectați cablajul de la senzorul de răcire la săgeata în sine. Dacă există daune, este necesar să le eliminați.
Pentru ca mașina să fie operată în modul optim de funcționare a unității electrice, trebuie să urmați mai multe reguli:
- Motorul trebuie să urmeze calitatea sistemului de răcire. Diagnosticul periodic necesită nu numai termostatul și ventilatorul, ci și antigelul însuși. Este necesar să se mențină suma reglementată, fără a permite valorile minime. Documentele de aer trebuie scoase din sistem, iar orice scurgere sunt excluse. Nevoile de lichid de răcire și înlocuirea în timp util. Mărimea resurselor sale funcționale este determinată individual pentru fiecare model individual.
- Călătoria în timpul sezonului rece ar trebui să fie efectuată în modul de revoluții moderate la nivelul de 3000-3500. Se recomandă utilizarea mai des a uneltelor reduse, mai ales atunci când se deplasează de-a lungul autostrăzii.
- O soluție excelentă va fi izolarea spațiului de creștere. Chiar și prezența cutiilor convenționale introduse în fața radiatorului de răcire poate chiar îmbunătăți situația. Dacă proprietarul salvează compartimentul motorului cu materiale poroase sau simțit, motorul se va încălzi mai rapid, iar răcirea sa naturală va înceta să aibă un impact semnificativ asupra lucrării.
Efectul temperaturii asupra motorului de combustie internă
O cantitate mai mare de energie termică este îndepărtată din motor la sistemul de răcire și se efectuează cu gazele de eșapament. Disiparea căldurii a căldurii în sistemul de răcire este necesară pentru a preveni arderea inelelor de piston, arderea șeiilor supapei, a blocului și a blocului de piston, crăparea capetelor cilindrului, apariția detonării etc. pentru îndepărtarea Căldura în atmosferă, o parte a puterii eficiente a motorului este cheltuită pe ventilator și pe unitatea de apă. Pompă. Când este răcit, energia consumată pe unitatea ventilatorului este mai mare datorită necesității de a depăși rezistența aerodinamică mare creată de finisajul capetelor și cilindrilor.
Pentru a reduce pierderile, este important să aflați cât de multă căldură trebuie să intrați în sistemul de răcire a motorului și în ce mod posibil să se reducă această sumă. Ricardo a acordat o mulțime de atenție acestei probleme în stadiul inițial al dezvoltării motorului. Pe motorul experimental cu un singur cilindru cu sisteme separate de răcire pentru capul cilindrului și pentru cilindru, au fost efectuate experimente pe măsurarea cantității de căldură atribuită acestor sisteme. Cantitatea de căldură este, de asemenea, măsurată prin răcirea peste fazele individuale ale ciclului de lucru.
Timpul de combustie este foarte mic, dar în această perioadă, presiunea gazului crește semnificativ, iar temperatura ajunge la 2300-2500 ° C. Atunci când arderea în cilindru, procesele de mișcare a gazelor contribuie la transferul de căldură în pereții cilindrului sunt intensiv. Căldura salvată în această fază a ciclului de lucru poate fi transformată într-o lucrare utilă în timpul accidentului de expansiune ulterior. Când arderea, aproximativ 6% din energia termică conținută în combustibil se pierde din cauza pereților de transfer de căldură al camerei de ardere și a cilindrului.
În timpul extinderii pereților cilindrului, este transmisă aproximativ 7% din energia termică a combustibilului. La extinderea, pistonul se deplasează de la NTC în NMT și se eliberează treptat suprafața crescândă a pereților cilindrului. Cu toate acestea, doar aproximativ 20% din căldura salvată chiar și cu o expansiune prelungită în timpul perioadei pot fi convertite în muncă utilă.
Aproximativ jumătate din căldură, atribuită sistemului de răcire, cade pe tact de eliberare. Gazele uzate ies din cilindru la viteză mare și au o temperatură ridicată. Unele căldură sunt evacuate în sistemul de răcire prin supapa de evacuare și canalul de evacuare al capului cilindrului. În mod direct în spatele supapei, fluxul de gaze modifică direcția cu aproape 90 °, în timp ce se produc voturile, care intensifică transferul de căldură în pereții ieșirii.
Gazele uzate trebuie îndepărtate din capul cilindrului cu cel mai scurt mod, deoarece căldura transferată în mod semnificativ încărcarea sistemului de răcire și partea din puterea eficientă a motorului este necesară pentru aerul înconjurător. În perioada de ieșire a gazului, aproximativ 15% din căldura conținută în combustibil este dată sistemului de răcire. Soldul termic al motorului pe benzină este dat în tabel. opt.
Tabelul 8. Soldul termic al motorului pe benzină
| Ponderea în soldul% | ||
| 32 | ||
| În faza de combustie | 6 | |
| Când se extinde | 7 | |
| În timpul eliberării | 15 | |
| General | 28 | 28 |
| 40 | ||
| TOTAL | 100 | |
Motorul diesel are condițiile de îndepărtare a celorlalte căldură. Datorită unei comprimări mai mari, temperatura gazelor la ieșirea cilindrului este mult mai mică. Din acest motiv, cantitatea de căldură, alocată în timpul eliberării eliberării, este mai mică și reprezintă aproximativ 25% din căldura totală dată sistemului de răcire.
Presiunea și temperatura gazelor în timpul arderii în motorină este mai mare decât cea a motorului pe benzină. Împreună cu viteze mari de rotație a gazelor din cilindru, acești factori contribuie la o creștere a cantității de căldură transmisă de pereții camerei de combustie. În procesul de combustie, această valoare este de aproximativ 9%, iar cu durata de expansiune - 6%. În timpul eliberării în sistemul de răcire, se administrează 9% din energia conținută în combustibil. Balanța termică a motorului diesel este dată în tabel. nouă.
Tabelul 9. Balanța termică a motorinei
| Componente ale echilibrului termic | Ponderea în soldul% | |
| Căldura transformată în muncă utilă | 45 | |
| Căldura este setată în sistemul de răcire: | ||
| În faza de combustie | 8 | |
| Când se extinde | 6 | |
| În timpul eliberării | 9 | |
| General | 23 | 23 |
| Căldura care rezultă din fricțiune pistonului | 2 | |
| Căldură, alocată cu gaze și radiații uzate | 30 | |
| TOTAL | 100 | |
Căldura care rezultă din frecare a pistonului despre peretele cilindrului de la motorul pe benzină este de aproximativ 1,5%, iar motorul diesel este de aproximativ 2% din totalul său. Această căldură este, de asemenea, atribuită sistemului de răcire. Trebuie remarcat faptul că exemplele prezentate sunt rezultatele măsurătorilor efectuate pe motoarele cu un singur cilindru și nu caracterizează motoarele auto și nu servesc numai pentru a demonstra diferențele în balanțele termice ale motorului pe benzină și motorină.
Căldură, atribuită sistemului de răcire
Aproximativ 33% din energia termică este dată sistemului de răcire, care este conținut în combustibilul utilizat. Deja în zori, dezvoltarea motoarelor cu combustie internă a început să caute căile de transformare cel puțin părți ale căldurii, atribuite sistemului de răcire, în puterea eficientă a motorului. În acel moment, un motor cu abur cu un cilindru izolat termic a fost utilizat pe scară largă și, prin urmare, în mod natural, au căutat să aplice această metodă de izolare termică și pentru un motor cu combustie internă. Experimentele din această direcție au fost efectuate specialiști mari, cum ar fi, de exemplu, R. Diesel. Cu toate acestea, au fost dezvăluite probleme semnificative în timpul experimentelor.
În combustia interioară utilizată în motoarele cu combustie internă, presiunea gazului de pe piston și puterea de inerție a maselor în mișcare de traducere, apăsați pistonul pe peretele cilindrului, care la o viteză mare de piston necesită o lubrifiere bună a acestei perechi următoare. Temperatura uleiului în același timp nu trebuie să depășească limitele admise, ceea ce limitează temperatura peretelui cilindrului. Pentru uleiurile moderne de motor, temperatura peretelui cilindrului nu trebuie să fie mai mare de 220 ° C, în timp ce temperatura gazului din cilindru în timpul arderii și progresul expansiunii este mult mai mare, iar cilindrul trebuie să fie răcit din acest motiv.
O altă problemă este asociată cu menținerea temperaturii normale a supapei de evacuare. Forța de oțel la picături de temperatură ridicată. Atunci când se utilizează oțeluri speciale, temperatura maximă admisă poate fi adusă la 900 ° C ca material de supapă de evacuare.
Temperatura gazelor din cilindru în timpul arderii ajunge la 2500-2800 ° C. În cazul în care căldura transmisă de pereții camerei de combustie și cilindrul nu a fost descărcată, temperatura acestora ar depăși valorile valide pentru materialele din care au fost făcute aceste părți. Depinde mult de viteza gazului de lângă perete. În camera de combustie, este aproape imposibil să se determine această viteză, deoarece se schimbă pe tot parcursul ciclului de lucru. În mod similar, este dificil să se determine diferența de temperatură dintre peretele cilindrului și aerul. La intrare și la începutul comprimării, aerul este mai rece decât pereții cilindrului și a camerei de ardere și, prin urmare, căldura este transmisă din peretele aerului. Pornind de la o anumită poziție a pistonului cu tact de compresie, temperatura aerului devine mai mare decât temperatura pereților, iar fluxul de căldură modifică direcția, adică căldura este transmisă din aer peretele cilindrului. Calculul transferului de căldură în astfel de condiții este o sarcină de mare complexitate.
Schimbările ascuțite ale temperaturii gazelor din camera de combustie afectează temperatura pereților, care pe pereții pereților și o adâncime mai mică de 1,5-2 mm variază în timpul unui ciclu și mai profundă - este setată la unii valoare medie. La calcularea transferului de căldură, aceasta este această temperatură medie care trebuie administrată pentru suprafața exterioară a peretelui cilindrului, cu care căldura este transferată la lichidul de răcire.
Suprafața camerei de combustie include nu numai piese răcite forțat, ci și partea inferioară a pistonului, plăcile supapei. Transferul de căldură în pereții camerei de combustie este inhibat de un strat de Nagar și în pereții cilindrului - pelicula de ulei. Capetele supapei trebuie să fie plane, astfel încât sub influența gazelor fierbinți, a existat o zonă minimă. Când supapa de admisie este deschisă, este răcită de fluxul unei încărcături de intrare, în timp ce supapa de evacuare din procesul de funcționare este puternic încălzită de gazele de eșapament. Tija de supapă este protejată de efectele gazelor fierbinți cu un ghid lung, ajungând aproape la placă.
După cum sa menționat deja, temperatura maximă a supapei de evacuare este limitată la rezistența la temperatură a materialului din care este fabricată. Căldura din supapă este descărcată în principal prin șa cu capul cilindrului răcit și parțial prin ghid, care trebuie, de asemenea, răcite. În supapele de absolvire care lucrează în condiții de temperatură severă, tija este făcută de gură și parțial umplută cu sodiu. Când supapa este încălzită, sodiul este într-o stare lichidă și, deoarece nu umple întreaga cavitate a tijei, atunci când supapa se mișcă, se mișcă intens în ea, reducând astfel căldura de la placa de supape la ghidajul său și apoi în lichidul de răcire.
Plăcuța supapei de evacuare are cea mai mică diferență de temperatură cu gazele din camera de combustie și, prin urmare, în timpul arderii, este transmisă o cantitate relativ mică de căldură. Cu toate acestea, atunci când supapa de evacuare este deschisă de către transferul de căldură de la debitul gazelor de eșapament la placa de supapă, acesta este foarte ridicat, ceea ce determină temperatura acestuia.
Motoarele ADIABATY.
Motorul de adiabate nu este răcit cu cilindrul și capul său, astfel încât nu există pierderi de căldură datorată răcirii. Comprimarea și extinderea în cilindru apar fără schimb de căldură cu pereții, adică adiabatic, similar cu ciclul Carno. Implementarea practică a unui astfel de motor este asociată cu următoarele dificultăți.
Pentru ca fluxurile termice între gazele și pereții cilindrului, este necesară egalitatea la fiecare moment de temperatură a temperaturii gazelor. O astfel de schimbare rapidă a temperaturii pereților în timpul ciclului este aproape imposibilă. Ar fi posibil să se implementeze aproape de ciclul adiabatic, dacă asigurăm temperatura pereților în timpul ciclului în intervalul 700-1200 ° C. Materialul pereților trebuie să mențină performanțele în condiții de o astfel de temperatură și, în plus, izolația termică a pereților este necesară pentru a elimina căldura de la ele.
Este posibilă asigurarea unei astfel de temperaturi medii a pereților cilindrilor numai în partea superioară, care nu este în contact cu capul pistonului și a inelelor sale și, prin urmare, nu necesită lubrifiere. În același timp, totuși, este imposibil să se asigure că gazele fierbinți nu sunt spălate cu o parte lubrifiată a pereților cilindrilor atunci când pistonul se deplasează la NMT. În același timp, este posibil să se asigure crearea unui cilindru și un piston care nu are nevoie de lubrifiere.
Alte dificultăți sunt asociate cu supapele. Supapa de admisie este parțial răcită prin admisie de aer atunci când orificiul de admisie. Această răcire are loc datorită creșterii temperaturii aerului și, în cele din urmă, duce la pierderea unei părți a eficienței eficiente a puterii și a motorului. Transferul de căldură la supapă în timpul arderii poate fi semnificativ redus prin izolarea termică a plăcii supapei.
În supapa de evacuare, condițiile de temperatură ale muncii sunt mult mai greu. Gazele fierbinți care apar din cilindru au la locul de tranziție la placa de supapă din tija de mare viteză și să încălzească supapa puternic. Prin urmare, pentru a obține efectul adiacatului, izolația termică este necesară nu numai placa de supapă, ci și tija, îndepărtarea căldurii din care se realizează cu răcirea scaunului și a ghidajului. În plus, întregul canal de evacuare din capul cilindrului trebuie izolat termic, astfel încât căldura gazelor de eșapament care ies din cilindru este transmisă prin pereții sa.
După cum sa menționat deja, un aer relativ rece este încălzit mai întâi din comprimarea cilindrului mai întâi de la pereții fierbinți ai cilindrului. Apoi, în procesul de comprimare, temperatura aerului crește, direcția fluxului de căldură se schimbă la opus și căldura din gazele încălzite este transmisă de pereții cilindrului. La sfârșitul compresiei adiabatice se realizează mai mult în comparație cu compresia în motorul obișnuit, temperatura temperaturii gazului, dar mai multă energie este consumată.
Mai puțină energie este cheltuită când aerul este răcit atunci când este necesară compresia, deoarece este necesară o cantitate mai mică de funcționare pentru a comprima mai puțin decât răcirea aerului. Astfel, răcirea cilindrului în comprimare îmbunătățește eficiența mecanică a motorului. În timpul expansiunii, dimpotrivă, este recomandabil să se încălzească cilindrul sau să aducă căldură la sarcină la începutul acestui tact. Cele două dintre aceste condiții se exclud reciproc și nu pot fi implementate simultan.
Răcirea cu aer în comprimare poate fi efectuată în motoarele de ardere în interior cu supraveghere, alimentând aerul după comprimarea acestuia în compresorul în radiatorul intermediar de răcire.
Căldura de căldură la aerul de la pereții cilindrilor de la începutul expansiunii este posibilă într-un grad limitat. Temperatura pereților camerei de combustie a motorului ADIABAT
foarte ridicat, care provoacă încălzirea aerului care intră în cilindru. Coeficientul de umplere și, prin urmare, puterea unui astfel de motor va fi mai mică decât cea a motorului cu răcire forțată. Acest dezavantaj este eliminat prin turbocompresor care utilizează energia gazelor de eșapament; O parte din această energie poate fi transmisă direct pe arborele cotit al motorului prin turbina de alimentare (motorul turbocompound).
Pereții fierbinți ai camerei de combustie a motorului adiabate asigură aprinderea pe ele, ceea ce predeterminează utilizarea unui proces de lucru diesel într-un astfel de motor.
Cu izolarea perfectă a camerei de combustie și a cilindrului, temperatura pereților ar crește la atingere la o adâncime de aproximativ 1,5 mm de suprafața temperaturii ciclului mediu, adică. Ar fi 800-1200 ° C. Astfel de condiții de temperatură determină cerințe ridicate pentru materialele cilindrului și a pieselor care formează camera de combustie care ar trebui să fie alimentată cu căldură și au proprietăți de izolare termică.
Cilindrul motorului, așa cum sa menționat deja, trebuie lubrifiat. Uleiurile convenționale sunt utilizate la o temperatură de 220 ° C, cu o depășire a cărei pericol de ardere și pierdere de elasticitate a inelelor de piston. Dacă capul cilindrului este realizat din aliaj de aluminiu, atunci rezistența unui astfel de cap este redusă rapid cu o temperatură de 250-300 ° C. Temperatura de încălzire admisă a supapei de evacuare este de 900-1000 ° C. Aceste valori ale temperaturilor maxime admise trebuie să fie ghidate prin crearea unui motor adiabatic.
Cel mai mare succes în dezvoltarea motoarelor adiabate a fost realizat de Kammins (SUA). Diagrama motorului Adiabat elaborat de această companie este descrisă în fig. 75, unde este prezentat cilindrul izolat termic, pistonul și canalul de evacuare al capului cilindrului. Temperatura gazelor de eșapament în conducta de eșapament termoizolată este de 816 ° C. Turbina atașată la conducta de eșapament este conectată cu un arbore cotit printr-o cutie de viteze în două trepte, echipată cu un spinner al vibrațiilor.
O probă experimentală a motorului ADIABAT a fost creată pe baza unui motor diesel cu șase cilindri al tipului NH. O secțiune transversală schematică a acestui motor este prezentată în fig. 76, iar parametrii săi sunt prezentați mai jos:
Numărul de cilindri .............................................. . 6.
Diametrul cilindrului, mm ...................................... 139.7
Piston se mișcă, mm .............................................. ... 152,4.
Frecvența de rotație, min-1 .................................. 1900
Presiune maximă în cilindru, MPa ..... 13
Tipul lubrifiantului ...............................
Presiune medie eficientă, MPA ............... 1.3
Masa afectează aerul / combustibilul ................ 27: 1
Temperatura aerului de intrare, ° C ................ 60
Rezultate asteptate
Putere, KW ............................................. 373
Frecvența de rotație, min-1 ............................. 1900
Emisii Nox + Chx ..................................... 6.7
Consumul specific de combustibil, G / (kWh) .......... 170
Durata de viață, h ............................................ 250
În proiectarea motorului, materialele din sticlă-ceramică cu rezistență ridicată la căldură sunt utilizate pe scară largă. Cu toate acestea, până în prezent, asigurarea unei perioade de înaltă calitate și durată de viață a pieselor din aceste materiale eșuat.
A fost acordată multă atenție creării unui piston compozit prezentat în fig. 77. Pistonul capului ceramic 1 conectat la baza sa 2 Șurubul special 3 cu șaibă 4 . Temperatura maximă în mijlocul capului ajunge la 930 ° C. De la baza capului este izolat termic cu un pachet de tampoane subțiri de oțel 6 cu o suprafață puternică neuniformă și dură. Fiecare strat al ambalajului datorită suprafeței mici a contactului are o rezistență termică mare. Expansiunea termică a șurubului este compensată de arcurile de mașini 5.
Distrugerea căldurii în aer și reglarea acestuia
Îndepărtarea căldurii a sistemului de răcire determină nu numai pierderea energiei termice, care ar putea fi implementată la locul de muncă, dar și pierderile directe de parte a puterii eficiente a motorului, datorită mecanismului ventilatorului și pompei de apă. Disiparea căldurii de la suprafața răcită în mediul aerian depinde de diferența de temperatură dintre această suprafață și aer t., precum și pe coeficientul de acoperire al suprafeței de răcire din aer. Acest coeficient nu modifică semnificativ independent dacă lichidul de răcire a lichidului de răcire este format din plăcile radiatorului de răcire a fluidului sau marginile pieselor motorului de răcire a aerului. În primul rând, luați în considerare motoarele cu sisteme de răcire lichide.
Cantitatea de aer de răcire este cea mai mică, cu atât mai multă căldură este descărcată într-o unitate de volum, adică, cu atât mai mult lichid de răcire va fi încălzit. Enge necesită o distribuție uniformă a aerului pe toată suprafața de răcire și diferența de temperatură maximă dintre ea și aer. În radiatorul sistemului de răcire a lichidului, condițiile sunt create sub care suprafața răcită are un câmp de temperatură aproape uniform și temperatura aerului de răcire, pe măsură ce se deplasează prin radiator, crește treptat, ajungând la valoarea maximă la ieșire aceasta. Diferența de temperatură dintre aer și suprafața răcită scade treptat. La prima vedere, se pare că este preferabil un radiator profund, deoarece este mai încălzit în el, dar această întrebare ar trebui luată în considerare din poziția energetică.
Coeficientul de suprafață al suprafeței A este o dependență complexă de un număr de factori, dar viteza debitului de aer în apropierea suprafeței de răcire este cel mai mare efect asupra amplorii sale. Relația dintre ele poate fi reprezentată de relația ~ 0.6-0.7.
Cu o creștere a vitezei aerului cu 10%, disiparea căldurii crește numai cu 7%. Viteza fluxului de aer este proporțională cu curgerea sa prin radiator. Dacă designul radiatorului nu se modifică, atunci creșterea cantității de ieșire a căldurii, 7% ar trebui să crească viteza ventilatorului cu 10%, deoarece cantitatea de aer curge direct depinde de el. Presiunea aerului dintr-o zonă permanentă a secțiunii transversale a ventilatorului depinde de gradul al doilea al vitezei sale de rotație, iar puterea conductorului ventilatorului este proporțională cu gradul său al treilea. Astfel, cu o creștere a vitezei ventilatorului cu 10%, puterea de antrenare crește cu 33%, ceea ce are consecințe negative care se manifestă în deteriorarea eficienței mecanice a motorului.
Dependența aerului răcitor din cantitatea de căldură asigurată, precum și creșterea presiunii aerului și a alimentării cu unitatea ventilatorului este prezentată în fig. 78. Din punctul de vedere al reducerii costurilor de energie, această nomogramă este foarte utilă. Dacă suprafața parbrizului radiatorului este mărită cu 7%, atunci suprafața secțiunii de curgere și suprafața de răcire a radiatorului crește proporțional și, în consecință, cantitatea de aer de răcire este suficientă pentru a crește aceeași 7% la Luați 7% mai multă căldură, adică ca în exemplul descris mai sus. În același timp, puterea ventilatorului crește doar cu 22,5% în loc de 33%. Dacă aerul curge prin ventilator V. z mărirea cu 20% (punct și săgeți 1 În fig. 78), atunci cantitatea și căldura Q, proporțională V. Z.0,3 , va crește cu 11,5%. Schimbarea debitului de aer prin creșterea frecvenței rotației ventilatorului la aceleași 20% duce la o creștere a presiunii fluxului de aer cu 44%, iar puterea unității ventilatorului este de 72,8%. Pentru a mări radiatorul cu 20% în același mod, o creștere a fluxului de aer cu 35,5% (punct și săgeți punctate ar trebui să fie mărită 2 În fig. 78), care implică o creștere a presiunii aerului cu 84%, iar puterea ventilatorului este de aproape 2,5 ori (cu 149%). Prin urmare, este mai profitabil să creșteți suprafața parbrizului radiatorului decât cu același radiator și ventilator pentru a crește frecvența rotației acestuia din urmă.
Dacă radiatorul este împărțit la adâncimea la două părți egale, atunci în diferența de temperatură față t.1 va fi mai mult decât în \u200b\u200bspate t.2 Și, prin urmare, partea din față a radiatorului va fi răcită cu aer mai puternică. Două radiator obținute prin separarea uneia în două părți, în profunzime, vor avea o rezistență mai mică la curgerea lichidului de răcire. Prin urmare, radiatorul prea adânc este neprofitabil pentru utilizare.
Radiatorul trebuie să fie fabricat din material cu o bună conductivitate termică, iar rezistența la fluxurile de aer și fluide trebuie să fie mică. Masa radiatorului și volumul de fluid în el ar trebui să fie, de asemenea, mic, deoarece este important ca motorul rapid să se încălzească și să pornind sistemul de încălzire din mașină. Pentru autoturismele moderne cu o parte din față scăzută a corpului, sunt necesare radiatoare cu înălțime scăzută.
Pentru a minimiza costurile energetice, este important să se realizeze o eficiență ridicată a ventilatorului, pentru care se utilizează un duct de aer de ghidare, având un spațiu mic de-a lungul diametrului exterior al rotorului ventilatorului. Rotorul ventilatorului este adesea realizat din plastic, care asigură forma exactă a profilului lamei, suprafața lor netedă și zgomotul scăzut. La viteze mari, astfel de lame sunt deformate, reducând astfel fluxul de aer, care este foarte recomandabil.
Temperatura ridicată a radiatorului crește eficiența acestuia. Prin urmare, sunt utilizate radiatoare sigilate, presiune excesivă în care crește punctul de fierbere al lichidului de răcire și, prin urmare, temperatura întregii matrice radiator, care poate fi mai mică și mai ușoară.
Pentru motorul de răcire cu aer, există aceleași modele ca și pentru motorul de răcire a lichidului. Diferența este că marginile motorului de răcire a aerului sunt mai mari decât matricea radiatorului, prin urmare, este necesară o cantitate mai mică de aer de răcire pentru a îndepărta aceeași cantitate de căldură în timpul răcirii cu aer. Acest avantaj are o importanță deosebită în timpul funcționării mașinilor într-un climat fierbinte. În fila. 10 prezintă modurile de funcționare a motoarelor de răcire a lichidelor și a aerului atunci când temperatura ambiantă se modifică de la 0 la 50 ° C. Pentru motorul de răcire a lichidului, gradul de răcire scade cu 45,5%, în timp ce motorul răcirii aerului în aceleași condiții este de numai 27,8%. Pentru motorul de răcire a lichidului, aceasta înseamnă un sistem mai greoi și mai intensiv de răcire cu energie. Pentru motorul de răcire cu aer, este suficientă o modificare mică a ventilatorului.
Tabelul 10. Eficiența răcirii motorului cu sisteme de răcire lichide și aerului în funcție de temperatura exterioară
| Tip de răcire, ° С | Lichid | Aer |
| Temperatura suprafeței de răcire | 110 | 180 |
| 0 | 0 | |
| Diferența de temperatură | 110 | 180 |
| Temperatura aerului de răcire | 50 | 50 |
| Diferența de temperatură | 60 | 130 |
| Deteriorarea modului la o temperatură de 50 ° C comparativ cu 0 ° C,% | 45,5 | 27,5 |
Reglementarea de răcire oferă economii mai mari de energie. Răcirea poate fi ajustată astfel încât să fie satisfăcătoare la sarcina maximă a motorului și la temperatura maximă a aerului. Dar, la o temperatură ambiantă mai mică și o sarcină parțială a motorului, o astfel de răcire, în mod natural, este redundantă și pentru a reduce uzura și eficiența mecanică a motorului, este necesar să se ajusteze răcirea. În motoarele de răcire lichide, acest lucru este de obicei realizat prin curgerea fluidului prin radiator. În acest caz, energia ventilată consumată nu se schimbă și din punct de vedere energetic, o astfel de reglementare nu aduce beneficii. De exemplu, pentru răcirea motorului cu o putere de 50 kW la o temperatură de 30 ° C, este consumată 2,5 kW și la o temperatură de 0 ° C și sarcina motorului 50% ar avea nevoie doar de 0,23 kW. Cu condiția ca cantitatea necesară de aer de răcire să fie proporțională cu diferența de temperatură dintre suprafața radiatorului și a aerului, cu o sarcină de motor de 50% pentru răcirea sa, jumătate din fluxul de aer, frecvența de rotație a ventilatorului reglabil, este, de asemenea, suficientă. Economiile de energie și, prin urmare, consumul de combustibil cu astfel de reglementări pot fi destul de semnificative.
Prin urmare, regulamentul de răcire este în prezent acordat unei atenții speciale. Ajustarea cea mai convenabilă este modificarea vitezei ventilatorului, dar pentru implementarea acestuia, trebuie să aveți o unitate reglabilă.
Oprirea ventilatorului urmărește același obiectiv ca și schimbarea vitezei de rotație. Pentru a face acest lucru, este convenabil să utilizați o cuplare electromagnetică, inclusiv un termostat, în funcție de temperatura fluidului (sau capul cilindrului). Dacă cuplajul este pornit cu un termostat, reglarea este efectuată nu numai în funcție de temperatura ambiantă, ci și de la sarcina motorului, care este foarte eficientă.
Oprirea ventilatorului folosind o cuplă vâscoasă se face în mai multe moduri. De exemplu, luați în considerare cuplajul vâscos al companiei "Holts" (SUA).
Cu cel mai simplu mod, se utilizează cuplul transmis. Deoarece cu creșterea vitezei de rotație, momentul necesar pentru rotirea ventilatorului crește, alunecarea ambreiajului vâscos crește, de asemenea, și cu o anumită valoare a puterii ventilatorului consumate, viteza sa de rotație nu mai crește (fig.79). Frecvența rotației ventilatorului cu o unitate clinoramentă nereglementată de la arborele cotit al motorului crește proporțional cu viteza motorului (curba B), în timp ce, în cazul unei unități ventilator printr-un ambreiaj vâscos, frecvența sa crește doar la valoarea h.v.
\u003d 2500 min - 1 (curba de rotație DARunitate neregulată, crește proporțional cu cea de-a treia ).
Puterea consumată de ventilator cu gradul de frecvență de rotație și pe modul maxim de alimentare este de 8,8 kW. Ventilatorul condus prin viscozitatea aglomerației crește, după cum sa menționat, până la 2500 min-1 și, frecvența necesară pe puterea puterii ventilatorului este de 2 kW. Deoarece 1 kW este în plus disipată în ambreiajul vâscos cu o alunecare de 50% în căldură, economiile totale de energie pe unitatea ventilatorului este redusă prin consumul de combustibil. O astfel de reglare de răcire este de 5,8 kW, totuși, poate fi considerată o separare satisfăcătoare a aerului nu cresc direct proporțională cu frecvența, deoarece rotația motorului de spirală a motorului rămâne creșterea presiunii de mare viteză, în plus, cu o creștere a aerului răcit cu aer.
Un alt tip de cuplare vâscoasă a companiei "Solts" asigură controlul modului termic al motorului și pe temperatura ambiantă (figura 80). Din anterior luate în considerare, acest ambreiaj diferă în cazul în care volumul de fluid în el, cuplul de transmisie depinde de temperatura exterioară. Cuplarea carter este împărțită printr-o partiție 5 (vezi figura 81) din camera camerei 1 și o cameră de volum de rezervă 2 interconectată de supapă 3. Supapa este controlată de un termostat bimetalic 4 În funcție de temperatura aerului. O SNAP 6, presată pe discul de arc, servește la resetarea fluidului de pe disc și accelerați curgerea acestuia de la camera de disc la volum 2. O parte a fluidului este în mod constant în camera discului de acționare și este capabilă să transmită un cuplu mic ventilatorului. La temperatura aerului de 40 ° C, de exemplu, viteza maximă a ventilatorului este de 1300 min-1, iar consumul de energie nu este mai mare de 0,7 kW. Când motorul este încălzit, termostatul bimetalic deschide supapa și o parte a fluidului intră în camera discului de antrenare. Pe măsură ce cursul debitului supapei crește în camera de disc, cantitatea de fluid crește și cu deschiderea completă a nivelului supapei în ambele jumătăți. Schimbarea cupșului transmis și frecvența rotației ventilatorului este prezentată de curbele A2 (vezi figura 80).
În acest caz, frecvența maximă de rotație a heptilatorului este de 3200 min-1, iar consumul de energie crește la 3,8 kW. Deschiderea maximă a supapei corespunde temperaturii ambiante de 65 ° C. Controlul răcirii motorului descris poate fi redus consumul de combustibil în autoturismele la 1 l / 100 km.
Motoarele puternice au și mai avansate sisteme de control de răcire. Diesels "Tatra" Controlul ventilatorului este realizat prin hidromefluor, volumul uleiului în care este reglat de un termostat, în funcție de temperaturile gazelor de eșapament și de aerul din jur. Citirile senzorului de temperatură în conducta de evacuare depind în principal de sarcina motorului și, într-o măsură mai mică, de viteza sa de rotație. Întârzierea acestui senzor este foarte mică, astfel încât ajustarea răcirii cu ajutorul său este mai completă.
Răcirea frecvenței de rotație a ventilatorului este relativ ușor de realizat în motorul de combustie internă de orice tip; Acest lucru reduce zgomotul general publicat de mașină.
Când motorul este partea din față a motorului pe mașină, unitatea mecanică a ventilatorului determină unele dificultăți și, prin urmare, unitatea electrică ventilator este utilizată mai des. În acest caz, controlul de răcire este foarte simplificat. Ventilatorul de acționare electrică nu ar trebui să aibă un consum de mare putere, astfel încât acestea tind să utilizeze efectul de răcire al presiunii aerului de mare viteză atunci când mașina se mișcă, deoarece cu o creștere a sarcinii motorului, viteza mașinii de pasageri și, prin urmare, , capul de mare viteză al aerului curge crește. Unitatea electrică a ventilatorului funcționează numai pentru o perioadă scurtă de timp când depășesc ascensoarele prelungite sau la o temperatură ridicată a mediului ambiant. Consumul de aer de răcire prin ventilator este controlat prin rotirea motorului electric utilizând un termostat,
Dacă radiatorul este situat departe de motor, de exemplu, în autobuz cu motorul din spate, ventilatorul are de obicei o unitate hidraulică. Pompa hidraulică acționată de motor este furnizată de un motor hidraulic cu piston cu o șaibă swinging. O astfel de unitate este mai complicată, iar utilizarea sa este potrivită în motoarele de înaltă putere.
ȘIFolosind căldură care a lucrat cu gazele uzate
Gazele de eșapament ale motorului conțin o cantitate semnificativă de energie termică. Poate fi folosit, de exemplu, pentru încălzirea mașinii. Aerul încălzit de gazele de eșapament din schimbătorul de căldură al sistemului de încălzire este periculos datorită posibilității stingerii sau scurgerii tuburilor sale. Prin urmare, este utilizat pentru transferul de căldură, uleiul sau alte lichide care nu sunt înghețate, încălzite de gazele uzate.
Este chiar mai preferat să utilizați gazele de eșapament pentru a conduce ventilatorul sistemului de răcire. Cu o încărcătură mare de motor, gazele uzate au cea mai mare temperatură, iar motorul are nevoie de răcire intensivă. Prin urmare, utilizarea unei turbine care funcționează pe gazele de eșapament pentru a conduce ventilatorul sistemului de răcire este foarte recomandabil și începe în prezent să fie utilizat. O astfel de unitate poate ajusta automat răcirea, deși este destul de scumpă.
O răcire de ejecție poate fi considerată mai acceptabilă din punctul de vedere al costului. Gazele uzate supt de la aerul de răcire a ejectorului, care este amestecat cu ei și este atribuit atmosferei. Un astfel de dispozitiv este ieftin și fiabil, deoarece nu are părți în mișcare. Un exemplu al sistemului de răcire de ejecție este prezentat în fig. 82.
Răcirea de evacuare a fost aplicată cu succes în mașinile de curse "Tatra" și în unele mașini specializate. Dezavantajul sistemului este un nivel ridicat de zgomot, deoarece gazele de eșapament trebuie introduse direct în ejector, iar locația amortizorului de zgomot după ce provoacă dificultăți.
Modul principal de utilizare a energiei gazelor de eșapament este expansiunea lor în turbină, care este cea mai frecvent utilizată pentru a conduce un compresor centrifugal al motorului superior. Poate fi utilizat și în alte scopuri, de exemplu, pentru unitatea ventilatorului; În motoarele turbocompound, acesta este conectat direct la arborele cotit al motorului.
În motoarele care utilizează hidrogenul ca combustibil, căldura gazelor de eșapament, precum și sistemul rezervat de răcire, poate fi utilizat pentru încălzirea hidridelor, obținând astfel hidrogenul conținut în ele. Cu această metodă, această căldură este acumulată în hidruri și cu o nouă realimentare a rezervoarelor de hidrură cu hidrogen, acesta poate fi utilizat în diferite scopuri pentru încălzirea apei, încălzirea clădirilor etc.
Energia gazelor de eșapament este parțial utilizată pentru a îmbunătăți supravegherea motorului utilizând fluctuațiile rezultate ale presiunii lor în conducta de evacuare. Utilizarea fluctuațiilor de presiune este aceea că după deschiderea supapei în conductă, apare un val de șoc de presiune, cu o viteză a sunetului, trecând la capătul deschis al conductei, reflectat de el și se întoarce la supapă sub formă de vid val. În timpul stării deschise a supapei de undă poate trece prin conducte de mai multe ori. În același timp, este important ca un val de turnare, contribuind la curățarea cilindrului din gazul de eșapament și să-l curățați cu aer proaspăt la ea în faza de închidere a supapei de evacuare. Fiecare ramificare a conductei creează obstacole în calea valurilor de presiune, prin urmare cele mai favorabile condiții pentru utilizarea oscilațiilor de presiune sunt create în cazul conductelor individuale din fiecare cilindru, având lungimi egale pe zona de la capul cilindrului înainte de a se combina în conducta partajată .
Viteza sunetului nu depinde de frecvența rotației motorului, astfel încât în \u200b\u200bîntreaga gamă de buteliile sale favorabile și nefavorabile din punct de vedere al umplerii și curățarea condițiilor de funcționare. Pe curbele motorului de motor NE și presiunea medie eficientă a PE, acest lucru se manifestă sub formă de "humps", care este clar vizibil în fig. 83, unde se prezintă caracteristicile de viteză exterioare ale motorului mașinii de curse Porsche. Oscilațiile de presiune sunt de asemenea utilizate în conducta de admisie: sosirea valului de presiune la supapa de admisie, în special în faza de închidere, contribuie la curățarea și curățarea camerei de combustie.
Dacă mai multe cilindri de motor sunt conectate la conducta totală de evacuare, atunci numărul lor nu trebuie să fie mai mare de trei, iar alternarea muncii este uniformă, astfel încât eliberarea gazelor de eșapament de la un cilindru nu blochează și nu afectează procesul de eliberare celălalt. Într-un motor cu patru cilindri, două cilindri extreme sunt de obicei combinate într-o ramură comună și două cilindri medii la altul. Într-un motor cu șase cilindri, aceste ramuri sunt formate în conformitate cu trei cilindri din față și trei din spate. Fiecare dintre ramuri are o intrare independentă la eșapament sau la o anumită distanță de ea, ramurile sunt combinate și este organizată intrarea lor partajată în toba de eșapament.
Motor turbocompresor
Cu un turbocompresor, energia gazelor de eșapament este utilizată într-o turbină care conduce un compresor centrifugal pentru alimentarea cu aer la motor. Masa mare de aer care intră în motorul sub presiunea compresorului contribuie la o creștere a puterii electrice a motorului și la reducerea consumului de combustibil specific. Comprimarea aerului în două etape și extinderea gazelor de eșapament efectuate în motorul turbocompresor vă permit să obțineți o eficiență a motorului de înaltă indicator.
Dacă un compresor cu o unitate mecanică de la motor este utilizat pentru intensificare, atunci numai puterea motorului crește datorită alimentării aerului mai mare. La salvarea tactului de expansiune numai în cilindrii motorului, gazele uzate se extind de la el sub presiune ridicată și, dacă nu sunt utilizate în prezent, provoacă o creștere a consumului specific de combustibil.
Gradul superior depinde de scopul motorului. Cu presiuni de presare mai mari, aerul din compresor este puternic încălzit și trebuie răcit la intrare. În prezent, turbochardurile sunt utilizate în principal în motoarele diesel, creșterea capacității căreia cu 25-30% nu necesită o presiune mare de creștere, iar răcirea motorului nu provoacă dificultăți. Această metodă de creștere a puterii motorului diesel este utilizată cel mai des.
O creștere a cantității de aer care intră în aer vă permite să lucrați la amestecuri slabe, ceea ce reduce rezultatele CO și CHX. Deoarece puterea motoarelor diesel este reglementată de alimentarea cu combustibil, iar alimentarea cu aer nu este pripită, atunci cu sarcini parțiale sunt utilizate amestecuri foarte slabe, ceea ce ajută la reducerea consumului specific de combustibil. Flamarea amestecului sărac în coloranți cu superioară nu provoacă dificultăți, așa cum se întâmplă la temperaturi ridicate ale aerului. Purgeul camerei de combustie cu aerul din motorină este permis, deoarece, spre deosebire de motorul alimentării cu combustibil, nu există motor de injecție a combustibilului.
Dieselul cu un grad superior de compresie este, de obicei, oarecum redus pentru a limita presiunea maximă în cilindru. Presiune mai mare și temperatura aerului la capătul tact de compresie Reduceți întârzierea de aprindere, iar duritatea motorului devine mai mică.
Diesel cu turbocompresor, anumite probleme există, dacă este necesar, crește rapid puterea motorului. Când apăsați pedala de control, alimentarea cu aer din cauza inerției debarajului turbocompresor în spatele creșterii alimentării cu combustibil, deci la început motorul funcționează pe un amestec bogat cu un fum crescut și numai după o anumită perioadă de timp a compoziției a amestecului atinge valoarea dorită. Durata acestei perioade depinde de momentul inerției rotorului turbocompresor. Încercarea de a reduce inerția rotorului la minimum printr-o scădere a diametrului turbinei și a rotorului de compresoare implică necesitatea creșterii frecvenței rotației turbocompresorului la 100.000 de minute. Astfel de turbocompresoare au dimensiuni mici și masa, un exemplu de unul dintre ele este prezentat în fig. 84. Pentru a obține revoluții ridicate de turbocompresor, se utilizează o turbină de tip centripetal. Transferul de căldură de la carcasa turbinei la corpul compresorului trebuie să fie minim, astfel încât ambele carcase sunt bine izolate una de cealaltă. În funcție de numărul de cilindri și de schema de combinare a conductelor de evacuare, turbina au una sau două intrări pentru gazele de eșapament. Diesel cu reducere datorită eliminării energiei gazelor de eșapament face posibilă obținerea unui consum foarte scăzut de combustibil specific. Amintiți-vă că soldurile termice ale motoarelor cu combustie internă sunt prezentate în tabel. 1 și 2.
Pentru autoturisme, o lipsă de motor diesel este masa sa mare. Prin urmare, noile motoare diesel pentru autoturisme se bazează, în principal pe motoarele de benzină de mare viteză, deoarece utilizarea vitezelor de rotație mari vă permite să reduceți masa motorinei la o valoare acceptabilă.
Consumul de combustibil în motorină, în special atunci când conduceți în oraș, în modurile de încărcare parțială este considerabil mai mică. Dezvoltarea ulterioară a acestor motoare diesel este asociată cu turbocompresor, în care conținutul componentelor care conțin carbon dăunător în gazele de eșapament este redus, iar munca sa devine mai moale. O creștere a NOx datorită temperaturilor mai mari de combustie poate fi redusă prin reciclarea gazelor de eșapament. Costul unui motor diesel este mai mare decât benzina, cu toate acestea, cu o lipsă de ulei, utilizarea sa este mai profitabilă, deoarece poate fi în afara uleiului! A revendicat mai mult combustibil diesel decât benzina cu octan
Turbocompresorul motoarelor de benzină are unele caracteristici ale temperaturilor de funcționare ale motoarelor de benzină de brut de mai sus, aceasta face cerințe mai mari asupra materialului turbinei, dar nu este un factor care limitează utilizarea suprapunerii. WMU Este necesar să se ajusteze cololler-urile aerului furnizat, care este deosebit de important la frecvențele înalte ale bătăliei, când compresorul furnizează o cantitate mare de aer. Spre deosebire de un motor diesel unde reglajul de putere se face printr-o scădere a alimentării cu combustibil, în motorul pe benzină, metoda similară nu este aplicabilă, deoarece compoziția amestecului ar fi atât de slabă în aceste moduri că nu va fi garantată contactul . Prin urmare, alimentarea cu aer la modurile de frecvență maximă de rotație a turbocompresorului trebuie să fie limitată. Există mai multe modalități de limitare. Cele mai frecvent utilizate de gazele de eșapament printr-un canal special trecut de turbină, reducând astfel frecvența rotației turbocompresorului și cantitatea de aer furnizat. Schema prezentului regulament este prezentată în fig. 85.
Gazele de eșapament din motor sunt introduse în conducta de eșapament 10, și apoi prin turbină 11 În amortizorul zgomotului zgomotului de eliberare 12. La sarcina maximă și viteza ridicată a motorului, presiunea din canalul de admisie 7 transmisă prin canalul 15 deschide supapa de inversare 13, prin care gaze uzate pe conductă 14 Înscrieți-vă direct în eșapament, ocolind turbina. Există o cantitate mai mică de gaze de eșapament în turbină și alimentarea cu aer compresorului 4 În canalul de admisie 6 scade de 6-8 ori. (Construcția supapei cablului de evacuare este prezentată în figura 86.)
Metoda considerată de reglare a alimentării cu aer are dezavantajul că reducerea puterii motorului atunci când pedala de control al motorului este eliberată instantaneu și durează, în plus, mai mult decât frecvența picăturilor de rotație a turbinei. Când apăsați pedala, puterea necesară este realizată cu o întârziere, frecvența rotației turbocompresorului crește încet chiar și după închiderea canalului de by-pass. O astfel de întârziere este nedorită cu o mișcare plină de viață, dacă este necesar, o frânare rapidă și accelerarea rapidă ulterioară a mașinii. Prin urmare, se utilizează o metodă diferită de reglare, și anume, utilizarea suplimentară și fluxul de aer prin canalul de by-pass compresor. 4.
Aerul intră în motor prin filtrul de aer 1, compoziția compoziției amestecului 2 firme "Bosch" (Germania) tip "K-Jetronics", controlând injectoarele de combustibil 9 (vezi capitolul 13), apoi în conducta de admisie 5 și apoi compresorul 4 punerea în canale de admisie și duze 6 -cinci. Cu eliberarea rapidă a pedalei de control, compresorul se rotește și pentru a reduce presiunea în canal 6 supapa de bypass 5 Vacuum în duza de admisie 8 se deschide și presiunea aerului din canal 6 prin aceeași supapă 5 este repospectat din nou în conductă 3 în fața compresorului. Alinierea presiunii are loc foarte repede, frecvența rotației turbocompresorului nu se încadrează brusc. Apoi faceți clic pe pedala de supapă de by-pass 5 se închide rapid, iar compresorul cu o întârziere minoră servește aer de aer sub presiune în motor. Această metodă vă permite să atingeți puterea totală a motorului pentru secunda secundă după ce faceți clic pe pedala de control.
Un bun exemplu de motor cu benzină cu superior este motorul "Porsche 911" (Germania). Inițial, el a fost un motor de răcire cu șase cilindri, cu șase cilindri, cu un volum de lucru de 2000 cm3, care avea o putere de 96 kW. Într-o formă de realizare cu o superpoziție, volumul său de lucru a fost crescut la 3000 cm3, iar puterea a fost ajustată la 220 kW în conformitate cu cerințele de zgomot și prezența substanțelor nocive în gazele de eșapament. Dimensiunea motorului nu a crescut. La dezvoltarea motorului "911", a fost utilizată o vastă experiență, acumulată atunci când creează un model de motor de conducere de douăsprezece cilindri "917", care deja în 1978 a dezvoltat puterea de 810 kW la o viteză de rotație de 7800 min-1 și presiune presiune de 140 kPa. Două turbocompresoare au fost instalate pe motor, cuplul său maxim a fost de 1100 N · m, iar masa este de 285 kg. În modul de putere nominală a motorului, alimentarea cu aer a tuburilor cu tuburi la o viteză de 90.000 min-1 a fost de 0,55 kg / s la o temperatură a aerului de 150-160 ° C. La puterea maximă a motorului, temperatura gazelor de eșapament a atins 1000-1100 ° C. Accelerarea mașinii de curse din spațiu până la 100 km / h cu acest motor a durat 2.3 s. La crearea acestui motor de curse, a fost dezvoltat un sistem perfect de turbocompresor, ceea ce a făcut posibilă obținerea unor vehicule de calitate dinamice bune. Același schemă de reglementare a fost aplicată și în motorul "Porsche 911".
Cu deschiderea completă a accelerației, presiunea maximă de presurizare în motorul "Porsche 911" al supapei de inversare 13 (Vezi figura 85) Limited 80 kPa. Această presiune este deja realizată la o viteză de 3000 min-1, în viteza motorului de 3000-5500 min-1, presiunea superioară este în mod constant și temperatura aerului din spatele compresorului este de 125 ° C. La puterea maximă a motorului, valoarea de purjare atinge 22% din gazele de eșapament. Supapa de siguranță instalată în canalul de admisie este reglată la presiunea de 110-140 kPa și când accidentul supapei supapei de evacuare, acesta oprește alimentarea cu combustibil, limitând astfel creșterea necontrolată a puterii motorului. La puterea maximă a motorului, compresorul de alimentare cu aer este de 0,24 kg / s. Gradul de compresie egal cu motorul undead E \u003d 8,5, cu introducerea superiorului a fost redus la 6,5. În plus, au fost utilizate supape de ieșire cu răcire de sodiu, fazele de distribuție a gazului au fost schimbate și sistemul de răcire a fost îmbunătățit. La puterea maximă a motorului, frecvența rotației turbocompresorului este de 90.000 min-1, în timp ce puterea turbinei ajunge la 26 kW. Automobile destinate exporturilor către Statele Unite trebuie să îndeplinească cerințele pentru conținutul substanțelor nocive în gazele de eșapament și, prin urmare, furnizate în mașinile din SUA "Porsche 911" sunt echipate suplimentar cu două reactoare termice, sistemul de hrănire a aerului secundar de la gaze uzate pentru copierea lor, precum și sistemul de reciclare a gazelor de eșapament. Puterea motorului Porsche 911 scade la 195 kW.
În alte sisteme de turbocompresoare, cum ar fi sistemul Ars.compania suedeză Saab, electronică aplicată pentru a reglementa presiunea. Limita de presiune este efectuată printr-o supapă care reglează fluxul de gaze de eșapament prin canalul bypass de către turbină. Supapa se deschide în apariția unui vid în conducta de admisie, valoarea căreia este reglată de accelerația debitului de aer dintre conducta de admisie și intrarea la compresor.
Ajustarea permisiunii în supapa bypass Throttle are o unitate electrică controlată de un dispozitiv electronic prin semnale de senzori de presiune, detonare și viteză de rotație. Senzorul de detonare este un element piezoelectric sensibil instalat în blocul cilindrului și detectarea apariției de detonare. La semnalul acestui senzor, vidul este limitat în camera de control a supapei by-pass.
Un astfel de sistem turbocompresor vă permite să oferiți calități dinamice bune ale vehiculului necesar, de exemplu, pentru depășirea rapidă a mișcării intensive. Pentru a face acest lucru, puteți traduce rapid motorul în modul cu presiune maximă de presiune, ca detonare într-o zonă relativ rece, care lucrează la o sarcină parțială, motorul nu apare instantaneu. După câteva secunde, când temperaturile crește și detonarea vor apărea, dispozitivul de control va reduce presiunea asupra semnalului senzorului de detonare.
Avantajul unei astfel de reglementări este că vă permite să utilizați în motor fără nici un număr de combustibil cu numere de octan diferite. Când utilizați combustibil cu un număr de octan 91, motorul Saab cu un astfel de sistem de reglare poate funcționa mult timp cu o presurizare de până la 70 kPa. În același timp, gradul de comprimare a acestui motor, care utilizează instrumentul de injectare a benzinei "Bosch K-Jetronics", este E \u003d 8,5. Succesele obținute în reducerea consumului de combustibil al autoturismelor datorită utilizării lemnului turbocompresor, au contribuit la utilizarea acestuia în motocicleta de construcție. Aici ar trebui să apelați compania japoneză "Honda", care pentru prima dată aplicată turbocompresor într-un motor cu două cilindri de model de răcire lichid SK.500 "pentru a-și mări puterea și a reduce consumul de combustibil. Utilizarea turbocompresoarelor în motoarele cu un volum mic de lucru are o serie de dificultăți asociate cu necesitatea de a obține aceleași presiuni de presiune, ca și în motoarele de înaltă putere, dar la fluxul de aer scăzut. Presiunea de presurizare depinde în principal de viteza circumferențială a roții compresorului, iar diametrul acestei roții este determinat de alimentarea cu aer necesară. În consecință, este necesar ca turbocompresorul să aibă o viteză foarte mare de rotație la diametre mici ale roților de lucru. Diametrul roata compresorului în motorul menționat "HONDA" cu un volum de 500 cm3 este de 48,3 mm și la o presiune de 0,13 MPa, rotorul turbocompresorului se rotește cu o frecvență de 180.000 min-1. Viteza maximă admisibilă de rotație a acestui turbocompresor atinge 240000 min-1.
Cu o presiune crescândă a superiorului de mai sus 0,13 MPa, supapa (Figura 87) a gazelor de eșapament este deschisă, controlată de presiunea de presiune în cameră și o parte a gazelor de eșapament, ocolind turbina, este trimisă la conducta de eșapament, care limitează creșterea suplimentară a vitezei de rotație a compresorului. Deschiderea supapei de inversare are loc la viteza motorului de aproximativ 6500 min-1 și cu creșteri suplimentare pentru a crește presiunea de presiune nu mai crește.
Cantitatea de combustibil injectabilă, necesară pentru a obține compoziția necesară a amestecului, este determinată de dispozitivul de calcul plasat deasupra roții din spate a motocicletei, care procesează și senzorii de temperatură a aerului de intrare și a lichidului de răcire, senzorul de poziție a accelerației, aerului Senzori de presiune, senzorul de turație a motorului.
Principalul avantaj al motorului cu superior se manifestă în reducerea consumului de combustibil în timp ce crește puterea motorului. Motocicletă "Honda. Sk.500 "Cu un motor fără speranță consumă 4,8 l / 100 km, iar aceeași motocicletă echipată cu un motor cu un model superior" CX 500 7X este de numai 4,28 l / 100 km. Motocicleta de masă "Honda Sk.500 g "este de 248 kg, care este mai mare de 50 kg deasupra masei motocicletelor unei clase similare cu o capacitate a motorului 500-550 cm3 (de exemplu, motocicleta" Kawasaki KZ.550 "are o masă de 190 kg). În același timp, cu toate acestea, calitățile dinamice și viteza maximă la motocicleta HONDA CX 500 7 sunt aceleași cu motocicletele cu un volum de lucru de două ori mai mari. Sistemul de frânare se îmbunătățește datorită creșterii calităților de mare viteză ale acestei motociclete. Motorul "HONDA CX 500 G" este proiectat pentru viteze mai mari, iar frecvența maximă de rotație este de 9000 min-1.
Scăderea consumului mediu de combustibil este, de asemenea, realizată de faptul că atunci când motocicleta se deplasează cu o viteză medie de funcționare, presiunea din conducta de admisie este egală cu o atmosferă sau chiar oarecum mai mică, adică utilizarea superiorului foarte ușor. Numai cu deschiderea completă a accelerației și, în consecință, creșterea numărului și a temperaturii gazelor de eșapament mărește frecvența rotației turbocompresorului, presiunea superiorului și crește puterea motorului. Unele retardarea puterii motorului crește cu o deschidere ascuțită a accelerației, are loc și este asociată cu timpul necesar pentru overclockarea turbocompresorului.
Schema generală de instalare a motocicletei "HONDA CX 500 T "cu turbocompresor prezentat în fig. 87. Fluctuațiile mari în presiunea aerului în conducta de admisie a motorului cu două cilindri cu o ordine de funcționare neuniformă a cilindrilor sunt distribuite de aparatul foto și receptorul de amortizare. La pornirea motorului, supapele împiedică fluxul de aer inversat cauzat de suprapunerea mare a fazelor de distribuție a gazelor. Sistemul de răcire lichid elimină alimentarea cu aer cald la picioarele șoferului având un loc cu răcire cu aer. Prin suflarea radiatorului sistemului de răcire este efectuată de un ventilator electric. O conductă scurtă de evacuare la turbină reduce pierderea în greutate a gazelor de eșapament și ajută la reducerea consumului de combustibil. Viteza maximă a motocicletei 177 km / h.
Avansate ca "plângere"
O modalitate foarte interesantă de a reduce "plângerea", dezvoltată de Brown & Bovteri, Elveția, este de a folosi presiunea gazelor de eșapament care acționează direct la debitul de aer furnizat motorului. Indicatorii motorului obținuți în același timp, ca în cazul utilizării serurilor de turbocompresor, dar compresor de turbină și centrifugal, pentru fabricarea și echilibrarea a căror materiale speciale și echipamente de înaltă precizie sunt necesare.
Schema sistemului de supraveghere a tipului "plângere" este prezentată în fig. 88. Partea principală este un rotor al lamei care se rotește în carcasă cu viteza de rotație, de trei ori rotorul rotorului arborelui cotit al motorului este instalat în cazul rulmenților de rulare și este acționat de o curea de pană sau de unelte. Compresorul de tip "comandă" nu consumă mai mult de 2% din puterea motorului. Unitatea "Comprex" nu este un compresor în sensul complet al cuvântului, deoarece rotorul său are doar canale paralele cu axa de rotație. În aceste canale, aerul care curge în motor este comprimat prin presiunea gazelor de eșapament. Gapurile de terminare ale rotorului garantează distribuția gazelor de eșapament și a aerului prin canalele rotorului. La circuitul exterior al rotorului există plăci radiale având lacune mici cu suprafața interioară a carcasei, astfel încât canalele să fie formate închise pe ambele părți până la capacele finale.
În capacul drept există ferestre și pentru a furniza gaze de eșapament de la motor la unitatea unității și g -pentru a scoate gazele de eșapament de la carcasă la conducta de evacuare și apoi - în atmosfera din capacul stâng se află ferestre b.pentru alimentarea aerului comprimat în motor și ferestre d.pentru alimentarea cu aer proaspăt în carcasă de la conducta de admisie e.Mutarea canalelor în timpul rotirii rotorului îi determină alternativ cu conductele de evacuare și de admisie ale motorului.
Când deschideți fereastra darse produce un val de șoc de presiune, care, la viteza sunetului, se deplasează la un alt capăt al conductei de eșapament și trimite simultan gazele uzate în canalul rotorului, fără a le amesteca cu aer. Când acest val de presiune ajunge la celălalt capăt al conductei de evacuare, fereastra B și aerul comprimat de aer din canalul rotorului vor fi împinse din ea în conducta înla motor. Cu toate acestea, chiar înainte ca gazele de eșapament din acest canal al rotorului să se apropie de capătul stâng, somnul închide fereastra darși apoi fereastra b., Iar acest canal rotor cu gazele de eșapament fiind sub presiune din ambele părți, va fi închis cu pereții de capăt al carcasei.
În rotația ulterioară a rotorului, acest canal cu gaze flutter se va potrivi ferestrei g.În conducta de absolvire, firul și gazele uzate vor veni la el de pe canal. Când mutați ferestrele din trecut g.lăsarea gazelor de evacuare sunt evacuate prin intermediul ferestrelor d.aer curat, care, umplând întregul canal, suflă și răcește rotorul. Trecând ferestrele g.și d,canalul rotor umplut cu aer proaspăt este din nou închis pe ambele părți cu capetele carcasei și, astfel, gata pentru următorul ciclu. Ciclul descris este foarte simplificat în comparație cu ceea ce se întâmplă în realitate și se efectuează numai în intervalul îngust al frecvenței de rotație a motorului. Aici motivul faptului că cunoscut în ultimii 40 de ani în acest fel nu este aplicat în mașini. În ultimii 10 ani, lucrările lui Brown & Bovery, finalizarea "plânsului" este îmbunătățită semnificativ, în special, a fost introdusă o cameră suplimentară în coperta finală, oferind o sursă de aer fiabilă într-o gamă largă de turație a motorului, inclusiv la valorile sale mici.
Advanced "plângere" a fost testat pe mașinile sculptate Allia din firma austriacă "Steeher-Daimler-Pooh", pe care au fost instalate motoarele diesel "Opel Record 2,3d" și MERCEDES-BENZ 200D.
Avantajul metodei "plâns" în comparație cu turbocompresorul este lipsa întârzierii creșterii presiunii de presiune după apăsarea pedalei de control. Eficiența sistemului turbocompresor este determinată de energia gazelor de eșapament în funcție de temperatura lor. Dacă, de exemplu, cu puterea totală a motorului, temperatura gazului de eșapament este de 400 ° C, apoi în timpul iernii durează câteva minute pentru ao realiza. Un avantaj semnificativ al metodei plângerii constă, de asemenea, în obținerea unui cuplu mare al motorului la frecvențe reduse de rotație, ceea ce face posibilă aplicarea unei cutii de viteze cu un număr mai mic de pași.
Gama rapidă de energie electrică atunci când apăsați pedala de control este de dorit în special pentru mașinile de curse, firma italiană Farrari se confruntă cu o cale de "plâns" pe mașinile sale de curse, deoarece utilizează un turbocompresor pentru un răspuns rapid al motorului la poziția controlului Pedala când vehiculul de curse a rotorului este necesar, aplicarea sistemului complex de reglare complex descris anterior.
Când testează un sistem de "complecte" superioare pe motoarele SHES-Ticillion ale mașinilor de curse "Ferrari" F1.a fost un răspuns foarte rapid al motorului pentru a muta pedala de control
Pentru a obține presiunea maximă de presurizare asupra acestor motoare, a fost utilizată o răcire de aer adecvat. Prin rotorul complexului "plângere" trece o cantitate mai mare de aer decât motorul, deoarece porțiunea de aer este utilizată pentru răcirea unității întărite. Acest lucru este foarte benefic pentru motoarele de curse, care și la începutul lucrărilor aproape cu fluxul complet de aer prin radiatorul intermediar de răcire. În aceste condiții, motorul cu complexul "plângere" va fi în momentul începerii de a fi la o stare de temperatură mai bună pentru a ieși la putere completă.
Utilizarea unei unități de înțelegere "plângere" în locul unui turbocompresor reduce zgomotul motorului, deoarece funcționează la o viteză de rotație mai mică. În stadiul inițial de dezvoltare, viteza rotorului a fost motivul apariției zgomotului la aceeași frecvență ca turbocompresorul. Acest dezavantaj a fost eliminat printr-o etapă inegală de canale în jurul circumferinței rotorului.
La aplicarea sistemului comprex, reciclarea gazelor de eșapament este semnificativ simplificată, utilizată pentru a reduce conținutul în ele. NOx.De obicei, reciclarea se realizează prin selectarea unei părți a gazelor de eșapament din conducta de eșapament, dozarea, răcirea și alimentarea motorului în conducta de admisie. În sistemul de comandă, această schemă poate fi semnificativ mai ușoară, deoarece amestecarea gazelor de eșapament cu un curent de aer proaspăt și răcirea lor are loc direct în canalele rotorului.
Modalități de creștere a eficienței mecanice a motorului de combustie internă
Eficiența mecanică reflectă raportul dintre indicator și puterea eficientă a motorului. Diferența dintre aceste valori este cauzată de pierderile asociate cu transferul forțelor de gaz din partea inferioară a pistonului la volant și cu unitatea echipamentului auxiliar al motorului. Toate aceste pierderi trebuie să știe exact când sarcina este de a îmbunătăți eficiența combustibilului motorului.
Cea mai importantă parte a pierderilor este cauzată de frecare în cilindru, mai mică - frecare în rulmenți bine-lubrifiați și unitatea necesară pentru hardware-ul motorului. Pierderile asociate admisiei de aer în motor (pierderile pompelor) sunt foarte importante, deoarece acestea cresc proporțional cu pătratul frecvenței de rotație a motorului.
Pierderea de putere necesară pentru a conduce echipamentul care asigură funcționarea motorului include puterea mecanismului de distribuție a gazului, ulei, apă și pompe de combustibil, ventilator al sistemului de răcire. Când este răcit, ventilatorul de alimentare cu aer este un element integrat al motorului atunci când îl testați pe suport, în timp ce în motoarele de răcire lichid în timpul încercării ventilatorului și radiatorul sunt adesea absente, iar apa din circuitul de răcire externă este utilizat pentru răcire. Dacă consumul de energie al ventilatorului motorului răcirii lichide nu este luat în considerare, aceasta oferă o supraestimare remarcabilă a premii economice și de putere în comparație cu motorul răcitor de aer.
Alte echipamente Pierderile de acționare sunt asociate cu un generator, pneumocompresor, pompe hidraulice necesare pentru iluminare, asigurarea unui instrument, a sistemului de frânare, a direcției de mașini. La testarea motorului de pe suportul frânei, acesta trebuie stabilit cu precizie că este necesar să se ia în considerare echipamente suplimentare și cum să o încarce, deoarece este necesară o comparație obiectivă a caracteristicilor diferitelor motoare. În particular, acest lucru se referă la sistemul de răcire al uleiului, care, atunci când se deplasează mașina, se răcește prin suflarea tigaiei de ulei cu aer, absentă la testarea pe suportul de frână. Atunci când testarea suportului motorului fără un ventilator, condițiile de suflare a conductelor nu sunt reproduse, ceea ce determină o creștere a temperaturilor din conducta de admisie și duce la o scădere a amplorii coeficientului de umplere și a puterii motorului.
Plasarea filtrului de aer și cantitatea de rezistență a conductei de evacuare trebuie să respecte motorul din vehicul în mașină. Aceste caracteristici importante trebuie luate în considerare la compararea caracteristicilor diferitelor motoare sau a unui motor destinat utilizării în diferite condiții, de exemplu, într-o mașină de pasageri sau încărcătură, un tractor sau pentru a conduce un generator staționar, compresor etc.
Când sarcina motorului scade, eficiența sa mecanică se deteriorează, deoarece valoarea absolută a celor mai multe pierderi nu depinde de sarcină. Un exemplu vizual este funcționarea motorului fără sarcină, care este, la inactiv atunci când eficiența mecanică este zero și întreaga putere indicatoare a motorului este cheltuită pe depășirea pierderilor sale. Atunci când motorul se încarcă cu 50% sau mai puțin, consumul specific de combustibil în comparație cu sarcina completă crește semnificativ și, prin urmare, se utilizează pentru a conduce un motor mai mare decât este necesar, puterea este complet neeconomică.
Eficiența mecanică a motorului depinde de tipul de ulei utilizat. Aplicarea în uleiurile de iarnă de vâscozitate ridicată duce la o creștere a consumului de combustibil. Puterea motorului la altitudini mari deasupra nivelului mării scade datorită scăderii presiunii atmosferei, dar pierderile sale sunt practic modificate, ca urmare a cărora consumul specific de combustibil crește în același mod ca și în sarcina parțială a motorului.
Pierderi de frecare în grupul de cilindrofone și lagăre
Cele mai mari pierderi din motor sunt cauzate de frecare a pistonului din cilindru. Condițiile de lubrifiere a pereților cilindrului sunt departe nesatisfăcătoare. Stratul de ulei de pe peretele cilindrului atunci când poziția pistonului în NMT este sub acțiunea gazelor de evacuare fierbinte. Pentru a reduce consumul de ulei, inelul cu lanț de ulei îndepărtează o parte din ea de pe peretele cilindrului atunci când pistonul se deplasează la NMT, cu toate acestea, stratul de lubrifiere dintre fusta pistonului și cilindrul este conservat.
Cea mai mare frecare determină primul inel de compresie. Când pistonul se deplasează la VMT, acest inel se bazează pe suprafața inferioară a canelurii de piston și a presiunii care apar din comprimare și apoi arderea amestecului de lucru, presează-l pe peretele cilindrului. Deoarece regimul de lubrifiere al inelului pistonului este cel mai puțin favorabil datorită prezenței frecării uscate și a temperaturii ridicate, atunci pierderile de frecare sunt cele mai înalte. Modul de lubrifiere al celui de-al doilea inel de compresie este mai favorabil, dar fricțiunea rămâne semnificativă. Prin urmare, numărul de inele de piston afectează de asemenea amploarea pierderii de frecare a grupului de cilindrofone.
Un alt factor nefavorabil este presarea pistonului în apropierea NMT la peretele cilindrului presiunii gazelor și a forțelor de inerție ale maselor în mișcare reciprocă. Motoarele de mare viteză Forțele inerțiale au o cantitate mai mare decât gazul. Prin urmare, cea mai mare încărcare a rulmenților de legătură în VTC a ceasului de ieșire când tija de conectare este întinsă de forțele inerțiale atașate la capetele superioare și inferioare.
Forța care acționează de-a lungul tijei de legătură este pliată pe forțele îndreptate de-a lungul axei cilindrului și în mod normal pe perete.
Rulmenți rulmenți în motor folosesc profitabil cu eforturi mari asupra lor. Este recomandabil, de exemplu, pentru a plasa "rockeri de supapă pe rulmenții de ac. Ca rulmenți cu role, rulmenții cu role au fost de asemenea utilizați ca rulmenți cu degetul cu piston, în special în motoarele de înaltă curse înalte. Pistonul și pistolul pistonului Motorul în două curse este încărcat numai într-o direcție, astfel încât pelicula de ulei necesară nu poate fi formată în rulmentul de alunecare. Pentru o lubrifiere bună a rulmentului de alunecare în capul superior al tijei, de-a lungul întregii lungimi a manșonului său Acest caz, canelurile de lubrifiere transversale sunt efectuate la o distanță de alta, astfel încât filmele de ulei să se poată forma atunci când se mișcă în acest loc..
Pentru a obține pierderi de frecare mici în grupul de porțiuni de cilindru, este necesar să aveți pistoane cu greutatea lui Yebal, un număr mic de inele de piston și un strat de protecție pe o fustă de piston, protejând pistonul de la bully și blocare.
Pierderi în schimbul de gaze
Pentru a umple cilindrul cu aer, este necesar să se evite scăderea presiunii dintre cilindru și mediul extern. Tăierea cilindrului la admisie, care funcționează în direcția opusă mișcării pistonului și rotația de frânare a arborelui cotit depinde de fazele distribuției gazului, cu diametrul conductei de admisie, precum și de forma a canalului de admisie, necesar, de exemplu, pentru a crea aer în cilindru. Motorul din această parte a ciclului acționează ca o pompă de aer și o parte a puterii indicatorului motorului este consumată pe unitatea sa.
Pentru o bună umplere a cilindrului, este necesară ca pierderile de presiune proporționale cu pătratul frecvenței de rotație a motorului atunci când umplerea au fost cele mai mici. O caracteristică similară a dependenței de vitezele de rotație are, de asemenea, pierderi de frecare în grupul cilindroponal și, din moment ce acest tip de pierderi predomină, printre altele, pierderile totale depind, de asemenea, de gradul al doilea de viteză a motorului. Prin urmare, eficiența mecanică cu creșterea vitezei de rotație și consumul specific de combustibil este mai rău.
La puterea maximă a motorului, eficiența mecanică este de obicei 0,75 și cu o creștere suplimentară a vitezei de rotație, apare o scădere rapidă a puterii eficiente. La viteza maximă și încărcăturile de motor parțial, eficiența eficientă este minimă.
Pierderile pentru schimbul de gaze includ costurile de energie asociate cu curățarea carterului arborelui cotit. Motoarele cu un singur cilindru au cele mai mari pierderi, în care aerul este absorbit în carter la fiecare piston și este împins în mod repetat din ea. Volumul mare de aer pompabil este, de asemenea, și motoare cu două cilindri cu poziții în formă de V și peposite de cilindri. Acest tip de pierdere poate fi redus prin setarea supapei de verificare care creează pe cap de locuitor în carter. Cuturile Carter reduce, de asemenea, pierderile de petrol din cauza scurgerilor. În motoarele cu mai multe cilindri, pe care un piston se mișcă în jos, iar cealaltă în sus, volumul de gaz din carter nu se schimbă, dar secțiunile vecine ale cilindrilor ar trebui să aibă unul bun unul cu celălalt.
Pierderi pe echipamente auxiliare de motor auxiliare
Valoarea pierderilor de echipamente este adesea subestimată, deși au un impact mare asupra eficienței mecanice a motorului. Pierderi bine investigate pe mecanismul de conducere a distribuției gazelor. Lucrările petrecute la deschiderea supapei este parțial rambursabilă când arcul supapei îl închide și astfel conduce arborele cu came. Pierderile privind distribuția gazelor relativ mici și cu scăderea acestora, este posibil să se obțină doar o economie de costuri mici pentru unități. Uneori, arborele cu came este plasat pe rulmenți de rulare, dar se aplică numai motoarelor mașinilor de curse.
Mai multă atenție trebuie acordată pompei de ulei. Dacă dimensiunea pompei și consumul de ulei prin intermediul acesteia este supraestimată, cea mai mare parte a uleiului este resetată printr-o supapă de reducere la o presiune mare, există pierderi semnificative pe unitatea pompei de ulei. În același timp, este necesar să se înregistreze rezerve în sistemul de lubrifianți pentru a asigura o presiune suficientă pentru lubrifierea lagărelor de alunecare, inclusiv pentru uzură. În acest caz, alimentarea mică de pompă de ulei duce la o scădere a presiunii la frecvențe reduse de rotație a motorului și în timpul funcționării pe termen lung cu sarcină maximă. Supapa de reducere în aceste condiții trebuie închisă și întreaga alimentare cu ulei trebuie utilizată pentru lubrifiere. O putere mică este cheltuită pe unitatea pompei de combustibil și pe distribuitorul de aprindere. De asemenea, o mică energie consumă un generator de AC. O parte semnificativă a puterii eficiente, și anume 5-10%, este petrecută pe unitatea ventilatorului și pompa sistemului de răcire necesară pentru a îndepărta căldura de la motor. Acest lucru a fost deja menționat. Există câteva modalități de a vedea, mai multe moduri de îmbunătățire a eficienței mecanice a motorului.
Pe unitatea pompei de combustibil și deschiderea duzelor, puteți salva o cantitate mică de energie. Într-o măsură puțin, este posibilă în motorină.
Pierderi pe unitatea de echipament suplimentar al mașinii
Masina este, de asemenea, echipată cu echipamente care consumă o parte din puterea eficientă a motorului și, prin urmare, reduce restul părții sale care se află pe unitatea auto. Într-o mașină de pasageri, astfel de echipamente sunt utilizate în cantități limitate, în special acestea sunt diferite amplificatoare utilizate pentru a facilita controlul mașinii, de exemplu, direcția de direcție, dedicare a aderenței, unitatea de frână. Pentru o instalare climatică a unei mașini, este necesară, de asemenea, o anumită energie, în special pentru aer condiționat. Energia este, de asemenea, necesară pentru diverse unități hidraulice, cum ar fi scaunele în mișcare, deschiderea ferestrelor, acoperișurilor etc.
În mașina de marfă, volumul de echipamente suplimentare este mult mai mult. De obicei, utilizat sistemul de frânare utilizând o sursă separată de energie, camion de basculantă, dispozitive de auto-încărcare, un dispozitiv pentru ridicarea roților de rezervă etc., astfel de mecanisme sunt încă larg. În totalul consumului de combustibil, trebuie luate în considerare aceste cazuri de consum de energie.
Cele mai importante dintre aceste dispozitive este un compresor pentru a crea o presiune constantă a aerului într-un sistem de frânare pneumatic. Compresorul funcționează în mod constant, umplerea refesorului de aer, o parte a aerului din care printr-o supapă de reducere fără utilizare ulterioară, intră în atmosferă. Pentru sistemele hidraulice de înaltă presiune care servesc echipamente suplimentare sunt caracteristice în principal, pierderile în supapele de reducere. De obicei, utilizează o supapă care, după atingerea presiunii de funcționare în hidroacumulator, se oprește alimentarea ulterioară a fluidului de lucru în acesta și controlează linia de by-pass între pompă și rezervor.
Compararea pierderilor mecanice în motoarele pe benzină și diesel
Datele comparative privind pierderile mecanice măsurate în aceleași condiții de funcționare ale motorului pe benzină cu un grad de compresie E \u003d 6 și un motor diesel cu un raport de compresie E \u003d 16 (Tabelul 11, A).
Pentru un motor pe benzină, în plus, în tabel. 11, a folosit și o comparație a pierderilor mecanice în sarcini complete și parțiale.
Tabelul 11.a. Presiunea medie a diferitelor tipuri de pierderi mecanice în motoarele pe benzină și diesel (1600 min - 1), MPa
| Tipul de pierdere | Tipul motorului. | |
| Petrol \u003d 6. | Diesel \u003d 16. | |
| 0,025 | 0,025 | |
| Apa, uleiul și pompa de combustibil | 0,0072 | 0,0108 |
| Mecanism de distribuție a gazelor | 0,0108 | 0,0108 |
| Pierderi în rulmenți indigeni și alamă | 0,029 | 0,043 |
| 0,057 | 0,09 | |
| Pierderi mecanice, total | 0,129 | 0,18 |
| Presiunea efectivă medie | 0,933 | 0,846 |
| Eficiența mecanică,% | 87,8 | 82,5 |
Tabelul 11.b. Presiunea medie a diferitelor tipuri de pierderi mecanice din motorul pe benzină (1600 min-1, E \u003d 6) la diferite sarcini, MPa
| Tipul de pierdere | ||
| 100 % | 30 % | |
| Pierderile pompelor (pierderi de schimb de gaze) | 0,025 | 0,043 |
| Mecanism de distribuție a gazelor și echipamente auxiliare | 0,0179 |
0,0179 |
| Pierderi în mecanismul de conectare la manivela | 0,0287 | 0,0251 |
| Pierderi în grupul cilindrofone | 0,0574 | 0,05 |
| Pierderi mecanice, total | 0,129 | 0,136 |
| Presiunea efectivă medie | 0,933 | 0,280 |
| Eficiența mecanică,% | 87,8 | 67,3 |
Pierderi comune, după cum se poate vedea din tabel. 11, relativ mic, deoarece au fost măsurate la o viteză redusă de rotație (1600 min-1). Cu o creștere a vitezei de rotație, pierderea crește datorită acțiunii forțelor de inerție ale maselor în mișcare progresivă, crescând proporțional cu gradul al doilea de frecvență de rotație, precum și viteza relativă în rulment, deoarece fricțiunea vâscoasă este, de asemenea, proporțională la piața de viteză. Este interesant să se compare și diagramele indicatoare din cilindrii celor două motoare în cauză (figura 89). Presiunea din cilindrul diesel este oarecum mai mare decât cea a motorului pe benzină, iar durata acțiunii sale este mai mare. Astfel, gazele au apăsat inelele pe peretele cilindrului cu o forță mai mare și, prin urmare, pentru o perioadă mai lungă de timp, pierderile de frecare în grupul de cilindrofone mai mult. Dimensiuni crescute în comparație cu motorul pe benzină, în special diametrul rulmentului în motorul diesel, contribuie, de asemenea, la creșterea pierderilor mecanice.
Frecarea la rulmenți este cauzată de tensiunile de forfecare din filmul de petrol. Acesta depinde liniar de dimensiunile suprafețelor de frecare și proporțional cu pătratul vitezei de schimbare. O esentă a vâscozității petrolului are un efect semnificativ asupra frecării și, într-o măsură mai mică, grosimea filmului de ulei în rulmenți. Presiunea gazului în cilindru aproape nu afectează pierderile la rulmenți.
Efectul diametrului cilindrului și cursa pistonului asupra eficienței efective a motorului de combustie internă
Anterior, a fost vorba despre reducerea la un minim de pierdere de căldură pentru a crește eficiența indicatorului a motorului și sa spus în principal că reduceți raportul de suprafață al camerei de combustie la volumul său. Volumul camerei de combustie într-o anumită măsură indică cantitatea de căldură introdusă. Valoarea calorică a încărcăturii de intrare în motorul pe benzină este determinată de raportul dintre aer și combustibil apropiat de stoichiometric. Aerul curat este furnizat dieselului, iar alimentarea cu combustibil este limitată de gradul de combustie incomplet, în care fumul apare în gazele de eșapament. Prin urmare, conexiunea cantității de căldură introdusă cu volumul camerei de combustie este destul de evidentă
Cea mai mică relație a suprafeței la volumul specificat are sfera. Căldura în spațiul înconjurător este atribuită suprafeței, astfel încât masa având forma mingelor este răcită în cel mai mic. Aceste relații evidente sunt luate în considerare la proiectarea camerei de combustie, ar trebui, totuși, să țină cont de similitudinea geometrică a părților motoarelor de diferite dimensiuni. După cum se știe, volumul sferei este de 4 / 3LR3, iar suprafața sa este de 4LR2, și astfel volumul cu diametru în creștere crește mai repede decât suprafața și, prin urmare, sectorul diametrului mai mare va avea un raport de suprafață mai mic volumul. Dacă suprafețele sferei diferitelor diametre au aceleași diferențe de temperatură și aceiași coeficienți de transfer de căldură a, atunci o sferă mare se va răci încet.
Motoarele sunt similare geometrice atunci când au același design, dar diferă în dimensiune. Dacă primul motor are un diametru de cilindru, de exemplu egal cu unul și cel de-al doilea motor el este 2.o dată mai mare, atunci toate dimensiunile liniare ale celui de-al doilea motor vor fi de 2 ori, suprafața este de 4 ori, iar volumele sunt de 8 ori mai mare decât cel al primului motor. Cu toate acestea, similitudinea geometrică completă de realizat, deoarece, de exemplu, prizele de protecție și injectoarele de combustibil sunt aceleași în motoarele cu dimensiuni diferite ale diametrului cilindrului.
Din similitudinea geometrică, se poate face ca cilindrul mai mare, dimensiunea are un raport de suprafață mai acceptabil la volum, prin urmare pierderile sale termice la răcirea suprafeței în aceleași condiții vor fi mai mici.
La determinarea puterii, este necesar, totuși, luați în considerare unii factori de limitare. Puterea motorului depinde nu numai de dimensiunea, adică volumul cilindrilor motorului, dar și pe frecvența rotației sale, precum și presiunea efectivă medie. Viteza motorului este limitată la viteza medie maximă a pistonului, masa și perfecțiunea designului mecanismului de conectare. Vitezele maxime de piston mediu ale motoarelor de benzină se află în decurs de 10-22 m / s. În autoturismele, valoarea maximă a ratei medii a pistonului atinge 15 m / s, iar valorile valorii presiunii efective medii la sarcină completă sunt aproape de 1 MPa.
Volumul de funcționare al motorului și dimensiunile sale determină nu numai factori geometrici. De exemplu, grosimea peretelui este dată de tehnologie, și nu o sarcină pe ele. Transferul de căldură prin pereți nu depinde de grosimea lor, ci din conductivitatea termică a materialului lor, coeficienții de transfer de căldură al suprafeței pereților, diferența de temperatură etc. etc. Unele concluzii privind influența dimensiunilor geometrice de cilindri, cu toate acestea, este necesar să se facă.
Avantajele și dezavantajele cilindrului cu un volum mare de lucru
Cilindrul volumului de lucru mai mare are o pierdere relativă relativă mai mică a căldurii în perete. Acest lucru este bine confirmat de exemple de motoare diesel staționare cu volume mari de funcționare de cilindri, care au costuri reduse de combustibil specifice. În ceea ce privește autoturismele, această poziție, totuși, nu este întotdeauna confirmată.
Analiza ecuației de putere a motorului arată că cea mai mare putere a motorului poate fi realizată cu o cantitate mică de accident vascular cerebral piston.
Rata medie a pistonului poate fi calculată ca
unde: Pistonul S, M; N este viteza de rotație, min-1.
Atunci când restricționați viteza medie a pistonului cu frecvența de rotație PH poate fi cea mai mare, cu atât mișcarea pistonului mai mică. Ecuația de putere a motorului în patru timpi are forma
unde: VH - volumul motorului, DM3; n este viteza de rotație, min-1; PE - presiune medie, MPa.
În consecință, puterea motorului este direct proporțională cu frecvența rotației sale și a volumului de lucru. Astfel, cerințele opuse sunt prezentate simultan la motor - un volum mare de lucru al cilindrului și o mișcare scurtă. O soluție de compromis constă în aplicarea unui număr mai mare de cilindri.
Cel mai preferat volum de lucru al unui cilindru de motor cu benzină de mare viteză este de 300-500 cm3. Motorul cu un număr mic de astfel de cilindri este slab echilibrat, iar cu mari pierderi mecanice semnificative și, prin urmare, a crescut consumul specific de combustibil. Motorul cu opt cilindru cu un volum de lucru de 3000 cm3 are un consum specific mai mic de combustibil decât cel de-alvelge-cilindru cu același volum de lucru.
Pentru a obține un mic consum de combustibil, este recomandabil să utilizați motoare cu un număr mic de cilindri. Cu toate acestea, motorul cu un singur cilindru cu un volum mare de lucru nu găsește aplicații în vehicule, deoarece masa sa relativă este mare, iar echilibrarea este posibilă numai atunci când se utilizează mecanisme speciale, ceea ce duce la o creștere suplimentară a masei, dimensiunilor și costurilor sale. În plus, o mare uniformitate a cuplului unui motor cu un singur cilindru este inacceptabilă pentru transmisiile de vehicule.
Cel mai mic număr de cilindri la motorul modern de automobile este de două. Astfel de motoare sunt utilizate cu succes în mașini foarte mici de clasă ("Citroen 2 CV", "FIAT 126"). Stivuitoare de punct de vedere al echilibrului, urmând o serie de utilizări rapide, un motor cu patru cilindri este în valoare de motoare cu trei cilindri în prezent, iar motoarele cu trei cilindri cu o capacitate mică de lucru de cilindri sunt, de asemenea, în timp ce vă permit obțineți costuri mici de combustibil. În plus, un număr mai mic de cilindri simplifică și reduce accesoriile motorului, deoarece numărul de bujii, duzele, perechile de piston de pompă de combustibil de înaltă presiune sunt reduse. Cu o locație transversală în mașină, un astfel de motor are o lungime mai mică și nu limitează rotirea roților controlate.
Motorul cu trei cilindri permite utilizarea părților principale unificate cu patru cilindri: manșon cilindru, set de piston, set de tije de conectare, mecanism de supape. Aceeași soluție este posibilă pentru un motor cu cinci cilindri, care permite, dacă este necesar, o creștere a rândului de alimentare de la motorul cu patru cilindri de bază pentru a evita tranziția la un șase cilindru mai lung.
Avantajele utilizării motoarelor diesel cu un volum mare de lucru al cilindrului au fost deja indicate. În plus față de reducerea pierderii căldurii în timpul arderii, aceasta face posibilă obținerea unei camere de combustie mai compacte, în care sunt create temperaturi mai ridicate cu grade moderate de comprimare până la momentul injecției combustibilului. La cilindrul cu un volum mare de lucru, puteți folosi duze cu un număr mare de găuri de duze cu o mai mică sensibilitate la formarea Nagara.
Raportul dintre cursa pistonului la diametrul cilindrului
Private de la împărțirea mărimii cursei pistonului S prin dimensiunea diametrului cilindrului D.reprezintă o valoare utilizată pe scară largă a raportului S / D . Punctul de vedere asupra amplorii cursei pistonului în timpul dezvoltării motorului a fost schimbat.
La etapa inițială a motorului auto, așa-numita formulă fiscală a funcționat, pe baza căreia climaxul impozitului de energie a fost calculat ținând cont de numărul și diametrul D cilindrii lui. Clasificarea motoarelor a fost efectuată și în conformitate cu această formulă. Prin urmare, preferința a fost acordată motoarelor cu o cantitate mare de piston pentru a spori puterea motorului în cadrul acestei categorii de impozitare. Puterea motorului a crescut, însă creșterea vitezei de rotație a fost limitată la rata medie de piston admisibilă. Deoarece mecanismul distribuției gazelor de motor în această perioadă nu a fost conceput pentru reținere ridicată, atunci limita de viteză a vitezei pistonului nu contează.
De îndată ce formula de impozitare descrisă a fost eliminată și clasificarea motoarelor a fost efectuată în conformitate cu volumul de lucru al cilindrului, mișcarea pistonului a început să scadă brusc, ceea ce a făcut posibilă creșterea vitezei de rotație și, prin urmare, , puterea motorului. În cilindrii cu diametru mai mare, a fost posibilă utilizarea supapelor de dimensiuni mari. Prin urmare, au fost create motoarele de scurtă durată cu un raport S / D atingând 0,5. Îmbunătățirea mecanismului de distribuție a gazelor, în special atunci când se utilizează patru supape în cilindru, a făcut posibilă aducerea frecvenței nominale de rotație a motorului la 10.000 min-1 sau mai mult, ca rezultat al căruia capacitatea specifică a crescut rapid
În prezent, o atenție deosebită se acordă o atenție deosebită scăderii combustibilului efectuat în acest scop, efectul influenței S / D a arătat că motoarele cu spectacole scurte au un consum sporit de combustibil. Acest lucru este cauzat de o suprafață mare a camerei de combustie, precum și de o reducere a eficienței mecanice a motorului datorită valorii relativ mari a masei în mișcare corespunzătoare a setului de piston de legătură și creșterea pierderilor Pentru ca unitățile de echipament auxiliar cu un circuit foarte scurt trebuie să fie prelungit tija de legătură, astfel încât partea inferioară a fusta pistonului nu este rafinată cu contragreutoruri ale arborelui cotit. Greutatea pistonului, cu o scădere a accidentului vascular cerebral, a scăzut puțin și când se utilizează adâncituri și decupaje pe fusta pistonului pentru a reduce emisiile de substanțe toxice în gazele de eșapament, este mai rapid să se utilizeze motoare cu o cameră compactă de combustie și cu un accident vascular cerebral mai lung, astfel încât în \u200b\u200bprezent din motoarele de înaltă calitate S / D refuză.
Dependența presiunii efective medii din relația S / D cele mai bune motoare de curse în care scăderea d este vizibilă, cu respectări reduse S / D, este prezentată în fig. 90 În prezent, raportul S / D este considerat a fi mai profitabil sau mai multe unități. Deși cu un progres scurt piston, raportul dintre suprafața cilindrului la volumul său de lucru în poziția pistonului în NMT este mai mică decât cea a motoarelor de lungă durată, zona inferioară a cilindrului nu este atât de importantă pentru îndepărtarea căldură, deoarece temperatura gazelor scade considerabil
Motorul cu punct lung are un raport mai avantajos al suprafeței răcite la volumul camerei de ardere în poziția pistonului din VMT, care este mai important, deoarece în această perioadă ciclul de gaze determină pierderea căldurii cel mai inalt. Reducerea suprafeței transferului de căldură în această fază a procesului de expansiune reduce pierderea termică și îmbunătățește eficiența indicatorului a motorului.
Alte modalități de reducere a consumului de combustibil de către motor
Motorul funcționează cu un consum minim de combustibil numai într-o anumită zonă a caracteristicilor sale.
Când operează mașina, puterea motorului său trebuie localizată întotdeauna pe curba minimă de consum de combustibil. Într-o mașină de pasageri, această condiție este fezabilă dacă utilizați cutia de viteze cu patru și cinci trepte, iar cea mai mică viteză, cu atât este mai greu să efectuați această afecțiune. Când se deplasează de-a lungul secțiunii orizontale a drumului, motorul nu funcționează în modul optim chiar și atunci când a patra transmisie este pornită. Prin urmare, pentru încărcarea optimă a motorului, mașina trebuie să fie accesată pe unelte de sus până când se realizează viteza vitezei. Mai mult, este recomandabil să traduceți cutia de viteze într-o poziție neutră, opriți motorul și treceți prin inerție la o picătură de viteză, de exemplu, până la 60 km / h, apoi porniți motorul și cea mai mare transmisie în caseta și când motorul este optim atunci când pedala de control al motorului atinge din nou viteza la 90 km / h
Astfel de conducere a unei mașini prin "Accelerare-Roll". Acest mod de conducere este acceptabil pentru competițiile de eficiență, deoarece motorul sau lucrările într-un domeniu economic caracteristic sau dezactivat. Cu toate acestea, nu este potrivit pentru exploatarea reală a mașinii la mișcarea intensivă.
Acest exemplu arată una dintre modalitățile de reducere a consumului de combustibil. O altă modalitate de a minimiza consumul de combustibil specific este limita de alimentare a motorului, menținând în același timp eficiența mecanică bună. Efectul negativ al încărcăturii parțiale asupra eficienței mecanice a fost deja prezentat în tabel. 11a. În special, de la masă. 11.Bo Este clar că, cu o scădere a sarcinii motorului de la 100% la 30%, proporția pierderilor mecanice din activitățile indicatoare crește de la 12% la 33%, iar eficiența mecanică scade de la 88% la 67%. Valoarea puterii egală cu 30% din maxim poate fi realizată atunci când doar două cilindri ai motorului cu patru cilindri.
Oprirea cilindrilor
Dacă opriți mai multe cilindri cu o încărcătură parțială a motorului multi-cilindru, restul va funcționa cu o încărcătură mai mare cu cea mai bună eficiență. Deci, atunci când operează un motor cu opt cilindri cu o încărcătură parțială, întregul volum al aerului poate fi direcționat numai de patru cilindri, sarcina lor va dubla și eficiența eficienței motorului va crește. Suprafața de răcire a camerelor de combustie din patru cilindri este mai mică de opt, prin urmare cantitatea de căldură, sistemul de răcire rezervat este redus, iar consumul de combustibil poate scădea cu 25%.
Pentru a dezactiva cilindrii, controlul unității supapei este de obicei utilizat. Dacă ambele supape sunt închise, amestecul nu intră în cilindru, iar gazul situat în mod constant în acesta este comprimat în mod constant și se extinde. Lucrările petrecute în același timp pe comprimarea gazului este reluată atunci când se extinde în condiții de îndepărtare mică a căldurii cu pereții cilindrului. Eficiența mecanică și indicatoare în acest caz este îmbunătățită comparativ cu motoarele cu opt cilindri care funcționează pe toți cilindrii la aceeași putere eficientă.
Această metodă de oprire a cilindrilor este foarte convenabilă, deoarece cilindrul se oprește automat când motorul se deplasează la sarcini parțiale și este pornit aproape instant când este apăsată pedala de comandă. În consecință, șoferul în orice moment poate folosi puterea completă a motorului pentru a finaliza depășirea sau ridicarea rapidă a depășirii. Când conduceți în oraș, economiile de combustibil se manifestă în mod clar în mod clar. În cilindrii dezactivați nu există pierderi de pompare și nu alimentează aerul la conducta de eșapament. Când conduceți sub pantă, cilindrii dezactivați au o rezistență mai mică, frânarea motorului este redusă, iar mașina din inerție trece un mod mai mare, ca și cum există o cuplare liberă.
Închiderea cilindrului motorului topless cu arborele de distribuție inferioară este efectuată în mod convenabil cu ajutorul unor cercetători ai robotului de supapă mobilă de către electromagnet. Când electromagnetul este oprit, supapa rămâne închisă, deoarece rockerul rotește camele arborelui cu came în jurul punctului de atingere cu capătul tijei supapei, iar opritorul de pescuit se poate mișca liber.
Într-un motor cu opt cilindri, doi sau patru cilindri sunt opriți astfel încât alternanța cilindrilor de lucru să poată fi uniformă. Într-un motor cu șase cilindri, se oprește de la unul până la trei cilindri. Acum, ele sunt de asemenea efectuate pentru a testa cele două cilindri ale motorului cu patru cilindri.
O astfel de deconectare a supapei din motor cu aranjamentul superior al arborelui cu came este dificilă, prin urmare, se utilizează alte modalități de dezactivare a cilindrilor. De exemplu, jumătate din cilindrii motorului cu șase cilindri (FRG) sunt oprite astfel încât, în trei cilindri, aprinderea și injectarea să fie deconectate, iar gazele uzate de trei cilindri de lucru sunt evacuate prin trei cilindri deconectați și se pot extinde în continuare. Acest proces este realizat prin supape în conductele de admisie și de evacuare. Avantajul acestei metode este că cilindrii acoperiți sunt încălzită în mod constant prin trecerea gazelor de eșapament.
În motorul V de opt cilindri "Porsche 928", cu o deconectare a cilindrilor, există două secțiuni aproape complet separate în patru cilindri. Fiecare dintre ele este echipat cu o conductă de admisie independentă, mecanismul de distribuție a gazelor nu trebuie să deconecteze unitățile de supape. Unul dintre motoare este deconectat prin închiderea accelerației și oprirea injecției de benzină, iar testele au arătat că pierderile de pompare vor fi cele mai mici, cu o mică deschidere a accelerației. Supapele de accelerație ale ambelor secțiuni sunt echipate cu unități independente. Secțiunea deconectată furnizează în mod constant o cantitate mică de aer într-o țeavă de eșapament obișnuită, care este utilizată pentru a afla gazele de eșapament în reactorul termic. Acest lucru elimină utilizarea unei pompe speciale pentru alimentarea aerului secundar.
Când motorul cu opt cilindri este separat în două secțiuni cu patru cilindri, unul dintre ele este reglat într-un moment mare la o viteză redusă de rotație și este în mod constant în funcționare, iar cea de-a doua - putere maximă și se aprinde numai dacă este necesar au o putere aproape de maxim. Secțiunile motorului pot avea faze diferite de distribuție a gazelor și diferite conducte de admisie.
Caracteristicile multi-parametrice ale motorului "Porsche 928" la funcționarea a opt (curbe solide) și patru cilindri (curbe de bare) sunt prezentate în fig. 91. Domenii de îmbunătățire a consumului de combustibil specific datorită călătoriei celor patru cilindri de motor sunt umbrite. De exemplu, la o viteză de 2000 min-1 și un cuplu de 80 N · m, consumul specific de combustibil în timpul funcționării tuturor celor opt cilindri de motor este de 400 g / (kWh), în timp ce motorul cu patru a oprit cilindrii pe același MODE Este un pic mai mult 350 g / (kWh).
O economie și mai proeminentă poate fi obținută la vehiculele cu viteză mică ale mașinii. Diferența de consum de combustibil cu mișcare uniformă de-a lungul secțiunii orizontale a autostrăzii este dată în fig. 92. Motorul cu patru cilindri de închidere (curbă punctată) la o viteză de consum de combustibil de 40 km / h scade cu 25%: de la 8 la 6 l / 100 km.
Dar economia de combustibil din motor poate fi realizată nu numai pentru a opri cilindrii. În noile motoare "Porsche" modele Torp("Porsche" optimizat termodinamic) a implementat toate modalitățile posibile de a crește eficiența indicatorului motorului tradițional de benzină. Raportul de compresie a crescut mai întâi de la 8,5 la 10 și apoi prin schimbarea formei fundului pistonului, până la 12,5, în timp ce crește simultan intensitatea rotației încărcării în cilindru atunci când tact de compresie. În acest fel, motoarele "Porsche 924" și "Porsche 928 și Porsche 928 au scăzut cu 6-12%. Sistemul electronic de aprindere utilizat, setarea unghiului optim de aprindere, în funcție de viteza și sarcina motorului, mărește eficiența motorului atunci când funcționează pe sarcini parțiale în condițiile amestecurilor compoziției slabe și, de asemenea, elimină detonarea pe modurile maxime de încărcare .
Oprirea motorului la oprirea mașinii la intersecții aduce, de asemenea, economie de combustibil. Când motorul este în gol, frecvența de rotație este mai mică de 1000 min-1, iar temperatura de răcire mai mare de 40 ° C după 3,5 cu aprindere este oprită. Motorul este din nou pornit numai după apăsarea pedalei de control. Acest lucru reduce consumul de combustibil cu 25-35%, și, prin urmare, motoarele de benzină "Porsche" TorpÎn ceea ce privește economia de combustibil, poate concura cu motoarele diesel.
Mercedhey-Benz a făcut, de asemenea, încercări de a reduce consumul de combustibil într-un motor cu opt cilindri prin oprirea cilindrilor. Închiderea a fost realizată utilizând un dispozitiv electromagnetic care sparge legătura rigidă între camă și supapă. În condițiile mișcării în oraș, consumul de combustibil a scăzut cu 32%.
Plasma aprindere
Reducerea consumului de combustibil și conținutul substanțelor nocive în gazele de eșapament poate fi utilizând amestecuri slabe, dar aprinderea lor de scânteie provoacă dificultăți. Aprinderea garantată de descărcarea cu scânteie are loc cu un raport de masă de aer / combustibil nu mai mult de 17. Cu compoziții mai sărace există misiuni de aprindere, ceea ce duce la o creștere a conținutului de substanțe nocive în gazele de eșapament.
La crearea unei încărcături stratificate într-un cilindru, este posibil să se ardă un amestec foarte slab, cu condiția ca un amestec de compoziție bogată să fie format în lumânarea aprinderii. Amestecul bogat este ușor de flamorat, iar torța de flacără, aruncată în volumul camerei de combustie, inflamați acolo, există un amestec slab.
În ultimii ani, cercetările au fost efectuate pe aprinderea amestecurilor slabe prin metode plasmatice și laser, în care se formează mai multe focuri de combustie în camera de combustie, deoarece aprinderea amestecului apare simultan în diferite zone ale camerei. Ca urmare, problemele de detonare dispar, iar raportul de compresie poate fi majorat chiar și cu utilizarea combustibilului cu combustibil cu combustibil cu combustibil cu combustibil. Este posibil să se aprindă amestecurile slabe cu raportul de aer / combustibil care ajung la 27.
Când aprinderea plasmei, arcul electric formează o concentrație ridicată de energie electrică în spațiul de scânteie ionizat al unui volum suficient de mare. În același timp, temperaturile dezvoltă până la 40.000 ° C, adică condițiile similare cu sudare cu arc sunt create.
Implementați o metodă de aprindere în plasmă într-un motor cu combustie internă, cu toate acestea, nu atât de simplu. Pugătorul cu plasmă este prezentat în fig. 93. Sub electrodul central din izolatorul lumânărilor, a fost efectuată o cameră mică. În cazul unei descărcări electrice de o lungime mare între electrodul central și corpul de gaz, gazul din cameră este încălzit la o temperatură foarte ridicată și, extinzându-se, se dovedește prin gaura din corpul lumânărilor camera de ardere. O torță de plasmă este formată cu o lungime de aproximativ 6 mm, apărând astfel mai multe focuri de flăcări care contribuie la aprinderea și arderea amestecului sărac.
Un alt tip de sistem de aprindere cu plasmă utilizează o mică pompă de înaltă presiune, care furnizează aerul electrozilor la momentul formării unei descărcări cu arc. Volumul de aer ionizat este format în timpul descărcării între electrozii intrarea în camera de combustie.
Aceste metode sunt foarte complexe și nu se aplică în motoarele auto. Prin urmare, a fost dezvoltată o altă metodă, în care lumânarea de aprindere formează un arc electric permanent pentru unghi de rotație a arborelui cotit de 30 °. În acest caz, este eliberată până la 20 de MJ energie, ceea ce este mult mai mare decât cu descărcarea obișnuită a scântei. Se știe că, dacă o cantitate suficientă de energie nu este formată în timpul aprinderii scântei, amestecul nu este aprins.
Arcul plasmatic în combinație cu rotația încărcării în camera de combustie formează o suprafață mare de aprindere, deoarece atunci când forma și dimensiunea arcului plasmatic se schimbă într-o mare măsură. Împreună cu creșterea duratei perioadei de aprindere, aceasta înseamnă, de asemenea, prezența energiei foarte eliberată pentru aceasta.
Spre deosebire de sistemul standard din conturul secundar al sistemului de aprindere în plasmă, există o tensiune constantă de 3000 V. La momentul descărcării în decalajul de scânteie a lumanarii, apare o scânteie obișnuită. În același timp, rezistența la electrozii lumânărilor este scăzută, iar tensiunea constantă de 3000V formează un arc la grătar la momentul descărcării. Pentru a menține arcul, există suficientă tensiune de aproximativ 900 V.
Sistemul de aprindere prin plasmă diferă de terminatorul standard de înaltă frecvență de înaltă frecvență (12 KHz) cu o tensiune de 12 V. Bobina de inducție mărește tensiunea de până la 3000 V, care este îndreptată ulterior. Trebuie indicat faptul că descărcarea de arc continuu pe lumânarea de aprindere reduce semnificativ viața sa.
La aprinderea plasmatică, flacăra se aplică camerei de combustie mai rapidă, este necesară modificarea adecvată a unghiului avansat de aprindere. Testele sistemului de aprindere cu plasmă de Ford Pinto (SUA) cu o capacitate a motorului de 2300 cm3 și transmisie automată au dat rezultate în tabel. 12.
Tabelul 12. Rezultatele testelor sistemului de aprindere cu plasmă cu mașina "Ford Pinto"
| Tip de tip de aprindere Tipul. | Emisiile de toxicism, G | Consumul de combustibil, l / 100 km | |||
| Sn. | ASA DE | NOx. |
ciclul de testare urban | testarea drumurilor ciclu |
|
| Standard | 0,172 | 3,48 | 1,12 | 15,35 | 11,41 |
| Plasma cu reglare optimă a unghiului Advance al aprinderii | 0,160 | 3,17 | 1,16 | 14,26 | 10,90 |
| Plasmă cu reglare optimă a unghiului aprinderii și compoziției amestecului | 0,301 | 2,29 | 1,82 | 13,39 | 9,98 |
La aprinderea plasmatică, este posibilă efectuarea unui control de înaltă calitate al motorului pe benzină, în care cantitatea de aer furnizată rămâne neschimbată, iar controlul puterii motorului este efectuat numai prin ajustarea cantității de combustibil furnizate. Când sistemul de aprindere prin plasmă este utilizat în motor fără a schimba controlul avansului de aprindere și al compoziției amestecului, consumul de combustibil a scăzut cu 0,9%, la reglarea unghiului de aprindere - cu 4,5% și cu reglarea optimă a unghiului de aprindere și compoziția amestecului - cu 14% (vezi Tabelul 12). Compoziția cu plasmă îmbunătățește funcționarea motorului, în special cu sarcini parțiale, iar consumul de combustibil poate fi același cu un motor diesel.
Reducerea emisiilor de substanțe toxice cu gaze de eșapament
Creșterea motorizării aduce cu ei necesitatea unor măsuri de protecție a mediului. Aerul în orașe este din ce în ce mai contaminat cu substanțe dăunătoare sănătății umane, în special oxidului de carbon, hidrocarburilor neobișnuite, oxizilor de azot, compușilor de plumb, sulfului, sulfului și așa mai departe. Aproape în motoarele auto.
Împreună cu substanțele toxice în timpul funcționării autoturismelor, zgomotul lor are un efect dăunător asupra populației. Recent, în orașe, nivelul de zgomot a crescut anual cu 1 dB, deci este necesar nu numai să suspende nivelul de creștere a zgomotului, ci și să-și atingă declinul. Efectele constante ale zgomotului determină bolile nervoase, reduce capacitatea de lucru a persoanelor, în special angajate în activități mintale. Motorizarea aduce zgomot în locuri liniștite anterior. Reducerea zgomotului creat de prelucrarea lemnului și a mașinilor agricole, din păcate, încă nu plătește atenția cuvenită. Lanțul Benzaw creează zgomot într-o parte semnificativă a pădurii, ceea ce provoacă schimbări în condițiile de viață a animalelor și adesea motivul dispariției speciilor lor individuale.
Cel mai adesea, totuși, cauzează plângeri ale poluării atmosferei de către gazele uzate ale mașinilor.
Tabelul 13. Emisia permisă de substanțe nocive cu gaze uzate de autoturisme în conformitate cu legislația PC-uri. California, SUA.
Cu o mișcare plină de viață, gazele uzate se acumulează la suprafața solului și în prezența radiației solare, în special în orașele industriale situate în moduri slab veninate de bazine, așa-numitul ar putea fi format. Atmosfera este poluată într-o asemenea măsură încât șederea în ea dăunează sănătății. Personalul serviciului rutier aflat pe unele intersecții ocupate, pentru a-și păstra sănătatea, se aplică măștile de oxigen. Mai ales dăunătoare este un monoxid de carbon relativ greu, penetrând podelele inferioare ale clădirilor, garajelor și nu mai sunt cauzate de moarte.
Întreprinderile legislative limitează conținutul de substanțe nocive în gazele de evacuare ale autoturismelor și sunt strânse în mod constant (Tabelul 13).
Prescripțiile aduc mașini de îngrijire mare; De asemenea, acestea afectează indirect eficiența transportului rutier.
Pentru arderea completă a combustibilului, poate fi permis un aer excedent să ofere o combinație bună cu combustibilul IT. Aerul excesiv necesar depinde de gradul de amestecare a combustibilului cu aer. În motoarele de carburator, se acordă timp considerabil acestui proces, deoarece traseul de combustibil de la dispozitivul de amestecare la bujia de protecție este destul de mare.
Un carburator modern permite diferite tipuri de amestecuri. Cel mai "amestec bogat este necesar pentru începerea la rece a motorului, deoarece o parte semnificativă a combustibilului condensează pe pereții conductei de admisie și imediat în cilindru nu se încadrează. Numai o mică parte a fracțiunilor de combustibil ușor este evaporată. Când conduceți motorul, este necesară, de asemenea, un amestec de compoziție bogată.
Când mașina se mișcă, compoziția amestecului de combustibil și aer trebuie să fie slabă, ceea ce va asigura o bună eficiență și un mic consum specific de combustibil. Pentru a obține o putere maximă a motorului, trebuie să aveți un amestec bogat pentru a utiliza pe deplin întreaga masă a aerului introdus cilindrul. Pentru a asigura o bună performanță dinamică a motorului cu o deschidere rapidă a accelerației, este necesar să se supună în mod suplimentar unei anumite cantități de combustibil în conducta de admisie, care compensează combustibilul, care este decontat și condensat pe pereții conductei ca urmare a creșterii presiunii în ea.
Pentru o bună amestecare a combustibilului cu aer, ar trebui să creați o viteză ridicată a aerului și rotația acesteia. Dacă secțiunea transversală a difuzorului carburatorului este în mod constant, atunci la viteze scăzute ale motorului pentru o formare bună a amestecului, viteza de aer este mică și la înălțime - impedanța difuzorului duce la o scădere a masei aerului care intră în aer aer. Acest dezavantaj poate fi eliminat utilizând un carburator cu o secțiune transversală difuzor variabilă sau injecție de combustibil în conducta de admisie.
Există mai multe tipuri de sisteme de injecție pe benzină în conducta de admisie. În cele mai frecvent utilizate sisteme, combustibilul este alimentat printr-o duză separată pentru fiecare cilindru, realizând astfel o distribuție uniformă a combustibilului între cilindri, sedimentarea și condensarea combustibilului pe pereții rece ai conductei de admisie sunt eliminate. Cantitatea de combustibil injectată este mai ușor de apropiat de motorul dorit optim. Nevoia de difuzor dispare, pierderea de energie a energiei are loc în timpul pasajului său. Ca exemplu de un astfel de sistem de alimentare cu combustibil, poate fi adus un sistem de injecție de fier BOSCH K-Jet, care deja menționați mai devreme la 9,5 atunci când ia în considerare motoarele cu turbocompresoare.
Diagrama acestui sistem este prezentată în fig. 94. Duză conică / în care se mișcă pietrele de pe pârghie 2 supapa 5 este proiectată astfel încât ridicarea supapei să fie proporțională cu consumul de aer. Fereastră 5 pentru trecerea combustibilului deschis cu o bobină 6 În șasiul regulatorului atunci când se deplasează maneta sub influența remorcii aeriene de intrare. Modificările necesare în compoziția amestecului în conformitate cu caracteristicile individuale ale motorului sunt realizate prin forma unei duze conice. Pârghia cu supapa este echilibrată de contragreutate, rezistența de inerție în timpul oscilațiilor auto nu afectează supapa.
Fluxul de aer care vine în motor este ajustat de accelerație 4. Amortizarea oscilațiilor supapei și cu ea și bobina care apare la frecvențe joase ale rotației motorului datorită pulsărilor presiunii aerului în conducta de admisie, se realizează cu biciclete în sistemul de alimentare cu combustibil. Pentru a regla cantitatea de combustibil furnizată, șurubul 7 este de asemenea servit ca fiind situat în maneta supapei.
Între fereastra 5 și duza 8 supapa arborelui cu came 10, izvoare 13 și șadurile 12, scăzând pe membrană //, presiune constantă de injecție în "duza de pulverizare 0,33 MPa la o presiune de 0,47 MPa supapă.
Combustibil din rezervor 16 servit de pompa de combustibil electric 15 prin regulator de presiune 18 și filtrul de combustibil 17 la partea de jos a camerei 9 carcasa controlerului. Presiunea permanentă a combustibilului în regulator este susținută de o supapă de reducere 14. Regulator de membrană 18 concepute pentru a menține presiunea combustibilului în timp ce nu este motor de lucru. Acest lucru împiedică formarea blocajelor de trafic aerian și oferă o bună lansare a unui motor fierbinte. De asemenea, regulatorul încetinește creșterea presiunii combustibilului în timp ce porniți motorul și stinge oscilațiile sale în conductă.
Motorul rece începe să faciliteze mai multe dispozitive. Supapa de by-pass 20, un arc bimetalic controlat se deschide cu o pornire la rece a unei autostrăzi de scurgere în rezervorul de combustibil, care reduce presiunea combustibilului de pe capătul lovestelor. Acest lucru încalcă echilibrul pârghiei și aceeași cantitate de aer de intrare va corespunde unei cantități mai mari de combustibil injectat. Un alt dispozitiv este un regulator suplimentar de aer 19, de asemenea, diafragma deschide arcul bimetalic. Aerul suplimentar este necesar pentru a depăși rezistența sporită a frecării motorului rece. Al treilea dispozitiv este o duză de combustibil 21 Începeți rece prin termostat 22 În cămașa de apă, motorul care păstrează duza este deschis până când motorul de răcire nu atinge temperatura specificată.
Echipamentele electronice ale sistemului de injecție a benzinei considerate este limitat la un nivel minim. Pompa de combustibil electric cu un motor oprită este oprită și, de exemplu, atunci când un accident, alimentarea cu combustibil este oprită, ceea ce împiedică focul în mașină. În motorul care nu funcționează, pârghia din poziția inferioară presează comutatorul situat sub el, care întrerupe curentul furnizat de starterul și spirala de încălzire a termostatului. Funcționarea duzei de pornire la rece depinde de temperatura motorului și de timpul de lucru.
Dacă mai mult aer este într-un cilindru de la conducta de admisie decât în \u200b\u200baltele, alimentarea cu combustibil este determinată de condițiile de funcționare ale cilindrului cu o cantitate mare de aer, care este, cu un amestec slab, astfel încât să se asigure aprinderea fiabilă. Cilindrii rămași vor lucra cu amestecuri îmbogățite, care este neprofitabilă din punct de vedere economic și duce la o creștere a conținutului de substanțe nocive.
În dieseluri, formarea de amestecare este mai dificilă, deoarece se dă un timp foarte scurt pentru a amesteca combustibilul și aerul. Procesul de aprindere a combustibilului începe cu o ușoară întârziere după începerea injecției de combustibil în camera de combustie. În procesul de combustie, injecția de combustibil continuă și în astfel de condiții este imposibil să se realizeze utilizarea completă a aerului.
În diesel, prin urmare, trebuie să existe un exces de aer și chiar la fum (care indică o combustie incompletă a amestecului) în gazele de eșapament există oxigen neutilizat. Acest lucru este cauzat de agitare slabă a picăturilor de combustibil cu aer. În centrul lanternei de combustibil există o lipsă de aer, ceea ce duce la fum, deși aerul neutilizat este în imediata vecinătate din jurul tortei. Parțial despre acest lucru a fost menționat la 8.7.
Avantajul motoarelor diesel este acela că aprinderea amestecului este garantată și cu un exces mare de aer. Neplicarea întregului număr de cilindru de aer în timpul arderii este cauza unei puteri de diel relativ mici pe unitate de greutate și volum de lucru, în ciuda gradului său ridicat de compresie.
Amestecarea mai avansată are loc în motoarele diesel cu camere de ardere separate, în care un amestec bogat în arderea dintr-o cameră suplimentară intră în camera principală de combustie plină cu aer, amestecată bine cu ea și arsuri. Pentru aceasta, este necesară o cantitate mai mică de supra-aer, cu injecția directă a combustibilului, suprafața mare de răcire a pereților duce la o pierdere de căldură mare, ceea ce provoacă o scădere a eficienței indicatorului.
13.1. Formarea monoxidului de carbon și hidrocarburi Chx
Atunci când se combină un amestec de compoziție stoichiometrică, ar trebui să se formeze dioxidul de dioxid de carbon inofensiv și vaporii de apă și cu o lipsă de aer datorită faptului că o parte din combustibilul cu incompletență este, în plus, monoxidul de carbon toxic și hidrocarburile impresionate SNX.
Aceste componente bine dăunătoare ale gazelor de eșapament pot fi prinse și neutralizate. În acest scop, este necesar ca un compresor special (Figura 95) să servească aer curat într-un astfel de loc al conductei de evacuare, unde pot fi arse produse nocive de combustie incompletă. Uneori pentru acest aer este servit direct pe supapa de evacuare fierbinte.
De regulă, reactorul termic pentru APELSNING CO și SNX este plasat imediat în spatele motorului direct la ieșirea gazelor de eșapament. Gaze de esapament M.completați în centrul reactorului și sunt descărcate din periferie în conducta de evacuare V.Suprafața exterioară a reactorului are izolație termică I.
În cea mai încălzită parte centrală a reactorului, camera de căldură este plasată, încălzită prin gaze vorbind,
unde sunt supraviețuite produsele de combustie incompletă de combustibil. Se eliberează căldură care acceptă temperatura ridicată a reactorului.
Componentele necorespunzătoare în gazele de eșapament pot fi oxidate și fără ardere utilizând un catalizator. Pentru a face acest lucru, este necesar să se adauge aerul secundar, care este necesar pentru oxidare, reacția chimică la catalizator ar trebui adăugată la gazele uzate. De asemenea, este eliberată căldură. Catalizatorul servește, de obicei, metale rare și prețioase, deci este foarte scump.
Catalizatorii pot fi aplicați în orice tip de motor, dar au o durată de viață relativ scurtă. Dacă plumbul este prezent în combustibil, suprafața catalizatorului este otrăvită rapid și vine vorba de disperare. Pregătirea benzinei cu oconta cu octanică fără plumb anti-knock este un proces destul de complicat, în care se consumă multe uleiuri, ceea ce este impractic din punct de vedere economic în lipsa sa. Este clar că combustibilul de umplere din reactorul termic duce la pierderi de energie, deși căldura este alocată în timpul arderii, care poate fi eliminată. De aceea este motivul pentru care este organizat astfel procesul în motor, astfel încât atunci când arderea în el, combustibilul a format o cantitate minimă de substanțe nocive. În același timp, trebuie remarcat faptul că pentru a îndeplini prescripțiile legislative promițătoare, utilizarea catalizatoarelor va fi inevitabilă.
Nox azot oxizeria
Oxizii nocivi de azot sunt formați la o temperatură ridicată de combustie în condițiile compoziției stoichiometrice a amestecului. Reducerea emisiilor de compuși de azot este asociată cu anumite dificultăți, deoarece condițiile de reducere a acestora coincid cu condițiile de formare a produselor nocive de combustie incompletă și invers. În același timp, temperatura de combustie poate fi redusă prin introducerea într-un amestec de gaz inert sau vapori de apă.
În acest scop, este recomandabil să se recicleze în gazele de evacuare răcite de admisie. Reducerea datorată acestei puteri necesită un amestec de îmbogățire, o deschidere mai mare a accelerației, ceea ce mărește emisia globală de CO și CHX-ul dăunător cu gaze de eșapament.
Reciclarea gazelor de eșapament În legătură cu o scădere a gradului de comprimare, o modificare a fazelor de distribuție a gazelor și o aprindere ulterioară poate reduce conținutul de NOx cu 80%.
Oxizi de azot sunt eliminați din gazele de eșapament utilizând și metode catalitice. În acest caz, gazele uzate sunt primite mai întâi prin catalizatorul de regenerare în care conținutul de NOx este redus și apoi împreună cu aerul adăugat - prin catalizatorul oxidant, unde sunt eliminați CO și SNX. Diagrama unui astfel de sistem de două componente este dată în fig. 96.
Pentru a reduce conținutul de substanțe nocive în gazele de eșapament, se utilizează așa-numitele benzi, care pot fi de asemenea utilizate împreună cu un catalizator cu două componente. Particularitatea sistemului cu Zonda este că aerul de adiție pentru oxidare nu este furnizat catalizatorului, dar banda este monitorizată în mod constant de conținutul de oxigen din gazele de eșapament și controlează alimentarea cu combustibil astfel încât compoziția amestecului corespunde întotdeauna stoichiometrului. În acest caz, CO, CHX și NOx vor fi prezenți în gazele de eșapament în cantități minime.
Principiul de funcționare este că în zona îngustă în apropierea compoziției stoichiometrice a amestecului \u003d 1, tensiunea dintre suprafața interioară și cea exterioară a sondei se schimbă dramatic, care servește ca un impuls de control pentru un dispozitiv care controlează alimentarea cu combustibil. Element sensibil 1 sonda este realizată din dioxid de zirconiu și suprafața sa 2 acoperite cu straturi de platină. Caracteristica de tensiune a SUA între suprafețele interioare și exterioare ale elementului de detectare este prezentată în fig. 97.
Alte substanțe toxice
Pentru a crește numărul de octan cu combustibil, anti-pedonatoane sunt de obicei utilizate, de exemplu, tetraethilswin. Astfel încât compușii de plumb nu sunt sedați pe pereții camerei de ardere și supapelor, așa-numitele rezistențe sunt utilizate, în special, diberometil.
Acești compuși intră în atmosferă cu gazele de eșapament și poluează vegetația de-a lungul drumurilor. Găsirea alimentelor corpului uman, conduceți articulațiile dăunătoare asupra sănătății sale. Precipitarea suveranului în catalizatorii de gaze de eșapament a fost deja menționată. În acest sens, o sarcină importantă este de a elimina plumbul de la benzină.
Uleiul pătrunde în camera de combustie nu arde complet, iar conținutul de CO și SNX crește în gazele de eșapament. Pentru a elimina acest fenomen, este necesară o etanșeitate ridicată a inelelor de piston și menținerea unei stări tehnice bune a motorului.
Arderea unei cantități mari de ulei este deosebit de caracteristică a motoarelor în doi timpi, pe care le adăugă la combustibil. Efectele negative ale utilizării amestecurilor de ulei de benzo-ulei sunt parțial înmuiate prin distribuirea uleiului cu o pompă specială în conformitate cu sarcina motorului. Există dificultăți similare atunci când se utilizează motorul Vankel.
Efectele dăunătoare asupra sănătății umane sunt, de asemenea, o pereche de benzină. Prin urmare, ventilația carterului trebuie să fie efectuată astfel încât gazele și perechile care pătrund în carter din cauza unei etanșeitate proastă nu au intrat în atmosferă. Scurgerea vaporilor de benzină din rezervorul de combustibil pot fi prevenite prin adsorbție și suge vaporii în sistemul de admisie. Scurgerile de ulei din motor și cutia de viteze, poluarea autoturismelor din aceste uleiuri sunt, de asemenea, interzise pentru a păstra puritatea mediului.
Reducerea fluxului de petrol din punct de vedere economic este la fel de importantă ca economia de combustibil, deoarece uleiurile sunt mult mai scumpe decât combustibilul. Controlul și întreținerea regulată reduce consumul de ulei datorită defectelor motorului. Scurgerile uleiului din motor pot fi observate, de exemplu, datorită etanșeității slabe a capacului capului cilindrului. Datorită scurgerilor de ulei, motorul este poluat, ceea ce este cauza focului.
Este o scurgere de ulei nesigură și datorită etanșeității scăzute a etanșării arborelui cotit. Consumul de petrol în acest caz mărește semnificativ, iar mașina lasă urme murdare pe drum.
Poluarea autoturismelor cu ulei este foarte periculoasă, iar petele de petrol sub vehicul servesc ca motiv pentru interzicerea funcționării sale.
Uleiul care curge prin etanșarea arborelui cotit poate intra în ambreiaj și poate provoca alunecare. Cu toate acestea, consecințele mai negative determină introducerea uleiului în camera de combustie. Și deși consumul de ulei este relativ mic, dar arderea sa incompletă crește emisia de componente dăunătoare cu gaze de eșapament. Arderea uleiului se manifestă în cimpile excesive ale mașinii, care este de obicei pentru un motor în patru timpi, cât și pentru motoarele din patru timpi uzate.
În motoarele în patru timpi, uleiul pătrunde în camera de combustie prin inelele de piston, care este deosebit de vizibilă cu uzura mare și cilindrul. Cauza principală a penetrării uleiului în camera de combustie constă în inegalitatea montajului inelelor de compresie la cercul cilindrului. Retragerea uleiului de pe pereții cilindrului este efectuată prin sloturile inelului suplimentar de ulei și găurile din canelura sa.
Prin decalajul dintre tija și supapa de admisie a ghidului, uleiul pătrunde cu ușurință în conducta de admisie unde există un vid. Acest lucru este adesea observat atunci când se utilizează uleiuri cu vâscozitate scăzută. Preveniți consumul de ulei prin acest nod poate utiliza glandă de cauciuc la capătul ghidajului supapei.
Gazele de carter de motor care conțin numeroase substanțe nocive sunt de obicei descărcate de o conductă specială în sistemul de admisie. Prin intrarea în cilindru, gazele de carter arde împreună cu combustibilul și amestecul de aer.
Uleiurile de blocare reduc pierderile de frecare, îmbunătățesc eficiența mecanică a motorului și reduce consumul de combustibil. Cu toate acestea, nu se recomandă utilizarea uleiurilor cu o vâscozitate mai mică decât cea prescrisă de norme. Acest lucru poate determina consumul crescut de ulei și uzura mare a motorului.
Datorită necesității de a salva uleiul, colectarea și utilizarea uleiului uzat devin din ce în ce mai importante probleme. Prin regenerarea uleiurilor vechi, puteți obține o cantitate semnificativă de lubrifianți lichizi de înaltă calitate și, în același timp, împiedică poluarea mediului, oprirea uleiurilor uzate în fluxurile apoase.
Determinarea cantității admise de substanțe nocive
Eliminarea substanțelor nocive din gazele de eșapament este o sarcină destul de complicată. În concentrații mari, aceste componente sunt foarte dăunătoare sănătății. Desigur, este imposibil să schimbați imediat poziția creată, în special în ceea ce privește parcarea operaționată. Prin urmare, prescripțiile legislative pentru controlul conținutului substanțelor nocive din gazele de eșapament sunt proiectate pentru fabricarea unor mașini noi. Aceste reglementări vor îmbunătăți treptat luarea în considerare a noilor realizări ale științei și tehnologiei.
Curățarea Gazelor de eșapament este asociată cu o creștere a consumului de combustibil cu aproape 10%, puterea redusă a motorului și creșterea costului mașinii. Costul întreținerii mașinilor crește. Catalizatorii sunt, de asemenea, costisitoare, deoarece componentele lor constau din metale rare. Durata de viață a serviciului trebuie proiectată pentru 80.000 km de alergare, dar acum nu a fost încă atinsă. În prezent, catalizatorii utilizați de aproximativ 40.000 km de alergare și, în același timp, benzina este utilizată fără impurități de plumb.
Situația actuală stabilește îndoieli cu privire la eficacitatea prescripțiilor dure pentru conținutul impurităților dăunătoare, deoarece provoacă o creștere semnificativă a costului mașinii și a funcționării acesteia, și are ca rezultat o creștere a consumului de petrol.
Îndeplinirea cerințelor strânse cu privire la perspectiva perspectivei gazelor de eșapament în timpul stadiului modern de motoare cu benzină și diesel nu este încă posibilă. Prin urmare, este recomandabil să se acorde atenție schimbării radicale a centralei electrice de vehicule mecanice.
