Что понимается под двигателем с принудительным зажиганием

двигатель с принудительным зажиганием

3.1 двигатель с принудительным зажиганием: Двигатель, в котором воспламенение рабочей смеси в цилиндре осуществляется электрической искрой.

Полезное

Смотреть что такое «двигатель с принудительным зажиганием» в других словарях:

ГОСТ Р 51832-2001: Двигатели внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, работающие на бензине, и автотранспортные средства полной массой более 3,5 т, оснащенные этими двигателями. Выбросы вредных веществ. Технические требования и методы испытаний — Терминология ГОСТ Р 51832 2001: Двигатели внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, работающие на бензине, и автотранспортные средства полной массой более 3,5 т, оснащенные этими двигателями. Выбросы вредных веществ. Технические… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Двигатель — 8.1. Двигатель (привести характеристики) Изготовитель и модель С воспламенением от сжатия или с искровым зажиганием Тактность (двух или четырехтактный) С естественным всасыванием, механическим наддувом или газотурбонаддувом Число цилиндров… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Двигатель внутреннего сгорания — Схема: Двухтактный двигатель внутреннего сгорания с глушителем … Википедия

ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ДВС судовой — тепловой поршневой двигатель, в котором сгорание топлива, образование рабочего тела (газа) и совершение им работы осуществляются в одном устройстве цилиндре. Первый ДВС, работавший на светильном газе, был построен в 1860 г. французским инженером… … Морской энциклопедический справочник

Двигатель — У этого термина существуют и другие значения, см. Двигатель (значения). Двигатель, мотор (от лат. motor приводящий в движение) устройство, преобразующее какой либо вид энергии в механическую. Этот термин используется с конца XIX века… … Википедия

Искровой двигатель — двигатель с принудительным зажиганием, работающий на бензине или газовом топливе;. Источник: Постановление Правительства РФ от 12.10.2005 N 609 (ред. от 20.01.2012) Об утверждении технического регламента О требованиях к выбросам автомобильной… … Официальная терминология

базовый двигатель — 2.1.7 базовый двигатель: Двигатель, отобранный из семейства двигателей таким образом, что его характеристики в отношении выбросов вредных веществ являются репрезентативными для данного семейства двигателей. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

газовый двигатель — 2.1.4 газовый двигатель: Двигатель, работающий на ПГ или СНГ. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

подготовленный двигатель — 3.8 подготовленный двигатель: Двигатель, прошедший подготовку для проведения испытаний в объеме мероприятий, не изменяющих его конструкцию и регулировку, указанные в технических условиях на двигатель. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник

Что понимается под двигателем с принудительным зажиганием

Главное меню

Судовые двигатели

В отличие от авиационных двига­телей с принудительным зажиганием, у которых наддув как механический, так и газотурбинный, достиг высокой степени совершенства, применение наддува в автомобильных двигателях ограничено. Это объясняется тем, что некоторые из факторов, особенно благоприятствующих использованию наддува в авиа­ционных моторах, утрачивают свое значение для автомобильных двигателей. К числу таких факторов, обусловливающих развитие наддува авиационных двигателей, относятся следующие.

1. Понижающаяся с увеличением высоты плотность воздуха. В связи с этим, с одной стороны, особенно важной является ком­пенсация потери мощности за счет наддува, с другой стороны, механические напряжения от давления газов в цилиндре не воз­растают, если абсолютный уровень давления наддувочного воз­духа не превышает уро­вень, соответствующий на­земной мощности.

2. Понижающаяся с ростом высоты температура воздуха. Это препятствует увеличению термической напряженности с повы­шением степени наддува и усиливающейся склон­ности к детонации.

3. Зависимость детона­ции от степени наддува и частоты вращения. При повышении степени надду­ва склонность к детонации возрастает, а при повыше­нии частоты вращения — падает. Работа двигателя по винтовой характеристи­ке сопровождается ростом степени наддува при повы­шении частоты вращения.

4. Возможность ис­пользования более доро­гих топлив с высокими антидетонационными свойствами.

5. Возможность применения специальных сортов топлива для кратковременного форсажа мощности при взлете.

Применение турбокомпрессора для наддува автомобильных двигателей с принудительным зажиганием, который здесь имеет дополнительные недостатки, касающиеся ухудшения показателей разгона и протекания кривой крутящего момента, стало возможным только тогда, когда было освоено изготовление способом точного литья турбинных колес, обладающих высокой жаропрочностью и способных выдерживать высокие температуры выпускных газов.

После 1961 г. в США некоторые компактные (т. е. меньших размеров и оснащенные малогабаритными двигателями в отличие от распространенных там «дорожных крейсеров») лег­ковые автомобили были оборудованы двигателями с турбонадду­вом [11.1]. Из кривых, приведенных на рис. 11.1, видно, что повышение мощности составляет

50%, что максимальный крутящий момент достигается при частоте вращения, равной 65% от максимальной, и что при частоте вращения, меньшей чем 40% от максимальной, вообще отсутствует какое-либо повышение мощности.

Как показала Международная автомобильная выставка во Франкфурте-на-Майне в 1973 г. [11.2], применение турбонаддува на двигателях с принудительным зажиганием нашло распростра­нение и в ФРГ. Вслед за испытанным на гоночных автомобилях двигателем с наддувом типа M14, имевшим рабочий объем 2 л и максимальную мощность 206 кВт (280 л. с.) [11.3], максималь­ный крутящий момент, соответствующий среднему эффективному давлению 21 бар (максимальное давление наддува 1 бар), фирма «Байерише Моторенверке АГ» (г. Мюнхен) создала двигатель типа BMW 2002 Turbo, оснащенный турбонаддувом и предна­значенный для серийных легковых автомобилей (рис. 11.2). У этого двигателя давление в коллекторе наддувочного воздуха ограничено и посредством предохранительного клапана поддер­живается на 0,55 бар выше внешнего давления, а мощность до­стигает 125 кВт (170 л. е.), для того чтобы обеспечить для серий­ного двигателя долговечность. Соответствующие кривые изме­нения мощности, крутящего момента и расхода топлива в зави­симости от частоты вращения изображены на рис. 11.3.

Двенадцатицилиндровый двигатель типа 917 фирмы «Порше АГ» (г. Штуттгарт—Цуффенхаузен), оснащенный турбокомпрессором (рис. 11.4), может служить примером высокомощного двигателя с принудительным зажиганием, предназначенного для гоночных спортивных автомобилей (скоростная характеристика двигателя показана на рис. 11.5). Примечательным является высокое сред­нее эффективное давление р _е = 24 бар при избыточном давлении наддува 1,2 бар. Максимальная мощность двигателя, имеющего рабочий объем 5 л, была доведена до 735 кВт (1000 л. е.), а дви­гателя с рабочим объемом 5,4 л — до 810 кВт (1100 л. е.). Недавно фирмой «Порше АГ» был также запущен в серийное производство автомобиль с шестицилиндровым двигателем типа 930/50, осна­щенным турбонаддувом.

Повышение интереса к применению турбонаддува на двига­телях с принудительным зажиганием, устанавливаемых на легко­вых автомобилях, связано с возможностью компенсирования потерь мощности, имеющих место при реализации мероприятий, направленных на улучшение качества отработавших газов.

Источник

Что понимается под двигателем с принудительным зажиганием

Главное меню

Судовые двигатели

Уже Готтлиб Даймлер занимался наддувом своих двигателей. Описание его патента DRP 34926, датируемого 1885 г., начиналось следующими фразами: «У этого двигателя находят применение заряды смеси, большие по количеству и менее загрязненные продуктами сгорания, чем было обычно до сих пор. Это достигается тем, что в камере сгорания, в которой только на каждый второй такт осуществляется наполнение и сгорание, посредством насоса, расположенного на другой стороне цилиндра, к верхнему основ­ному заряду на каждый такт припрессовывается соответственно заряд смеси или воздуха».

Из рис. 2.1 и подробного патентного описания следует, что в картере тронкового четырехтактного двигателя располагались дисковые маховики и что — подобно тому, как у двухтактных двигателей с продувочным насосом в картере — при движении поршня вверх воздух или смесь должны засасываться в картер. Эта смесь подается под давлением в цилиндр двигателя при каждом обороте коленчатого вала, т. е. дважды в течение одного рабочего цикла, через находящийся в поршне клапан, который открывается вблизи нижней мертвой точки (н. м. т.).

Таким образом, речь идет о тройном процессе наполнения:

1) после расширения в рабочем цилиндре осуществляется вы­теснение заряда с началом такта выпуска;

2) нормальное всасывание;

3) дозарядка из картера в конце такта впуска.

Говоря об этом кажущемся сегодня несколько странным спо­собе дозарядки или наддува, необходимо принимать во внимание, что Готтлиб Даймлер намеревался повысить частоту вращения со 150—160 об/мин (частота вращения, которую имели в то время стационарные газовые двигатели) до 500—800 об/мин для своих автомобильных двигателей. Из-за слишком малых размеров впуск­ного клапана двигатели при более высокой частоте вращения полу­чали недостаточное количество воздуха или смеси. Благодаря при­менению описанного выше способа наддува предполагалось ком­пенсировать плохой коэффициент наполнения. Сдвоенный двига­тель Даймлера, первый У-образный двигатель, сконструирован­ный Вильгельмом Майбахом, также был оснащен наддувом этого типа — см. рис. 2.2 [2.1].

Около десяти двигателей имели кон­струкцию, изображенную на рис. 2.2. Можно предположить, чтоувеличение мощности, достигнутое путем применения этого спо­соба наддува, было небольшим. Сам Даймлер вскоре прекратил этим заниматься. Можно предположить, что конструкция с кла­паном в поршне также вызвала затруднения.

Эти неудачи послужили основанием к тому, что попытки над­дува автомобильных двигателей на фирме «Даймлер» были возоб­новлены только после пер­вой мировой войны, когда полученный во время вой­ны опыт механического наддува авиационных дви­гателей был перенесен на двигатели для гоночных, а позднее и спортивных автомобилей [2.2].

В 1921 г. первые гоноч­ные моторы с «компрессо­ром» были применены на автомобильных гонках. Слово «компрессор» имело различное значение для автомобильных карбюра­торных двигателей и для дизелей. Применительно к автомобильному двигателю это означало «нагнета­тель», а к дизелю — «воз­душный компрессор для распыливания топлива». Используя опыт примене­ния двигателей на гоноч­ных автомобилях, компрес­сорными двигателями ста­ли оснащаться и турист­ские автомобили (рис. 2.3). В этом случае компрессор (нагнетатель) типа Рут с вертикальным валом приводится в движение от коленчатого вала через соединительную муфту и редуктор.

Источник

Фокусировка: Это самый распространенный двигатель внутреннего сгорания в мире. Доступность источников гарантирована.

С двигателем с принудительным зажиганием обычно упоминается два- или четырехтактный бензиновый двигатель внутреннего сгорания, в котором топливная смесь образуется вне цилиндра, и воспламеняется в бензиновых двигателях с электрическим с искрой. Двигатель назван в честь изобретателя. Николаус Оттон согласно которому описан принцип работы двигателя 1876 г.

Оглавление

Образование смеси

В двигателе с принудительным зажиганием топливо обычно смешивается с всасываемым воздухом в карбюраторе или впускном коллекторе. До 80-х годов прошлого века перемешивание производилось карбюратором. Вредный выхлопные выбросы очищение трехкомпонентный катализатор требует точной регулировки соотношения компонентов смеси, что невозможно с механическим карбюратором. По этой причине форсунки с электрическим управлением в значительной степени вытеснили карбюратор в четырехтактных двигателях.

В горючей смеси топливо газообразное, и его концентрация должна быть пропорциональна количеству кислорода в воздухе. При использовании современных видов моторного топлива теоретически правильное соотношение смеси составляет около 14,5 килограммов воздуха на килограмм топлива. И в карбюраторе, и в системе впрыска очень важно, чтобы топливо попадало в поток всасываемого воздуха. Затем топливо должно испариться с образованием горючей смеси. Давление паров топлива должно быть достаточно высоким, чтобы испаряться раньше цилиндра. При испарении топлива расходуется тепловая энергия, поэтому впускной коллектор необходимо нагревать в холодных условиях.

Часть топлива конденсируется на стенках впускного коллектора, особенно в карбюраторных двигателях, где расстояние между карбюратором и цилиндрами является значительным, а также так называемые в двигателях с одноточечным впрыском. Топливная пленка на стенках впускного коллектора затрудняет точную регулировку соотношения компонентов смеси, поскольку приводит к замедлению работы системы. Системы многоточечного распыления имеют форсунки для цилиндров, которые должны быть расположены как можно ближе к всасывающему клапану, чтобы минимизировать массу мембраны.

Регулировка нагрузки

Поскольку в двигателе с принудительным зажиганием топливная смесь должна иметь почти оптимальное соотношение компонентов, простое дозирование топлива не может использоваться для управления нагрузкой. дизель в манере. Таким образом, регулировка двигателя с принудительным зажиганием основана на контроле наполнения цилиндров двигателя. Для этого можно использовать разные методы, а также их комбинации.

Положительное зажигание

Зажигание

В двигателе с принудительным зажиганием смесь, приготовленная вне цилиндра, воспламеняется по направлению к кончику свечи зажигания за счет электрической искры, генерируемой на кончике свечи зажигания. Таким образом, первые реакции горения происходят на кончике свечи зажигания, откуда реакции протекают примерно по сферическому расширяющемуся фронту пламени. В будущем есть вероятность, что обращение будет сделано, особенно в двигателях с высокой степенью сжатия. лазерное зажигание вместо традиционного искрового зажигания.

Распространение пламени

В двигателе с принудительным зажиганием пламя распространяется от свечи зажигания к краям камеры сгорания. Горение происходит в основном на более тонком фронте пламени. Тепло, выделяющееся при сгорании, повышает температуру газа, и газ расширяется примерно в четыре раза. В этом случае негорючий газ за пределами фронта пламени сжимается и удаляется от свечи зажигания. Сгоревшие газы внутри передней части также сжимаются и движутся к свече зажигания.

Скорость распространения пламени во много раз превышает скорость ламинарного горения из-за завихрения газов. Фактически, частота вращения двигателя очень мало влияет на продолжительность горения, измеряемую при углах поворота коленчатого вала, поскольку вращение газов увеличивается с увеличением скорости вращения. Как правило, для сгорания требуется от 20 до 30 градусов угла поворота коленчатого вала, в зависимости от скорости вращения.

Температура

Поскольку несгоревший газ над фронтом пламени сжимается перед горением, в сгоревшем газе создается температурное распределение. Последние сгоревшие участки имеют самую низкую температуру, а первый сгоревший газ имеет самую высокую температуру. Как правило, температура дымовых газов составляет от 2500 до 3000 К.

Ненормальное горение

Стучать

Если температура несгоревшего газа над фронтом пламени в достаточной степени увеличивается в результате сжатия, газ может самовоспламеняться. В этом случае горение происходит очень быстро, взрывоопасно, во всем объеме газа. В результате волна давления распространяется в камере сгорания и отражается взад и вперед между ее стенками. Это создает резкий металлический звук, характерный для эффекта стука. Колебания давления вредны для конструкции двигателя. Стучать в связи со стенками камеры сгорания температура также может стать слишком высокой.

Детонация устанавливает абсолютный предел степени сжатия двигателя с принудительным зажиганием и, следовательно, его КПД. Современные двигатели с принудительным зажиганием имеют датчики детонации, которые позволяют системе управления двигателем максимально регулировать опережение зажигания, чтобы двигатель еще не стучал.

Другое ненормальное зажигание

Сточные воды

Оксиды азота

Температура сгоревшего газа поднимается почти до 3000 К. При такой высокой температуре образуется оксид азота (NO). Хотя большая часть кислорода связывается с диоксидом углерода и водой, кислород также связывается с оксидом азота. В процессе работы газы расширяются, а их температура понижается. Равновесные реакции оксидов азота затвердевают до высокого температурного уровня во время рабочего режима, когда температура и давление снижаются. Таким образом, в выхлопных газах гораздо больше оксидов азота, чем требуется для химического равновесия.

Углеводороды

Источник

Что понимается под двигателем с принудительным зажиганием

Недостаток возрастания склонности к детонации при наддуве, имеющийся у двигателей с принудительным зажиганием, у ди­зелей отсутствует. Однако и здесь наддув автомобильных дви­гателей до настоящего времени применялся сравнительно редко.

Для механического наддува пригодны только объемные компрессоры. Например, дизели, выпускавшиеся в больших количествах фирмой «Заурер АГ» (г. Арбон), оснащались винтовыми компрессорами, приводимыми через клиноременную передачу. Позднее клиноременная передача была заменена зубчатой (рис. 11.6), причем впослед­ствии между передачей и компрессором была даже включена гид­равлическая муфта.

Из рис. 11.7 видно, что хотя дизель типа DIKL с наддувом имеет мощность лишь на 19% более высокую, чем дизель со свободным всасыванием типа D1K, но протекание кривой крутящего момента двигателя с наддувом значительно благоприятнее, так как, очевидно, высокое давление наддува при повышенных частотах вращения используется неполностью. При сравнении значений максимальной мощности обоих двига­телей следует еще иметь в виду, что двигатель с наддувом, ве­роятно, для ограничения нагрузки на кривошипно-шатунный механизм, имеет меньший на 2 мм диаметр цилиндра и что дви­гатель без наддува допускает более высокую частоту вращения.

Замедленное по сравнению с двигателями больших мощностей внедрение турбонаддува на дизелях, предназначенных для гру­зового автотранспорта, связано не только с худшей разгонной характеристикой. К. п. д. компрессора и турбины, как у всех машин, использующих энергию потока, понижается с уменьше­нием их размеров, вследствие чего применение наддува на авто­мобильных дизелях не могло бы быть столь же эффективным, как на двигателях больших размеров. Потребовалось длительное время, прежде чем были созданы турбокомпрессоры малых раз­меров с достаточно высокими к. п. д. У высокооборотных мало­размерных двигателей достигаемое с помощью наддува уменьше­ние удельных (отнесенных к мощности) массо-габаритных и стои­мостных показателей долгое время было менее значительно по сравнению с аналогичным уменьшением у более крупных дви­гателей. Кроме того, для применяемых на грузовых автомобилях дизелей важной является и их способность действовать в качестве тормоза, которая у двигателей с турбонаддувом хуже, чем у дви­гателей со свободным всасыванием или с механическим наддувом при равной мощности.

Так как падение мощности у двигателей с турбонаддувом при увеличении высоты значительно меньше, чем у двигателей без наддува или с механическим наддувом, то применение первых имеет особые преимущества в высотных условиях эксплуатации.

После того как фирма «Заурер АГ» завершила длительные испытания двигателей с турбонаддувом, в 1972 г. дизель типа DIKL с винтовым компрессором был окончательно заменен ди­зелем типа D1KT, оснащенным турбокомпрессором (рис. 11.8). Определяющим для этого решения было то, что к этому времени были созданы компактные, обладающие высоким к. п. д. и не­большой стоимостью турбокомпрессоры.

Как видно из рис. 11.8,габаритные размеры турбокомпрессора, не требущего для уста­новки специальных кронштейнов и просто крепящегося на вы­пускном трубопроводе, малы по отношению к габаритным размерам двигателя. Преимуществами двигателя с турбонаддувом являются более высокая мощность и меньший расход топлива (рис. 11.9), а также отсутствие механической передачи для привода компрес­сора и меньшие затраты на настройку наддувочного агрегата. С точки зрения приемис­тости и эффекта торможе­ния двигателем при езде под гору предпочтитель­нее остается двигатель с механическим наддувом. Другие примеры характе­ристик крутящего момента и топливной экономич­ности автомобильных дизе­лей с турбонаддувом.

На примере автомо­бильного дизеля фирмы MAN видно, что примене­ние навешенного турбоком­прессора при искусном размещении трубопрово­дов лишь незначительно увеличивает габаритные размеры дизеля по срав­нению с двигателем без наддува (рис. 11.10).

У некоторых автотран­спортных дизелей степень наддува была повышена настолько, что стало целесообразным применение охлаждения наддувочного воздуха. После того как в некоторых случаях бы­ло испытано применение отдельного контура охлаждающей во­ды для охладителя наддувочного воздуха (отдельный контур обычно используется на тепловозных дизелях для того, чтобы поддерживать температуру воды для охладителя наддувочного воздуха ниже уровня температуры воды, идущей на охлаждение двигателя), в последнее время применяются охладители наддувочного воздуха типа воздух — воздух (рис. 11.11). Охлаж­дение наддувочного воздуха позволяет значительно повысить мощность без заметного увеличения термической нагрузки. У двигателя, изображенного на рис. 11.11, примечатель­ным является благоприятное повышение крутящего момента (пропорционального среднему эффективному давлению) при снижении частоты вращения — рис. 11.12 [11.6].

Вентилятор охладителя наддувочного воздуха приводится от небольшой воз­душной турбины, на вращение которой затрачивается около 5% наддувочного воздуха. Как указывает фирма БАР [11.7 ], при ох­лаждении наддувочного воздуха способом воздух—воздух могут быть достигнуты температуры на впуске двигателя, лишь на 15° С превышающие температуру внешнего воздуха.

Несмотря на то, что двухтактный двигатель не так хорошо подходит для наддува, как четырехтактный, встречаются отдель­ные автомобильные двухтактные дизели, оснащенные турбоком­прессором, правда, в сочетании с механически приводимым ком­прессором [11.8]. Увеличение мощности с помощью турбоком­прессора в указанном примере составляет только 13% (р _е = 7,6 бар против 6,7 бар); основное преимущество от применения турбонаддува в этом случае заключается в уменьшении расхода топлива. ТК и механический компрессор сконструированы таким образом, что при высоких нагрузках двигателя отбор мощности на привод механического компрессора сильно уменьшается. Бла­годаря этому расход топлива улучшается примерно на 6%. При этом следует отметить, что расход топлива этого двухтактного двигателя, составляющий примерно 230 г/(кВт•ч), еще относи­тельно высок по сравнению с четырехтактным двигателем такой же мощности. Общий вид этого двигателя с механическим и газо­турбинным наддувом показан на рис. 11.13 [11.9].

Источник