Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) - это наиболее распространенный источник энергии для транспортных средств. Этот двигатель вырабатывает мощность за счет преобразования химической энергии топлива в теплоту, которая затем преобразуется в механическую работу.
Преобразование химической энергии в теплоту осуществляется при сгорании топлива, а последующий переход теплоты в механическую работу осуществляется за счет внутренней энергии рабочего тела, которое, расширяясь, выполняет работу.
В качестве рабочих тел в ДВС используются газы, давление которых возрастает за счет сжатия.
Топлива - а это в основном смеси углеводородов - требуют для своего сгорания присутствие кислорода; нужное количество кислорода поступает вместе с входящим воздухом.
Если сгорание топлива происходит внутри цилиндра двигателя, этот процесс называется внутренним сгоранием. Здесь продукты сгорания сами используются в качестве рабочего тела.
Если же процесс сгорания происходит вне цилиндра, то он называется внешним сгоранием.
Подобный процесс называется незамкнутым циклом и характеризуется циклическим газообменом (выпуском продуктов сгорания и впуском свежего заряда). Внутреннее сгорание всегда требует применения незамкнутого цикла.
При реализации процесса внешнего сгорания рабочее тело остается химически неизменным и может поэтому возвращаться в свое исходное состояние путем выполнения требуемых операций (охлаждение, конденсация). Это позволяет использовать замкнутый цикл работы.
Кроме основных характеристик процесса (незамкнутый/замкнутый циклы) и типов сгорания (циклический/непрерывный) процессы сгорания в ДВС классифицируются по способам приготовления рабочей смеси и применяемым методам ее воспламенения.
При внешнем смесеобразовании рабочая смесь приготавливается вне камеры сгорания. При этом в камере сгорания вначале присутствует, главным образом, гомогенная топливовоздушная смесь, и поэтому этот процесс можно отнести к процессу образования гомогенной смеси.
При внутреннем смесеобразовании топливо вводится непосредственно в камеру сгорания.. Чем позже происходит сгорание, тем большей гетерогенностью на момент начала сгорания будет обладать часто топливовоздушная смесь, поэтому внутреннее смесеобразование называется процессом образования гетерогенной смеси.
Принудительное воспламенение осуществляется электрической искрой от свечи зажигания. При самовоспламенении рабочая смесь загорается из-за нагрева вследствие ее сжатия.
- Тепловой расчет двигателя
- Процесс расширения
- Основные размеры цилиндра и удельные параметры двигателя
- Построение индикаторных диаграмм
- Динамический и кинематический расчет двигателя
- Уравновешивание двигателя
- Расчет и проектирование деталей двигателя
- Расчет систем двигателя