СРАВНЕНИЕ ДВС С ДРУГИМИ ТЕПЛОВЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ

По сравнению с другими тепловыми двигателями (паровая машина, паровая, газовая турбина и др.) двигатели Дизеля получили широкое распространение т.к. имеют ряд преимуществ: более эффективное использование теплоты от сгорания топлива; высокий КПД ≈ 36-42%, тогда как в газовых турбинах КПД ≈ 25-36%; в паровых турбинах КПД ≈ 22-32%, а в паровых машинах КПД ≈12-18%. Кроме того увеличивается дальность плавания судна без пополнения запасов топлива. Небольшие габариты дизелей позволяют увеличить грузоподъёмность судов. Расход воды в 10-12 раз меньше, чем у ПСУ.

Но имеется ряд недостатков, такие как: дорогие сорта масла, сложность конструкции, высокая первоначальная стоимость, большие значения давлений и температур в цилиндрах, их постоянное изменение, неравномерность вращения вала, и др.

СХЕМА УСТРОЙСТВА ДВИГАТЕЛЯ

Поршневые ДВС состоят из механизмов и систем, выполняющих заданные им функции и взаимодействующие между собой. Основными частями такого двигателя являются кривошипно-шатунный и газораспределительный механизм, а также системы питания, охлаждения, зажигания и смазочная система.

Работа газообразных продуктов сгорания топлива (рабочего тела) в цилиндрах ДВС связана с перемещением поршня. Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) состоит из поршня, шатуна и кривошипа коленчатого вала. Поршень совершает возвратно-поступтельное движение, которое при помощи КШМ преобразуется во вращательное движение коленчатого вала двигателя. КШМ размещён в остове двигателя, главным элементом которого является фундаментная рама. К её нижней части крепится маслосборник (картер). Сверху устанавливаеся блок с цилиндрами и крышками цилиндров.

Для замены рабочего тела после завершения рабочего цикла двигатель снабжён механизмом газораспределения (ГРМ). Он состоит из распределительного вала, шестерён привода, впускного и выпускного клапанов и двуплечных рычагов (коромысел). Газораспределение обеспечивает своевременный впуск горючей смеси в цилиндр и удаление из него продуктов сгорания.

Система питания предназначена для приготовления и подачи горючей смеси в цилиндр. Впрыск и распыливание топлива у дизелей производится форсункой.

Система зажигания предназначена для воспламенения рабочей смеси в цилиндре карбюраторного двигателя.

Смазочная система служит для подачи масла к взаимодействующим деталям с целью уменьшения силы трения и частичного их охлаждения, наряду с этим циркуляция масла приводит к смыванию нагара и удалению продуктов изнашивания.

Система охлаждения поддерживает нормальный температурный режим работы двигателя, обеспечивая отвод теплоты от сильно нагревающихся при сгорании рабочей смеси деталей ЦПГ и клапанного механизма.

Системы управления (ДУ или ДАУ) пуском, изменением частоты и направления вращения, остановки.

Итак, четырехтактный поршневой двигатель состоит из цилиндра 5 и картера 6, который снизу закрыт поддоном 9 (рис.1,а). Внутри цилиндра перемещается поршень 4 с компрессионными (уплотнительными) кольцами 2, имеющий форму стакана с днищем в верхней части. Поршень через поршневой палец 3 и шатун 14 связан с коленчатым валом 8, который вращается в коренных подшипниках, расположенных в картере. Коленчатый вал состоит из коренных шеек 13, щек 10 и шатунной шейки 11. Цилиндр, поршень, шатун и коленчатый вал составляют так называемый кривошипно-шатунный механизм (см. рис.1,б). Сверху цилиндр 5 накрыт головкой 1 с клапанами 15 и 17, открытие и закрытие которых строго согласовано с вращением коленчатого вала, а, следовательно, и с перемещением поршня.

Безостановочное движение поршня через мертвые точки обеспечивается маховиком 7, имеющим форму диска с массивным ободом.