Файл: Корниенко А.Г. Конструктивные схемы автомобилей, тракторов и принцип действия их агрегатов и механизмов лекция.pdf

-19 -

В1870 г. появились четырехтактные газовые двигатели внутрен­ него сгорания Э.Лангена и Н.Отто (в г.Дейтце близ Кельна), кото­ рые были значительно компактнее и экономичнее существовавших тогда паросиловых установок.

Эти двигатели не могли найти применения для транспортных уста­ новок вследствие громоздкости, большого удельного веса и затруд­ нений с перевозкой большого запаса газового топлива.

Двигатели внутреннего сгорания наиболее широко начали распро­ страняться в конце 19 в., когда развитие нефтяной промышленности обеспечило получение из нефти керосина и бензина. Использование жидких топлив позволило создать двигатели с малым удельным весом

иповышенной экономичностью, которые могли применяться не только

вкачестве стационарных установок, но и для транспортных машин. Принцип двигателя внутреннего сгорания получил практическое

осуществление в 1877 г., когда Н.Отто*) (Германия) построил газо­ вый двигатель, сохранивший свои особенности в конструкциях газовых керосиновых и бензиновых двигателей до настоящего времени.

Идея Н.Отто заключалась в том, что горючая смесь получалась вне цилиндра двигателя, затем производилось сжатие смеси в цилиндре

В России первый двигатель внутреннего сгорания, работавший на легких топливах, был спроектирован в 1879 г., а затем построен в Петербурге ^ 1835 г. капитаном русского флота И.С.Костовичем. Дви­ гатель предназначался для воздухоплавательных аппаратов и имел мощность 80 л.с. при массе 240 кг.

Инженер Р.Дизель **) в 1892 г. (Германия) предложил другой прин

газовый двигатель, получивший высокую оценку на Парижской всемир­ ной выставке 1878 г. Выпускался заводами "Отто-Дейтц" и обладал всеми основными элементами современных двигателей этого типа.

двигатель с впрыском топлива (керосина). После конструктивных усовершенствований в 1898-1899 гг. двигатель был построен на заводе Нобеля в Петербурге.

-20 -

Вцилиндре двигателя слипается только атмосферный воздух, кото­ рый вследствие больной степени сжатия нагревается до высокой тем­ пературы (600-650°С), зажигание же горючей смеси осуществляется не от постороннего источника, а в результате самовоспламенения топлива, впрыснутого через форсунку в среду раскаленного воздуха, имеющего высокую температуру в результате его сжатия в цилиндре.

Первый'дизельный двигатель был построен в 1897 г., который ра­ ботал на керосине.

Распиливание жидкого топлива осуществлялось сжатым воздухом, поэтому необходимо было иметь на двигателе компрессор и баллоны для сжатого воздуха, что делало конструкцию двигателя громоздкой. Такие двигатели называются компрессорными дизельными двигателями

иприменяются для стационарных установок.

В1899 г. в Роосии начали изготавливать дизельные двигатели, работающие на нефти и соляровом масле.

В1901 г. в Петербурге на Путиловском заводе талантливый русский инженер, позднее доктор технических наук, профессор Густав Василь­ евич Тринклерх) создал бесксмнрессорный двигатель, работающий по смеванному циклу. Впрыск топлива в цилиндры этого двигателя и его распиливание осуществляются без применения компрессора, а при по­ мощи специальных устройств (топливного насоса и форсунки).

Впоследствии двигатель Г.В.Тринклера был построен и усовершен­ ствован известным русским изобретателем Я.В.Маминым. Эта конструк­ ция двигателя получила широкое применение на транспортных машинах.

Создание Г.В.Тринклером двигателя, работающего без компрессора, положило начало принципиально новому направлению в двигатедестро-

ении. Ееомпрессорные двигатели вытеснили в мировом двигателестро-

будучи студентом разработал бесконпрессорный двигатель внутреннего сгорания высокого сжатия с самовоспламенением, на который получил патент в 1899 г. Двигатель был построен и испытан на Путиловском (ныне Кировском) заводе. Не получив возможности изготавливать двига­ тель в России, он уехал в Германию, где в 1905 г. двигатель выпус­ кался под названием "двигатель системы Тринклера". В 1907 г. вер­ нулся в Россию. С 193Д г. работал профессором Горьковского инсти­ тута инженеров водного транспорта.

-21 -

Вобласти развития и совершенствования двигателей внутреннего сгорания большую роль сыграли русские ученые В.И.Гриневецкий, Е.К.Мазинг, Н.Р.Брилинг, А.С.Орлин и др.

Двигатели внутреннего сгорания по сравнению с паровыми маши­ нами имеют ряд преимуществ: отсутствие котельной установки, ма­ лые габариты и вес, небольшую потребность в воде, быстрый пуск, меньший расход топлива и отсутствие его в период выключения дви­ гателя.

Всвязи с наличием существенных преимуществ двигатели внутрен­ него сгорания в настоящее время нашли широкое применение во всех отраслях народного хозяйства. На стационарных установках, судах, тепловозах, тракторах и тяжелых грузовых автомобилях применяются дизельные двигатели. Двигатели с принудительным зажиганием от электрической искры применяются на легковых и малотоннажных гру­ зовых автомобилях.

Двигатель внутреннего сгорания является автономным источником энергии, самым распространенным в армии и самым дорогостоицим агре­ гатом любой современной подвижной техники. Надежность работы этих двигателей, их долговечность, мощноствые и экономические показате­ ли в значительной мере зависят от уровня технической подготовки лиц, их обслуживающих и эксплуатирующих, и правильного использова­ ния двигателей.

Внашей стране быстрое развитие двигателестроения получило пос­ ле Великой Октябрьской революции.

Специфичность технологии производства двигателей и повышение требований к их качеству при все возрастающем масштабе их произ­ водства привели к необходимости создания специализированных мотор­ ных заводов, оснащенных современным оборудованием.

Внастоящее время на отечественных автотракторных и моторных заводах выпускаются семейства карбюраторных и дизельных двигате­ лей. Например, Заволжский моторный завод С3*13) выпускает двига­ тели 3M3-2IA для автомобиля М-21 ("Волга") и его модификаций ЗМ3-451 для автомобилей Ульяновского автомобильного завода (УАЗ); 3U3-977 для микроавтобусов типа РАФ, 3M3-53 для автомобилей Горь­ ковского автомобильного завода (ГАЗ). Завод имени Лихачева (ЗИЛ) изготавливает двигатели ЗИЛ-375 для автомобилей ЗИЛ и "Урал" (ЗИЛ-130, "Урал"-375 и др.). Ярославский моторный завод (ЯМЗ)

- 22 -

производит дизельные двигатели ЯМЗ-236, ЯМЗ-238. ЯМЗ-240 для авто­ мобилей типа МАЗ, КрАЗ, БелАЗ и др.

Современное развитие автотракторной техники характеризуется уве­ личением скоростей движения, что связано с увеличением мощности их двигателей. Поэтому на автотракторных и моторных заводах, в научноисследовательских институтах непрерывно ведутся работы по усовер­ шенствованию существующих конструкций двигателей, а также по соз­ данию новых достаточной мощности, высоко экономичных, облегчен­ ных и износостойких конструкций автотракторных двигателей внутрен­ него сгорания,особое внимание уделяется унификации узлов и дета­ лей двигателя и развитию семейства унифицированных двигателей.

Двигателем называется преобразователь того или иного вида энер­ гии в механическую работу. Двигатели, у которых механическая рабо­ та получается в результате преобразования тепловой энергии, назы­ ваются тепловыми двигателями.

Все тепловые двигатели, получившие в настоящее время практичес­ кое значение и распространение, могут быть разделены на две основ­ ные группы:

-двигатели внешнего горения. - паровые машины и паровые турбины;

-двигатели внутреннего сгорания.

В паровых машинах и турбинах рабочим телом для преобразования тепловой энергии топлива в механическую работу служит водяной пар.

Экономический к.п.д*. современных паросиловых установок, харак­ теризующий их экономичность, лежит в пределах 0,10 - 0,20 для уста­ новок с паровыми машинами и 0,20 - 0,30 для установок с паровыми турбинами..

Двигателем внутреннего сгорания называются тепловые двигатели, в которых процессы сжигания топлива, выделения тепла и преобразо­

вание части теплоты в механическую работу происходят непосредствен­ но внутри рабочего цилиндра двигателя.

Рабочим телом двигателя внутреннего сгорания являются продукты сгорания топлива.

К числу двигателей внутреннего сгорания относятся: карбюратор­ ные , газовые реактивные двигатели, двигатели с самовоспламенением, газовые турбины и др.

Двигатель, в котором топливо сгорает непосредственно внутри ра­

бочего цилиндра и энергия получающихся при этом газов воспринима­

ется движущимся в цилиндре поршнем, называется поршневым двигателем ьиуу,-.юннего сгорания.

- 23 -

Поршневые двигатели внутреннего сгорания являются основными для современной автотракторной техники и имеют свою классификацию.

Они подразделяются по следующим основным признакам.

1.По рабочему циклу, т.е. характеру процесса сгорания топли­ ва в цилиндрах - на двигатели быстрого сгорания (или сгорания при постоянном объеме) - карбюраторные двигатели; на двигатели посте­ пенного сгорания (или сгорание при постоянном давлении) - компрес­ сорные дизельные двигатели с воздушным распиливанием топлива; на

двигатели смешанного сгорания (или частичного сгорания при постоян­ ном объеме и в значительной части при постоянном давлении) - бескомпрессорные дизельные двигатели с непосредственным впрыском жид­ кого топлива.

2.По способу воспламенения горючей смеси - на двигатели с при­ нудительным воспламенением горючей смеси от электрической искры (карбюраторные, газовые двигатели с впрыском легких топлив) и дви­ гатели с воспламенением от сжатия (дизельные двигатели).

3.По способу смесеобразования - на двигатели с внешним (кар­ бюраторные и газовые двигатели) и с внутренним смесеобразованием (дизельные двигатели и двигатели с впрыском легких топлив).

4.По способу осуществления рабочего процесса - на четырех­ тактные и двухтактные двигатели.

5.По виду применяемого топлива - на двигатели жидкого топли­ ва, работающие на бензине, керосине и дизельном топливе, двигате­ ли газообразного топлива, работающие на генераторном, сжатом и сжиженных газах и двигатели, работающие на смешанном топливе (основное топливо - газ, пусковое - жидкое).

6.По способу наполнения и продувки - на двигатели без наддува

ис наддувом (четырехтактные двигатели); на двигатели с кривошип­ нокамерной и с прямоточно-клапанной продувкой от специального на­ гнетателя (двухтактные двигатели).

?.По способу действия - на двигатели простого (одностороннего давления) и двойного (двухстороннего давления) действия.

8.По способу охлаждения - на двигатели с воздушным и жидкост­ ным охлаждением.

9.По назначению - на двигатели транспортные (автомобильные, тракторные, мотоциклетные), стационарные, судовые и специальные.