ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ.
КЛАССИФИКАЦИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ.
Современные судовые двигатели классифицируют по следующим основным признакам:
1. по назначению - главные, вспомогательные;
2. по способу осуществления рабочего цикла - 2-х тактные, 4-х тактные;
3. по способу действия - простого, двойного;
4. по способу наполнения рабочего цилиндра - с наддувом, без наддува;
5. по роду применяемого топлива - на лёгком, тяжёлом, смешанном;
6. по способу смесеобразования - с внутренним, с внешним;
7. по способу воспламенения рабочей смеси - с самовоспламенением,
с принудительным зажиганием;
8. по конструкции - тронковые, крейцкопфные;
9. по расположению цилиндров - однорядные, V-образные,
двухрядные, W-образные,
вертикальные, Х-образные,
горизонтальные, - образные;
10. по числу цилиндров - одноцилиндровые,
многоцилиндровые;
11. по быстроходности - тихоходные, если Cm<6,5м/с,
быстроходные, если Cm>6,5м/с;
12. по частоте вращения - малооборотные, n=100-350 об/мин,
среднеоборотные, n=350-750 об/мин,
высокооборотные, n=750-2500об/мин;
13. по способу вращения вала двигателя - реверсивные, нереверсивные;
14. по направлению вращения вала - правой модели q, левой модели q;
15. по мощности - малой, средней, большой.
Комплекс процессов по превращению энергии газов рабочего тела в механическую работу называется рабочим циклом двигателя. Отдельная часть цикла за один ход поршня называется тактом.
Если рабочий цикл совершается за четыре такта, т.е. за два оборота коленчатого вала, то такой двигатель называется 4-х тактным; если за два такта, т.е. за один оборот коленчатого вала, то такой двигатель называется 2-х тактным.
Во время работы двигателя поршень перемещается в цилиндре и занимает попеременно то верхнюю, то нижнюю мёртвые точки.
Крайнее верхнее положение поршня, при котором он меняет своё направление движение на обратное и когда его скорость равна нулю называется Верхней Мёртвой Точкой (ВМТ), при этом расстояние от поршня до оси коленчатого вала наибольшее.
Крайнее нижнее положение поршня, когда его скорость также равна нулю называется Нижней Мёртвой Точкой (НМТ), при этом расстояние от поршня до оси коленчатого вала наименьшее.
Основные размеры двигателя - диаметр цилиндра (D) и ход поршня (S).
Современные мощные двигатели с диаметром цилиндра D>500мм, чаще всего выполняют крейцкопфными. Их недостаток - сложность изготовления деталей КШМ, большая высота и вес двигателя. Дизеля малой и средней мощности выполняют всегда тронковыми.
Ход поршня (S) - путь пройденный поршнем от одной мёртвой точки до другой. Каждому ходу поршня соответствует поворот коленчатого вала (п.к.в.) на угол 180°, при этом S=2R, где R - радиус кривошипа (мотыля).
Средняя скорость поршня (Cm) - перемещение поршня в единицу времени выражается формулой 2S∙n S∙n
Cm = —— = —— [м/с]
60 30
где n - число оборотов коленчатого вала;
2S - путь, пройденный поршнем за один оборот коленчатого вала.
Камерой сжатия (сгорания) (Vc) - называется внутренний объём, заключённый между стенками цилиндра, крышкой цилиндра и донышком поршня при нахождении его в ВМТ.
Рабочий объём цилиндра (Vs) - объём, (пространство цилиндра между двумя мертвыми точками) который описывает поршень за один ход. Рабочий объем измеряют в кубических сантиметрах или метрах Vs = пD2S/4 .
Сумму всех рабочих объемов цилиндров многоцилиндрового двигателя называют рабочим объемом двигателя, его определяют по формуле Vр = (пD2S∙z)/4
Полный объём цилиндра (Va) - это сумма объёма камеры сжатия и рабочего объёма цилиндра. Va=Vc+Vs
Степень сжатия (ε) - отношение полного объёма цилиндра к объёму камеры сжатия, показывает во сколько раз сжимается воздух или горючая смесь при перемещении поршня из НМТ в ВМТ.
Va Vc+Vs Vs
ε = —— = ——— = 1 + ——
Vc Vc Vc
Степень сжатия является важным параметром двигателей внутреннего сгорания, т.к. сильно влияет на его экономичность и мощность. У современных ДВС степень сжатия составляет: ε=12-19 у дизелей; ε=8-10 у карбюраторных двигателей.