Рабочее тело двигателей внутреннего

Рабочим телом двигателей внутреннего сгорания (ДВС) является смесь газов, образующихся при сгорании топлива, а источником теплоты высокой температуры — горящее внутри цилиндра топливо. Сгорая на некотором участке цикла, оно выделяет теплоту, передаваемую газам. При последующем их расширении полученная энергия частично превращается в работу, а остальная часть отдается окружающе среде. [c.232]

Рабочее тело двигателей внутреннего сгорания, газовых турбин, компрессоров и т. п. представляет смесь газов. По закону Дальтона давление р смеси идеальных газов равно сумме парциальных давлений Pi. [c.44]

В практике очень редко используют однородные газы как рабочие тела. Чаще применяют смеси, состоящие из нескольких однородных газов. Каждый из газов, входящих в смесь, называют компонентом. Например, рабочим телом двигателей внутреннего сгорания и газовых турбин служат продукты сгорания различных топлив, представляющие собой смесь азота N2, углекислого газа СО2, окиси углерода СО, кислорода О2 и некоторых других газов. Продукты сгорания топлива в топках котельных установок также являются смесью тех же газов. Поэтому очень важно установить методы исследования газовых смесей и, в частности, необходимо знать уравнение состояния смеси. [c.23]

В 1860 г. французский механик Ленуар построил двигатель внутреннего сгорания, работавший на светильном газе, но без предварительного сжатия рабочего тела. Двигатель не получил широкого распространения, так как имел низкий к. п. д. — не выше к. п. д. паровых машин. В 1862 г. французский инженер Бо-де-Роша запатентовал двигатель, принципы построения которого совпадали с высказываниями Карно. В 1877 г. немецкий инженер Отто по- [c.259]

Метод термодинамического расчета рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания, основанный на развернутом учете физических явлений, составляющих указанный процесс, предложен проф. Н. М. Глаголевым. Этот метод можно назвать методом частных изменений объема рабочего тела. Его исходным соотношением является уравнение [c.9]

В устройствах, работающих по замкнутому циклу, в том числе и в двигателе Стирлинга, необходимо избегать потерь рабочего тела, поскольку такие потери снижают среднее давление цикла и, следовательно, выходную мощность. Имеется много путей для просачивания рабочего тела из внутренней полости двигателя например, водород под действием высоких давлений и температур будет диффундировать сквозь металлические перегородки, изготовленные из больщинства металлов и сплавов (особенно это относится к нержавеющей стали). Однако чаще всего основной причиной утечки является просачивание газа под давлением около поршней и их штоков. На первый взгляд такую утечку можно ликвидировать, установив обычные уплотнения, т. е. металлические кольца или кольца из шнура, поскольку, например, газовые компрессоры работают при давлениях, превышающих давление в двигателях Стирлинга. Однако рабочие температуры в двигателях Стирлинга выше, чем в компрессорах, и это усложняет решение проблемы уплотнений. В двигателях внутреннего сгорания рабочие температуры сопоставимы с температурами в двигателях Стирлинга, однако в двигателях Стирлинга уплотнения должны работать в атмосфе ре, не содержащей масла, поскольку при попадании масла из картера в рабочие полости происходит его пиролиз и образование углеродных отложений, засоряющих теплообменники и особенно высокопористые регенераторы. Кроме того, масло в картере может загрязняться просачивающимся рабочим телом. Усовершенствование уплотнений не должно производиться за счет увеличения трения, поскольку это может привести к недопустимому падению рабочих характеристик на валу двигателя. Из сказанного видно, что создание работоспособной конструкции уплотнения для двигателей Стирлинга с высоким внутренним давлением представляет достаточно серьезную проблему. Этот вопрос рассматривается в разд. 1.7. Необходимо уяснить, что использование газообразного рабочего тела, находящегося под высоким давлением, делает чрезвычайно вероятной утечку газа безотносительно к степени совершенства уплотняющих устройств. Следовательно, чтобы поддерживать выходную мощность двигателя на одном уровне в течение длительного периода эксплуатации, такая утечка должна компенсироваться. Практически это означает, что на двигателях Стирлинга с высоким давлением должен быть установлен компрессор, автоматически нагнетающий сжатый газ в двигатель при падении давления цикла ниже определенного уровня иными словами, должен быть обеспечен процесс подкачки . Компрессор может быть расположен как внутри двигателя, так и вне его. В двигателе с косой шайбой Форд — Филипс имеется внутренний поршневой компрессор, состоящий из небольших порш- [c.81]

Динамическое скользящее уплотнение состоит из двух основных элементов уплотнения штока и так называемого уплотняющего колпачка. Основное уплотнение штока названо ленинградским и обычно изготавливается из политетрафторэтилена [76]. Ленинградское уплотнение изолирует внутренние рабочие полости двигателя от картера и, таким образом, является элементом, изолирующим рабочее тело двигателя. Форма этого уплотнения показана на рис. 1.125, и, по существу, этот кольцевой уплотняющий элемент в сборочном узле уплотнения выполняет роль диафрагмы. [c.161]

В. А. Константинов. Общий рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания. Тепло, сообщенное рабочему телу по закону произвольной прямой. Автомобильный мотор , № 5, 1939, Изд. НКХ РСФСР. [c.196]

Ряд основных вопросов теории двигателей внутреннего сгорания был разрешен в нашей стране. Так, например, проф. Московского высшего технического училища (МВТУ) В. П. Гриневецкий в 1907 г. впервые дал метод расчета рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания с учетом действительных свойств рабочего тела. [c.4]

Для уменьшения перетекания рабочего тела во внутреннем контуре необходимо, чтобы торцовые и радиальные зазоры кольца в поршневой канавке были минимальными. Опытным путем установлено, что поршневые кольца обеспечивают надежную плотность при торцовом и радиальном зазорах кольца в канавке, равных приблизительно 0,01—0,02 мм. Для уменьшения утечки через обычный косой замок кольца следует применять двух- или трехзаходные замки. Так как при длительной работе уплотнительные кольца не только сами изнашиваются, но и разбивают кольцевые канавки на поршне, то со временем количество перетекающего рабочего тела возрастает. Кроме того, частицы, образующиеся в результате изнашивания колец и поршней, оседают в регенераторе и ухудшают его гидравлическую и тепловую характеристики, что приводит к падению мощности и экономичности двигателя. [c.97]

Конструктивная форма нагревателя зависит от типа применяемого на двигателе источника теплоты. Кроме того, на конструктивную форму нагревателя значительное влияние оказывает агрегатное состояние теплоносителя, осуществляющего перенос теплоты от источника к рабочему телу во внутреннем контуре. В зависимости от агрегатного состояния теплоносителя нагреватель двигателя Стирлинга представляет собой либо теплообменник типа газ — газ, либо теплообменник типа жидкость — газ. Работа таких теплообменников в системе двигателя Стирлинга имеет определенную специфику. [c.104]

В двигателе Стирлинга снимаемая с вала мощность регулируется путем изменения давления рабочего тела во внутренних полостях двигателя. В то же время температуры нагревателя и охладителя автоматически поддерживаются постоянными. Следовательно, при изменении мощности и частоты вращения вала граничные температуры и их отношение остаются постоянными. Благодаря этому экономичность двигателя при работе на неноминальном режиме меняется незначительно. Так, при изменении частоты вращения от номинальной до 20% номинальной несколько увеличивается эффективный к. п. д. двигателя. Таким образом, установки с двигателем Стирлинга обладают высокой экономичностью. [c.130]

Надежный и быстрый пуск двигателя при низкой температуре. Двигатель Стирлинга, имеющий большое давление рабочего тела во внутренних полостях и достаточно высокую температуру трубок нагревателя, легко пускается при любой температуре окружающей среды. Его пуск зависит исключительно от надежности, с которой может быть воспламенено топливо в камере сгорания. Свеча зажигания, которая объединена с форсункой в одно целое, практически гарантирует пуск двигателя при любых параметрах окружающей среды. [c.130]

Работа с кратковременными перегрузками. Моторесурс двигателей Стирлинга определяется скоростью наступления предела ползучести материала деталей нагревателя, работающих при высокой температуре. С повышением давления рабочего тела во внутренних полостях двигателя скорость наступления предела ползучести возрастает. Тем не менее, кратковременные перегрузки, связанные с повышением давления рабочего тела во внутренних полостях, незначительно уменьшают долговечность двигателя, так как температура деталей нагревателя остается неизменной. [c.131]

Рабочее тело из регенератора поступает в полость расширения, его температура в нагревателе повышается от теплоты продуктов сгорания топлива. Так как обычно рабочим телом двигателей Стирлинга служит водород или гелий при высоком давлении, следует отметить их достаточно высокие свойства переноса теплоты по сравнению со свойствами переноса теплоты продуктов сгорания, находящихся при атмосферном давлении. Поэтому при заданном тепловом потоке разность температур между внешней стенкой нагревателя и продуктами сгорания достаточно значительная, в то время как между рабочим телом и внутренней стенкой нагревателя разность температур существенно меньше, [c.96]

Важные преимущества имеет и непрямой способ нагрева рабочего тела двигателя, осуществляемый с помощью дополнительного жидкометаллического теплообменного контура, теплоносителем в котором обычно является эвтектический сплав КаК или Ыа. Эти преимущества заключаются в том, что такая система нагрева позволяет обеспечить высокие коэффициенты теплоотдачи от жидкометаллического теплоносителя к-внешним поверхностям труб нагревателя, сравниваемых с коэффициентами теплоотдачи для их внутренних поверхностей. В результате значительно уменьшается длина труб нагревателя, что приводит к снижению мертвого объема двигателя. [c.106]

Простейшей термодинамической системой является рабочее тело, осуществляющее взаимное превращение теплоты и работы. В двигателе внутреннего сгорания, например, рабочим телом является приготовленная в карбюраторе горючая смесь, состоящая из воздуха и паров бензина. [c.7]

Поскольку величина б/ пропорциональна увеличению объема, то в качестве рабочих тел, предназначенных для преобразования тепловой энергии в механическую, целесообразно выбирать такие, которые обладают способностью значительно увеличивать свой объем. Этим качеством обладают газы и пары жидкостей. Поэтому, например, на тепловых электрических станциях рабочим телом служат пары воды, а в двигателях внутреннего сгорания — газообразные продукты сгорания того или иного топлива. [c.13]

Чтобы исключить эксергетические потери за счет неравновесного теплообмена с горячим источником теплоты, целесообразно использовать в качестве рабочего тела газы, получающиеся при сгорании топлива. Это удается осуществить в двигателе внутреннего сгорания (ДВС), сжигая топливо непосредственно в его цилиндрах. [c.57]

Термодинамический анализ циклов двигателей внутреннего сгорания различных типов позволяет отметить, что степень совершенства этих двигателей возрастает с увеличением степени сжатия рабочего тела. [c.10]

При исследовании идеальных термодинамических циклов поршневых двигателей внутреннего сгорания обычно определяют количество подведенной и отведенной теплоты, основные параметры состояния рабочего тела в типичных точках цикла, причем температуры в промежуточных точках вычисляют как функции начальной температуры газа вычисляют термический к. п. д, цикла по основным характеристикам и производят анализ термического к. п. д. [c.260]

Из описания работы процесса реального двигателя внутреннего сгорания с быстрым сгоранием топлива при постоянном объеме видно, что он не является замкнутым. В нем имеются все признаки необратимых процессов трение, химические реакции в рабочем теле, конечные скорости поршня, теплообмен при конечной разности температур и т. п. [c.262]

Анализ такого цикла с точки зрения теории тепловых процессов невозможен, а поэтому термодинамика исследует не реальные процессы двигателей внутреннего сгорания, а идеальные, обратимые циклы. В качестве рабочего тела принимают идеальный газ с постоянной теплоемкостью. Цилиндр заполнен постоянным количеством рабочего тела. Разность температур между источником теплоты и рабочим телом бесконечно малая. Подвод теплоты к рабочему телу осуществляется от внешних источников теплоты, а не за счет сжигания топлива. То же необходимо сказать и об отводе теплоты. [c.262]

Рабочее тело поршневого двигателя внутреннего сгорания со смешанным подводом теплоты обладает свойствами воздуха. Известны начальные параметры pi = = 0,1 МПа, = 30° С и следующие характеристики цикла е = 7, Я = 2,0 и р = 1,2. [c.153]

Двигатель внутреннего сгорания. Среди способов увеличения КПД тепловых двигателей один оказался особенно эффективным. Сущность его состояла в устранении части потерь теплоты перенесением места сжигания топлива и нагревания рабочего тела внутрь цилиндра. [c.109]

Двигатель Дизеля. Для дальнейшего повышения КПД двигателя внутреннего сгорания в 1892 г. немецкий инженер Рудольф Дизель предложил использовать еще большие степени сжатия рабочего тела. [c.111]

Наиболее существенной особенностью технической работы является то, что ее величина, как видно из выражения (86), прямо пропорциональна начальной температуре газа. Это свойство технической работы лежит в основе рабочего процесса любой тепловой газовой машины. Например, в двигателе внутреннего сгорания всегда рабочее тело вначале сжимается, затем подогревается и расширяется. В соответствии с изложенным работа, затраченная при сжатии холодного газа, меньше работы, которую он произведет после подогрева при расширении до первоначального давления. Из разности этих работ, собственно говоря, и получается полезная работа, совершаемая двигателем внутреннего сгорания. [c.36]

Цикл Карно представлен на рис. 6.2 в виде кругового процесса 1-2-3-4-1. Этот цикл состоит из адиабат 2-3 и 4-1 и изотерм 1-2 м 3-4. Прямой цикл совершается по 1-2-3-4-1, и физическая картина явлений может быть представлена следующим образом. В точке 1 находится рабочее тело (газ) с давлением р , объемом V"i и температурой равной температуре нагревателя, заключающего в себе большой запас энергии. Поршень двигателя под влиянием высокого давления начинает двигаться вправо, при этом внутреннее пространство цилиндра сообщено с нагревателем, поддерживающим в расширяющемся газе постоянную температуру Tj посредством передачи ему соответствующего количества энергии в виде теплоты. Таким образом, расширение газа идет изотермически по кривой [c.66]

После Великой Октябрьской социалистической революции в нашей стране широкое развитие колучили исследования в области термодинамики м других теоретических основ теплотехники. Особо следует отметить большие работы таких научных учреждений, как Всесоюзный теплотехнический институт им. Ф. Э. Дзержинского, Центральный котлотурбинный институт им. И. И. Ползунова, Энергетический институт им. Г. М. Кржижановского АН СССР, Московский энергетический институт. Центральный аэрогидродина-мический институт и ряддругих. Были проведены экспериментально обоснованные расчеты рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания, газовых течений и разработаны теории расчета газотурбинных и ракетных двигателей. Проводились обширные исследования теплофизических свойств большого количества рабочих тел (вода, ртуть, холодильные агенты, жидкие горючие и окислители). Водяной пар, имеющий широкое применение в теплоэнергетике, исследовался весьма тщательно в больших диапазонах давлений и температур. Здесь следует выделить работы М. П. Вукаловича, [c.8]

Связь между процессами сгорания и пснользованием выделяющейся теплоты в двигателях определяется характеристиками активного тепловыделения, представляющими собой изменение в функции угла ф доли теплоты, использованной на повышенпе температуры рабочего тела (его внутренней энергии) и на совершение внешней работы, по отношению к общей, введенной в цикле, теплоте [c.113]

Описанный импульсивный метод работы обеспечивает в общем более высокий к. п. д., чем работа с перманентным газовым потоком, характеризуемым более низким температурным потенциалом. Импульсивный метод ])аботы турбины в известной мере аналогичен рабочему процессу двигателя внутреннего сгорания, при котором преобразование тепловой энергии в работу точно так же происходит в условиях наивысшей температуры (в пределах примерно 2000—1О0О° С), тогда как промежуточные рабочие такты, при которых происходит охлаждение рабочего тела, обеспечивают умеренную, допустимую для материала поршней среднюю температуру. [c.394]

Обслуживание экскаватора производится двумя бригадами — верхней и нижней. Состав бригад зависит от типа экскаватора. При паровом экскаваторе на гусеничном ходу верхняя бригада состоит из машиниста, кочегара и смазчика-слесаря, нижняя — из 2 рабочих при таком же экскаваторе на ж.-д. ходу верхняя бригада пополняется сверх того стреловым, а нижняя состоит из 7 рабочих. Применение двигателя внутреннего сгорания на экскаваторах на гусеничном ходу дает возможность ограничить состав верхней бригады машинистом и смазчиком-слесарем, а нижней— двумя рабочими. Часовая норма выработки на 1 емкости ковша зависит от типа экскаватора, категории грунта, транспорта (нормальная колея, узкая колея или в отвал) и от высоты забоя. Для механич. лопат при работе в грунтах I—II категорий она составляет 42—90 л , будучи выше при работе в отвал и увеличиваясь по мере увеличения высоты забоя в грунтах III—IV категорий соответственно 28—60 л и в грунтах V—VI категорий 14—28 м . Для дитчеров, работающих в отвал, соответствующие нормы составляют в грунтах I—II категорий 68—80 м , в грунтах III—IV категорий 54—63 м . Дрегляйиы при работе в отвал в грунтах I—II категорий дают часовую производительность 50—G8 л грунта в плотном теле на 1 м емкости ковша, в грунтах III—IV категорий 44—59 м". При работе на транспорт эти цифры падают на 25%. Расход топлива, энергии и воды на один час работы экскаватора при емкости ковша 1 составляет для паровой машины 100 кг каменного угля и 0,8 воды, для двигателя внутреннего сгорания 20 кг нефти и для электродвигателя 36 kWh. [c.291]

Действительный рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания каждый раз совершается новой порцией рабочего тела, поегуиающего в цилиндр извне и выбрасываемого из цилиндра после рабочего хода расширения. Таким образом, действительный цикл по существу является разомкнутым. [c.392]

Принципиальное отличие этих новых станций от всех предьщущих состоит в так называемой вертикальной компоновке , которая, по утверждению разработчиков, позволит сократить затраты электроэнергии или рабочего тела двигателей маневрирования станции на 70-90%. Это реализуется только за счет соответствующего расположения крупных модулей, солнечных батарей, выносных штанг и тросовых систем с концевыми грузами. Даже неизбежные возмущения можно будет парировать не работой двигателей, неизбежно сжигающих топливо, а перекачкой его и других жидкостей между неполными баками в разных концах станции или деформацией нежестких конструкций с внутренним трением. Топливо же потребуется только на этапе начальной ориентации. [c.612]

Двигатель типа 4-98ВА двойного действия фирмы Филиппу. В отчете, составленном в октябре 1976 г. по результатам работ, проведенных над легковым автомобилем, указывалось, что небольшой двигатель, на который постоянно ссылались в отчетах, был двигателем типа 4-980А мощностью 60 кВт (расчетные комбинированные характеристики двигателя приведены на рис. 10.14). В качестве рабочего тела двигателя использовали водород при р , — == 20,2 МПа температура внутренней стенки нагревателя составляла 750 °С, а температура холодильника 50 °С максимальная частота вращения двигателя 5400 об/мин. Двигатель четырехцилиндровый вытесняемый объем каждого цилиндра составляет 98 см отношение максимальных объемов рабочих полостей УЕтах/Устах = = 1,1 угол наклона косой шайбы 18°, а коэффициент заполнения регенератора равен 38 %. В отчете сообщалось и о дальнейших разработках уплотнения из материала Рулон как возможного варианта для замены свертывающегося диафрагменного уплотнения. Другим интересным фактом, отмеченным в отчете, было сравнение двух двигателей с заимствованными идентичными узлами двигателя типа 4-98 ОА, но с разными приводами один двигатель имел привод от косой шайбы, другой — привод с двойным кривошипом (подобно современным двигателям фирмы Юнайтед Стирлинг ), Сравнение [c.250]

В тепловых двигателях преобразование теплоты в работу осуществляется при помощи так называемого рабочего тела. Например, в двигателях внутреннего сгорания, а также в газотурбинных установках рассматриваются процессы, в которых рабочим телом является газ. В паровых двигателях рассматриваются процесссы, где рабочим телом является пар, легко переходящий из парообразного состояния в жидкое и, наоборот, — из жидкого в парообразное. [c.12]

Основными недостатками поршневых двигателей внутреннего сгорания ЯВЛЯЮТСЯ ограниченность их мощности и невозможность адиабатного расширения рабочего тела до атмосферного даЕления. Эти недостатки отсутствуют в газотурбинных установках, где рабочим телом являются продукты сгорания жидкого или газооб )азного топлива. Рабочее тело, имеющее высокие температуру и данлеиие, из камеры сгорания направляется в комбинированное сопло, в котором оно расширяется и с большой скоростью поступает на лопатки газовой турбины, где используется его кинетическая энергия для получения механической работы. [c.278]

Пароту рбнииые установки отличаются от двигателей внутреннего сгорания тем, что продукты сгорания топлива являются только промежуточным теплоносителем, а рабочим телом служит пар какой-либо жидкости, чаще всего водяной пар. [c.296]

Для цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при р = onst определить параметры в характерных точках, полезную работу, количество подведенной и отведенной теплоты и термический к. п. д., если дано pi 100 кПа, = 70 е — 12 k 1,4 р — 1,67. Рабочее тело — воздух. Теплоемкость принять постоянной. [c.149]

Использование покрытий в воздушно-реактивных двигателях позволяет повысить температуру рабочего тела, что равнозначно повышению мощности двигателя при постоянстве его остальных параметров. С этой целью на внутреннюю поверхность двигателя ракеты Х-15 наносилось покрытие Рокайд-2 , что позволило увеличить к. п. д. двигательной установки (рис. 8-26) [112]. [c.207]

Для полного сгорания в составе смеси на один килограмм бензина должно приходиться не менее пятнадцати килограммов воздуха. Это означает, что рабочим телом в двигателях внутреннего сгорания фактически является воздух, а не пары бензина. В отличие от паровых мапхин здесь топливо сжигается для нагревания газа, а не для превращения жидкости в пар. Правда, наряду с нагреванием воздуха происходит и частичное изменение его состава вместо молекул кислорода появляется несколько большее количество молекул углекислого газа и водяного [c.109]

В настоящее время наибольшее научно-техническое развитие получил магнитогидродинамический метод (МГД-,метод) прямого преобразования энергии. Идея этого метода основана на том, что при пересечении проводником линий индукции в нем возникает ЭДС. В МГД-генераторе таким проводником является электропроводящий газ (плазма). Высокотемпературный газ (2500— 3000°С) в МГД-генераторе выполняет двойную роль в сопле перед генератором внутренняя энергия газа преобразуется в кинетическую энергию noTOiKa, т. е. газ -является термодинамическим рабочим телом, а в генераторе кинетическая энергия потока преобразуется в электрическую энергию, т. е. газ выполняет роль силовой обмотки электрической машины. Можно поэтому говорить, что МГД-гбнератор представляет собой совмещенную с тепловым двигателем электрическую машину, а термодинамический цикл энергетической установки с МГД-генератором принципиально ничем не отличается от известных циклов газо- и паротурбинных установок. Использование высокой температуры рабочего вещества (которую вполне выдерживают неподвижные части генератора) приводит к генерации электроэнергии МГД-методом с КПД до 50—60%. [c.69]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...