Двигатель внутреннего сгорания
Достаточно сказать, что её коэффициент полезного
действия составлял всего 0.04, т.е. Лишь 4% теплоты сгоревшего газа
тратилось на полезную работу, а остальные 96% уходили с отработанными
газами. Нагревали корпус и т.п. Надёжно работали свечи выпускной золотник,
для охлаждения двигателя требовалось очень много воды. В 1862 г.
Французский инженер Альфонс Бо Де Роша (1815-1891) предложил идею
четырёхтактного двигателя: обязательным моментом работы последнего
становилось сжатие рабочей смеси газа с воздухом. Однако осуществить свою
идею Бо Де Роша не сумел. Такой двигатель создал в 1876 г. Служащий из
Кёльна (Германия) Николаус Август Отто (1832-1891). Над его конструкцией
изобретатель напряженно трудился и добился более высокого КПД, чем у
существовавших тогда паровых машин.
В течение нескольких лет Бенцу и Даймлеру пришлось заниматься
усовершенствованием двигателя. В результате при поддержки состоятельных
людей Карл Бенц даже построил небольшой завод по производству газовых
двигателей. В поисках более эффективных, чем светильный газ, автомобильного
топлива Готлиб Даймлер совершив 1881г. Поездку на юг России, где
ознакомился с процессами переработки нефти. Один из её продуктов, лёгкий
бензин, оказался как раз таким источником энергии, который искал
изобретатель: бензин хорошо испаряется, быстро и полностью сгорает, удобен
для транспортировки.
В 1883г. Даймлер предложил конструкцию двигателя, который мог работать и на
газе, и на бензине; все последующие автомобильные двигатели Даймлера были
рассчитаны только на жидкое топливо. Переход от газа к бензину позволил в
несколько раз увеличить обороты коленчатого вала, доведя его до 900об./мин;
почти вдвое возросла удельная мощность двигателя (т.е. приходящаяся на 1 л
суммарного-рабочего-объёма его цилиндров). Работа первопроходцев всегда
требует энтузиазма и смелости. Награда за их настойчивость становится
благодарность потомков. Первая самоходная коляска Бенца с бензиновым
мотором была трехколесной. Даймлур начинал с двухколёсного «моторного
велосипеда».
Изобретения Даймлера и Бенца соотечественники встретили холодно.
Благопристойных горожан беспокоил треск бензиновых двигателей; «знатоки»
утверждали к тому же, что мотор «безжалостного экипажа» непременно
взорвётся. В итоге Даймлеру пришлось испытывать свой автомобиль по ночам на
загородных дорогах. А Бенца полиция обязала вперед сообщать свой маршрут
места остановок, чтобы привести в готовность пожарные команды.
Для того чтобы продемонстрировать безопасность поездок на автомобиле, фрау
Берта Бенц тайком от мужа совершила вместе с сыновьями дальний(180км)
автомобильный пробег. В этой поездке смелой автомобилистке приходилось
прочищать трубу подачи топлива шляпной булавкой и изолировать электрический
провод резиновой чулочной подвязкой.
Несмотря на явные преимущества двигателя внутреннего сгорания, до конца 19
века паровые и электрические считались более перспективными, чем газовые и
бензиновые. В США, например, из выпущенных к 1899г. механических экипажей
40% составлял «паромобили», 38%-«электромобили» и лишь 22%-«бензиномобили».
Двигатели внутреннего сгорания обладают нетрадиционной организацией
рабочего процесса и сочетают преимущества бензиновых двигателей (высокая
удельная мощность, малый удельный вес, высокая частота вращения) и дизелей
(высокая экономичность). Высокие удельные параметры такого двигателя с
искровым зажиганием обеспечиваются реализацией оптимальных параметров
рабочего процесса, к которым относятся: степень сжатия 11-13 и
количественно-качественное регулирование мощности, допускающее повышение
коэффициента избытка воздуха на частичных нагрузках.
Карбюраторный двигатель. Этот двигатель – одна из разновидностей двигателей
внутреннего сгорания. Это название подчеркивает, что, во-первых, сгорание
топлива происходит внутри двигателя, а во-вторых, существенной его деталью
является карбюратор – устройство для смешивания бензина с воздухом в нужных
пропорциях.
Карбюраторные Двигатели внутреннего сгорания представляют собой сложный
агрегат, включающий ряд узлов и систем.
Остов двигателя - группа неподвижных деталей, являющихся базой для всех
остальных механизмов и систем. К остову относятся блок-картер, головка
(головки) цилиндров, крышки подшипников коленчатого вала, передняя и задняя
крышки блок-картера, а также масляный поддон и ряд мелких деталей.
Механизм движения - группа движущихся деталей, воспринимающих давление
газов в цилиндрах и преобразующих это давление в крутящий момент на
коленчатом валу двигателя. Механизм движения включает в себя поршневую
группу (поршни, шатуны, коленчатый вал и маховик).
Механизм газораспределения служит для своевременного впуска горючей смеси в
цилиндры и выпуска отработавших газов. Эти функции выполняют кулачковый
(распределительный) вал, приводимый в движение от коленчатого вала, а также
толкатели, штанги и коромысла, открывающие клапаны. Клапаны закрываются
клапанными пружинами.
Система смазки - система агрегатов и каналов, подводящих смазку к трущимся
поверхностям. Масло, находящееся в масляном поддоне, подаётся насосом в
фильтр грубой очистки и далее через главный масляный канал в блок-картере
под давлением поступает к подшипникам коленчатого и кулачкового валов, к
шестерням и деталям механизма газораспределения. Смазка цилиндров,
толкателей и других деталей производится масляным туманом, образующимся при
разбрызгивании масла, вытекающего из зазоров в подшипниках вращающихся
деталей. Часть масла отводится по параллельным каналам в фильтр тонкой
очистки, откуда сливается обратно в поддон.
Система охлаждения может быть жидкостной и воздушной. Жидкостная система
состоит из рубашек цилиндров и головок, заполненных охлаждающей жидкостью
(водой, антифризом и т. п.), насоса, радиатора, в котором жидкость
охлаждается потоком воздуха, создаваемым вентилятором, и устройств,
регулирующих температуру воды. Воздушное охлаждение осуществляется обдувом
цилиндров и головок вентилятором или потоком воздуха (на мотоциклах).
Система питания осуществляет приготовление горючей смеси из топлива и
воздуха в пропорции, соответствующей режиму работы, и в количестве,
зависящем от мощности двигателя. Система состоит из топливного бака,
топливоподкачивающего насоса, топливного фильтра, трубопроводов и
карбюратора, являющегося основным узлом системы.
Система зажигания служит для образования в камере сгорания искры,
воспламеняющей рабочую смесь. В систему зажигания входят источники тока -
генератор и аккумулятор, а также прерыватель, от которого зависит момент
подачи искры. В систему включается распределитель тока высокого напряжения
по соответствующим цилиндрам. В одном агрегате с прерывателем находятся
конденсатор, улучшающий работу прерывателя, и катушка зажигания, с которой
снимается высокое напряжение (12-20 кВ). В то время, когда Двигатели
внутреннего сгорания не имели электрического зажигания, применялись
запальные калоризаторы.
Система пуска состоит из электрического стартёра, шестерён передачи от
стартёра к маховику, источника тока (аккумулятора) и элементов
дистанционного управления. В функции системы входит вращение вала двигателя
для пуска.
Система впуска и выпуска состоит из трубопроводов, воздушного фильтра на
впуске и глушителя шума на выпуске.
Примером карбюраторного Двигателя внутреннего сгорания может служить
двигатель ГАЗ-21 "Волга". Это четырёхцилиндровый четырёхтактный двигатель,
развивающий мощность 55 кВт (75 л.с.) при 4000 об/мин и степени сжатия 6,7.
Удельный расход топлива на наиболее экономичном режиме составляет 290 г;
(кВт.ч).
Наибольшая мощность четырёхтактного карбюраторного Двигателя внутреннего
сгорания 600 кВт (800 л.с.)
Дизельный двигатель. В 1892 г. немецкий инженер Р. Дизель получил патент
(документ, подтверждающий изобретение) на двигатель, впоследствии названный
его фамилией.
Рудольф Дизель (18 марта 1858, Париж — 29 сентября 1913, пролив Ла-Манш)
Родился в немецкой семье, эмигрировавшей во Францию. В 1870 из-за
начавшейся Франко-прусской войны всю семью выслали в Англию. Для получения
образования Рудольфа родители отправили в Германию, сначала в Аугсбурге, а
затем в Мюнхене в Высшую техническую школу, которую он окончил с отличием.
Большой удачей для него стало покровительство известного инженера Карла фон
Линде, устроившего Дизеля в 1880 на работу в парижское отделение своей
фирмы. Долгие годы Рудольф работал над созданием двигателя, в котором
воздух должен сжимался таким образом, чтобы при соединении его с топливом
создавалась бы необходимая для воспламенения температура. В 1890 Дизеля
перевели в берлинское отделение фирмы. Здесь он представил расчеты и
теоретическое обоснование своей идеи и в 1892 получил патент. В 1897 был
продемонстрирован двигатель мощностью 25 л.с. Высокоэффективный двигатель
заинтересовал фирму Круппа, машиностроительные заводы Аугсбурга и многих
других. К Рудольфу Дизелю пришел коммерческий успех, но через некоторое
время лицензионные отчисления (ройялти) прекратились из-за конструкторских
просчетов, устраненных уже другими изобретателями. Рудольф Дизель погиб,
видимо, во время крушения почтового парохода «Дрезден» в проливе Ла-Манш
(по другой версии, покончил жизнь самоубийством из-за финансовых н
| |  скачать работу |
Двигатель внутреннего сгорания |
