ПРезентация на тему Общее устройство и работа двигателей внутреннего сгорания

Слайд #1

Общее устройство и работа двигателей внутреннего сгорания
Преподаватель Серых А. С.
Министерство образования Иркутской области
ГБПОУ «Иркутский аграрный техникум»
Иркутск, 2020

Слайд #2

Развитие двигателей внутреннего сгорания, их классификация и общее устройство

Слайд #3

Развитие двигателей внутреннего сгорания, их классификация и общее устройство
Двигателем внутреннего сгорания (ДВС) называется тепловая машина, преобразующая химическую энергию топлива в механическую работу.

Слайд #4

Классификация двигателей внутреннего сгорания
по числу тактов за рабочий цикл — четырех- и двухтактные. В четырехтактных двигателях рабочий цикл совершается за четыре хода поршня (такта), или за два оборота коленчатого вала, а в двухтактных — за два хода поршня, или один оборот коленчатого вала;
по термодинамическому циклу — двигатели с подводом теплоты при постоянном объеме (карбюраторные и газовые), с подводом теплоты при постоянном давлении (компрессорные дизели), со смешанным подводом тепла: частично при постоянном объеме и частично при постоянном давлении (бескомпрессорные дизели);

Слайд #5

Классификация двигателей внутреннего сгорания
по способу смесеобразования — двигатели с внешним смесеобразованием, в которых рабочая смесь образуется вне цилиндра с помощью карбюратора (карбюраторные двигатели) или смесителя (газовые двигатели), и с внутренним смесеобразованием, в которых рабочая смесь образуется внутри цилиндра распыливанием топлива в камере сгорания (дизели);
по способу воспламенения рабочей смеси — двигатели с воспламенением смеси от постороннего источника — электрической свечи (карбюраторные и газовые) и двигатели с воспламенением смеси от сжатия (дизели);

Слайд #6

Классификация двигателей внутреннего сгорания
по роду применяемого топлива — двигатели, работающие на легком топливе (бензин, лигроин, керосин), на тяжелом топливе (дизельное топлив, моторное топливо, газойль), на газообразном топливе (природный и генераторный газ);
по способу охлаждения — с воздушным охлаждением и жидкостным охлаждением;

Слайд #7

Классификация двигателей внутреннего сгорания
по быстроходности — тихоходные и быстроходные. Показателем быстроходности двигателя является средняя скорость поршня Ст


где S — ход поршня, м; n — частота вращения коленчатого вала, об/мин.
За один оборот поршень совершает 2n ходов, г. е.
При Ст < 6,5 м/с двигатели считаются тихоходными, при Ст > 6,5 м/с — быстроходными;

Слайд #8

Классификация двигателей внутреннего сгорания
по частоте вращения коленчатого вала — малооборотные (до 250 об/мин), повышенной оборотности (250—750 об/мин), среднеоборотные (750— 1500 об/мин), высокооборотные (свыше 1500 об/мин);
по числу цилиндров — одно- и многоцилиндровые (двух-, трех-, четырехцилиндровые и т.д.);
по расположению цилиндров — двигатели с однорядным вертикальным, V- и W-образным расположением цилиндров и т.п. (рис. 16.1);
по конструкции поршня — тронковые и крейцкопфные (рис. 16.2).

Слайд #9

Классификация двигателей внутреннего сгорания
Рис. 16.1. Схемы двигателей:
а — однорядные; б — V-образные; в — сдвоенные, с параллельным расположением рядов; г — звездообразные; д — с противоположно движущимися поршнями; е — Д-образные.
Рис. 16.2. Схемы ДВС:
а — тронкового; б — крейцкопфного: 1 — шток; 2 — ползун (крейцкопф); 3 — направляющие.

Слайд #10

Классификация двигателей внутреннего сгорания
по наличию устройства, изменяющего направление вращения коленчатого вала, — реверсивные и нереверсивные;
по назначению — автомобильные, тракторные, тепловозные, судовые, стационарные и т.д. Специально для подъемно-транспортных машин ДВС не выпускают.

Слайд #11

Классификация двигателей внутреннего сгорания
По ГОСТ Р 53638—2009 каждому типу двигателя присваивается условное обозначение. Входящие в него буквы означают: Ч — четырехтактный; Д — двухтактный; Р — реверсивный (отсутствие буквы Р указывает на то, что двигатель нереверсивный); С — судовой с реверсивной муфтой; II — с редукторной передачей; Н — с наддувом.
Цифры, стоящие перед буквами, указывают число цилиндров, а после них — диаметр цилиндра (в числителе) и ход поршня (в знаменателе) в сантиметрах. Например, марка двигателя 6ЧРП 25/34 расшифровывается так: шестицилиндровый четырехтактный реверсивный с редукторной передачей с диаметром цилиндра 25 см и ходом поршня 34 см.

Слайд #12

Устройство двигателей внутреннего сгорания
Все механизмы двигателей выполняют определенные функции и имеют однотипную конструкцию.

Слайд #13

Устройство двигателей внутреннего сгорания
Одна из основных частей двигателя — цилиндр (6), в котором находится поршень (7), соединенный через шатун (9) с коленчатым валом (12). Прямолинейное движение поршня в цилиндре вверх и вниз шатун и кривошип преобразуют во вращательное движение коленчатого вала.
На конце вала закреплен маховик (10), назначение которого придавать равномерность вращению вала при работе двигателя. Сверху цилиндр плотно закрыт головкой блока цилиндров (ГБЦ), в которой находятся впускной (5) и выпускной (4) клапаны, закрывающие соответствующие каналы.

Слайд #14

Устройство двигателей внутреннего сгорания
Клапаны открываются под действием кулачков распределительного вала (14) через передаточные механизмы (15). Распределительный вал приводится во вращение шестернями (13) от коленчатого вала.
Для уменьшения потерь на преодоление трения, отвод теплоты, предотвращения задиров и быстрого износа трущиеся детали смазывают маслом. В целях создания нормального теплового режима в цилиндрах двигатель должен охлаждаться.

Слайд #15

Устройство двигателей внутреннего сгорания
Главная задача – заставить работать поршень, ведь именно он является главной движущей силой. Для этого в цилиндры должны подаваться горючая смесь в определенной пропорции (у бензиновых) или отмеренные порции топлива в строго определенный момент под высоким давлением (у дизелей). Топливо воспламеняется в камере сгорания, отбрасывает поршень с большой силой вниз, тем самым приводя его в движение.

Слайд #16

Принцип работы двигателя
Схема работы двигателя

Слайд #17

Принцип работы двигателя
Из-за низкой производительности и высокого расхода топлива двухтактных двигателей практически все современные двигатели производят с тактными циклами работы:

Впуск топлива;
сжатие топлива;
сгорание;
вывод отработанных газов за пределы камеры сгорания.

Слайд #18

Принцип работы двигателя
Точка отсчета — положение поршня вверху (ВМТ — верхняя мертвая точка). В данный момент впускное отверстие открывается клапаном, поршень начинает движение вниз и засасывает топливную смесь в цилиндр. Это первый такт цикла.
Во время второго такта поршень достигает самой нижней точки (НМТ — нижняя мертвая точка), при этом впускное отверстие закрывается, поршень начинает движение вверх, из-за чего топливная смесь сжимается. При достижении поршнем максимальной верхней точки топливная смесь сжата до максимума.

Слайд #19

Принцип работы двигателя
Третий этап – это поджигание сжатой топливной смеси с помощью свечи, которая испускает искру. В результате горючий состав взрывается и толкает поршень с большой силой вниз.
На заключительном этапе поршень достигает нижней границы и по инерции возвращается к верхней точке. В это время открывается выпускной клапан, отработанная смесь в виде газа выходит из камеры сгорания и через выхлопную систему попадает на улицу. После этого цикл, начиная с первого этапа, повторяется снова и продолжается в течение всего времени работы двигателя.

Слайд #20

Принцип работы двигателя
Описанный выше способ является универсальным. По такому принципу построена работа практически всех бензиновых моторов. Дизельные двигатели отличаются тем, что там нет свеч зажигания – элемента, который поджигает топливо. Детонация дизельного топлива осуществляется благодаря сильному сжатию топливной смеси. При такте «впуск» в цилиндры дизеля поступает чистый воздух. Во время такта «сжатие» воздух нагревается до 600О С. В конце этого такта в цилиндр впрыскивается определенная порция топлива, которое самовоспламеняется.

Слайд #21

Основные понятия и определения двигателя

Слайд #22

Основные понятия и определения двигателя
Дизельный двигатель (дизель) — поршневой двигатель внутреннего сгорания, работающий по принципу самовоспламенения распылённого топлива от воздействия разогретого при сжатии воздуха.
Карбюраторный двигатель — один из многих типов двигателей внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием и автономным зажиганием.

Слайд #23

Основные понятия и определения двигателя

Слайд #24

Основные понятия и определения двигателя
Верхняя мертвая точка (ВМТ) — положение поршня в цилиндре двигателя внутреннего сгорания, соответствующее максимальному расстоянию между любой точкой поршня и осью вращения коленчатого вала.
Нижняя мертвая точка (НМТ)— положение поршня в цилиндре, соответствующее минимальному расстоянию между любой точкой поршня и осью вращения коленчатого вала (обычно нижнее положение поршня связанного в вертикальном кривошипно-ползунковым механизмом.

Слайд #25

Основные понятия и определения двигателя
Ход поршня 𝑆 — расстояние между крайними положениями поршня, равное удвоенному радиусу кривошипа коленчатого вала. Каждому ходу поршня соответствует поворот коленчатого вала на угол 1800 (пол-оборота).
Ход поршня определяется как 𝑆=2𝑟,
где 𝑟 — радиус кривошипа коленчатого вала.

Слайд #26

Основные понятия и определения двигателя
Объем, заключенный между крайними положениями поршня при его перемещении от ВМТ. до НМТ, называется рабочим объёмом цилиндра 𝑣 ℎ .
𝑣 ℎ = 𝜋 ⅆ 2 4 𝑆, м³,
где 𝑑−диаметр цилиндра, м;𝑆 −ход поршня, м.
Объем пространства, когда поршень находится в ВМТ называется объемом камеры сжатия 𝑣 𝑐 .
Сумма объемов камеры сжатия и рабочего объема называется полным объемом 𝑣 𝑎 и определяется по формуле 𝑣 𝑎 = 𝑣 𝑐 + 𝑣 ℎ , м³.

Слайд #27

Основные понятия и определения двигателя
Сумма рабочих объемов всех цилиндров двигателя, выраженная в литрах, называется литражом двигателя 𝑣 𝛬 .
𝑣 𝛬 = 10 3 𝑣 ℎ ⅈ,
где ⅈ −число цилиндров двигателя; 𝑣 ℎ − рабочий объем одного цилиндра, м 3 .

Слайд #28

Основные понятия и определения двигателя
Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия называется степенью сжатия 𝜀.
𝜀= 𝑣 𝑐 + 𝑣 ℎ 𝑣 𝑐 .

Слайд #29

Основные понятия и определения двигателя
Рабочий цикл двигателя – это совокупность регулярно повторяющихся в камере сгорания процессов (тактов), обеспечивающих беспрерывное функционирование мотора.
Двигатели, в которых рабочий цикл совершается за 2 такта (один оборот коленчатого вала), называются двухтактными.
Двигатели, в которых рабочий цикл совершается за 4 такта (два оборота коленвала), называются четырехтактным.
Двух- и четырехтактные двигатели могут быть как бензиновыми (карбюраторными), так и дизельными.

Слайд #30

Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя

Слайд #31

Слайд #32

Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя
Впуск. Цилиндр заполняется чистым воздухом. Ввиду отсутствия карбюратора гидравлические сопротивления уменьшены и давление в конце впуска несколько повышено (0,90 - 0,95 кг/см2), а температура воздуха всего 50 - 80° С, так как здесь не требуется подогрев свежего заряда, необходимый в карбюраторном двигателе для испарения бензина.

Слайд #33

Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя
Сжатие. Поршень сжимает воздух, заполнивший цилиндр при впуске. В конце сжатия давление достигает 30 - 50 кг/см2, а температура- 500-700° С. Такое повышение температуры и давления необходимо для самовоспламенения топлива, впрыскиваемого в цилиндр двигателя в конце такта сжатия, и обеспечивается высокой степенью сжатия в пределах от 12 до 20. Высокая степень сжатия обеспечивает высокую экономичность и мощность дизельных двигателей. Конструкторы стремятся применять в дизельных двигателях наименьшую степень сжатия такой величины, чтобы самовоспламенение смеси было устойчивым. При слишком высокой степени сжатия резко повышается давление в цилиндрах, увеличиваются нагрузки на детали, возрастают их вес и силы инерции. Двигатель в целом становится более громоздким и менее долговечным.

Слайд #34

Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя
Горение. Впрыскиваемое в цилиндр двигателя топливо воспламеняется. В первый момент происходит подготовка топлива к вспышке, затем топливо вспыхивает; при дальнейшем протекании впрыска топливо горит по мере подачи его в цилиндр при постоянном давлении. За время горения давление и температура в цилиндре резко возрастают, но вследствие больших потерь на нагревание воздуха температура газов в конце горения ниже, чем в карбюраторном двигателе, -1500 - 2000° С. Давление достигает значительной величины - 60 - 120 кг/см2.

Слайд #35

Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя
Расширение. Вследствие относительно малого объема камеры сгорания по сравнению с полным объемом цилиндра в дизельных двигателях степень расширения высокая, поэтому в конце расширения давление и температура ниже, чем в карбюраторных двигателях: давление достигает 2 - 4 кг/см2, а температура - 700 - 1100°С.

Выпуск в дизельном двигателе отличается только более низкими давлением (1,05 - 1,10 кг/см2) и температурой (300 - 500°С).

Слайд #36

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя

Слайд #37

Слайд #38

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя
Впуск. Поршень перемещается с ВМТ в НМТ. Освобождающаяся над поршневая полость цилиндра заполняется горючей смесью через открытый впускной клапан из-за возникающего разрежения. Горючая смесь, поступая в цилиндр, смешивается с остатками отработавших газов от предыдущего цикла, образует рабочую смесь. В конце такта давление в цилиндре составляет 0,07—0,95 МПа, температура — 350—390 К, коэффициент наполнения цилиндра — 0,6—0,7.

Слайд #39

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя
Сжатие. Поршень движется от НМТ к ВМТ, впускной и выпускной клапаны закрыты. Объем над поршневой полости уменьшается. Рабочая смесь сжимается. Сжатие сопровождается повышением давления и температуры. Степень сжатия регламентируется детонационной стойкостью топлива. В конце такта давление составляет 1,2—1,7 МПа, а температура — 600—700 К.

Слайд #40

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя
Расширение. В начале такта при сгорании рабочей смеси, которая меняется от искровою разряда свечи зажигания, выделяется значительное количество теплоты, резко увеличивается температура и давление. Вследствие давления газон поршень перемешается от ВМТ к НМТ. Газы расширяются и совершают полезную работу. В начале расширения давление газов составляет 4—6 МПа, температура — 2500—2800 К. В конце расширения давление н цилиндре составляет 0,3—0.5 МПа, температура - 1100-1800 К.

Слайд #41

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя
Выпуск. Поршень перемещается oт НМТ к ВМТ. Через открытый выпускной клапан отработавшие газы выталкиваются из цилиндра в выпускной трубопровод и в окружающую среду, В конце выпуска давление в цилиндре составляет 0,105—0,12 МПа, а температура — 85O-120O К.

Слайд #42

Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя

Слайд #43

Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя
Рис 136. Схема двухтактного карбюраторного двигателя:
а - схема рабочего цикла:
I - сжатие, II - рабочий ход. Ill - выпуск, продувка и впуск: 1 - перепускной канал; 2 - продувочное окно; 3 - поршень; 4 - цилиндр; 5 - свеча зажигания; 6 - выпускное окно; 7 - впускное окно; 8 - карбюратор; 9 - кривошипная камера;
б - индикаторная диаграмма:
1 - зажигание; 2 - открытие выпускного окна; 3 - открытие продувочного окна; 4 - ход продувки; 5 - линия атмосферного давления; 6 - закрытие продувочного окна; 7 - открытие впускного окна.

Слайд #44

Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя
Такт сжатия. Поршень 3 от НМТ движется к ВМТ (рис. 136, я, Г) и перекрывает сначала продувочное окно 2, а затем выпускное 6. После этого он начинает сжимать ранее поступившую в цилиндр 4 горючую смесь. Изменение давления в цилиндре на индикаторной диаграмме (рис. 136, б) на данном этапе отображает кривая fa'c. Одновременно с этим в кривошипной камере 9 создаётся разрежение, и через открывшееся впускное окно 8 в неё начинает поступать свежий заряд горючей смеси, приготовленной в карбюраторе 7.

Слайд #45

Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя
Рабочий ход, выпуск, продувка и впуск. Когда поршень 3 подходит к ВМТ, сжатая рабочая смесь воспламеняется электрической искрой от свечи зажигания 5. При сгорании смеси давление газов резко возрастает. Повышение давления в цилиндре на индикаторной диаграмме показывает кривая сг. Поршень от ВМТ перемещается к НМТ(рис. 136,а,//). В цилиндре происходит расширение газов, которое на индикаторной диаграмме показывает кривая гб.

Слайд #46

Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя
Как только поршень перекроет впускное окно 7, в кривошипной камере 9 начинает сжиматься ранее поступившая в неё горючая смесь. При дальнейшем опускании поршня открывается выпускное окно 6 (рис. 136, о, ///), через которое из цилиндра выходят отработанные газы. Затем открывается продувочное окно 2, и через перепускной канал 1 предварительно сжатая смесь из камеры поступает в цилиндр, выталкивая из него отработанные газы наружу через выпускное окно 6. Этот процесс называется продувкой. Кривая 6afa' на индикаторной диаграмме отображает изменение давления в цилиндре во время процессов выпуска и продувки.

Слайд #47

Сравнительная оценка дизельных и карбюраторных двигателей

Слайд #48

Сравнительная оценка дизельных и карбюраторных двигателей
Дизельный двигатель по сравнению с карбюраторным имеет следующие преимущества: для выполнения единицы произведенной работы расходуется в среднем на 20... 25% (по массе) меньше топлива вследствие более высокой степени сжатия; КПД в среднем на 5... 10% выше за счёт сокращения тепловых потерь; работает на более тяжёлых сортах топлива; используемое топливо дешевле и менее огнеопасно.

Благодаря высоким экономическим показателям дизельные двигатели используются на всех отечественных тракторах.

Слайд #49

Сравнительная оценка дизельных и карбюраторных двигателей
Вместе с тем дизельный двигатель имеет ряд недостатков. Так, прочность отдельных деталей должна быть выше из-за более высокого давления газов в цилиндре, а это ведёт к увеличению массы и размеров двигателя; более сложен запуск, особенно в зимнее время.

Преимущества двухтактного двигателя по сравнению с четырехтактным заключаются в следующем. В связи с тем, что рабочий ход совершается за каждый оборот коленчатого вала, его мощность на 60... 70% выше; работает более равномерно; устройство и эксплуатация проще, в особенности при кривошипно-камерной продувке, т.к. не имеет специального механизма газораспределения.

Слайд #50

Сравнительная оценка дизельных и карбюраторных двигателей
Недостатки двухтактного двигателя: не экономичен, так как до 30% горючей смеси теряется при выпуске из цилиндра отработанных газов; после продувки в цилиндре остается много отработанных газов, что уменьшает степень его наполнения; кривошипная камера, которая служит для продувки и зарядки цилиндра свежей смесью, не обеспечивает её подачу в достаточном количестве; из-за наличия процесса расширения при каждом обороте коленчатого вала более высокая температура создаёт тяжелые условия для работы основных сборочных единиц и деталей двигателя.

Слайд #51

Работа многоцилиндрового двигателя

Слайд #52

Работа многоцилиндрового двигателя
Многоцилиндровые двигатели состоят из нескольких одноцилиндровых двигателей, конструктивно объединенных в одно целое и имеющих один общий коленчатый вал.
Расположение цилиндров многоцилиндровых двигателей может быть однорядным или двухрядным (рис. 137). В большинстве однорядных двигателей цилиндры располагаются вертикально (рис. 137, а). Такое расположение имеют двигатели Д-240 (трактор Т-70 Л), СМД-14БН (тракторы ТДТ-55А, ЛХТ-55М), СМД-18БН (тракторы ЛХТ-100, ЛХТ- 100Б, ТЛТ-100), А-01МЛ (трактор ЛХТ-4). В двухрядных двигателях цилиндры установлены под некоторым углом друг к другу.

Слайд #53

Работа многоцилиндрового двигателя
Если в двигателях с двухрядным расположением цилиндров угол между ними менее 180°, их называют V- образными (рис. 137, б), например СМД-60 (ЛТ-157) и ЯМЗ-238НБ (Т-703), а в случае когда угол между цилиндрами равен 180°-оппозитными (рис. 137, в).
Клапаны каждого цилиндра открываются в такой последовательности, при которой одноимённые такты в цилиндрах двигателя чередуются в определённом порядке. Чередование тактов рабочего хода называется порядком работы цилиндров.

Слайд #54

Работа многоцилиндрового двигателя
Рис. 137. Схемы расположения цилиндров двигателя:
а - однорядное; б - V-образное; в - двухрядное, оппозитное.

Слайд #55

Работа многоцилиндрового двигателя
Четырёхцилиндровый двигатель можно представить как соединённые вместе четыре одноцилиндровых двигателя с одним общим коленчатым валом, кривошипы (колена) которого расположены в одной плоскости. Два крайних колена направлены в одну сторону, а два внутренних - в другую (рис. 138). В этом случае поршни движутся попарно. Когда в первом и четвертом цилиндрах поршни опускаются, во втором и третьем они поднимаются. При таком расположении колен возможен порядок работы 1-3-4-2 (см. табл. 7). К таким двигателям относятся Д-240 и СМД-18Б.

Слайд #56

Работа многоцилиндрового двигателя
Рис. 138. Работа четырехтактного четырехцилиндрового двигателя:
а, б, в, г- полуобороты коленчатого вала.

Слайд #57

Работа многоцилиндрового двигателя
Табл. 7. Порядок работы многоцилиндрового двигателя.

Слайд #58

Работа многоцилиндрового двигателя
В шестицилиндровых однорядных двигателях колена вала расположены под углом 120° друг к другу и симметрично относительно оси вала. Порядок работы может быть 1-5-3-6-2-4 (А-01МЛ).
В восьмицилиндровых V-образных четырёхтактных двигателях угол между осями цилиндров левой и правой групп равен 90°. Перекрытие тактов расширения в различных цилиндрах происходит в течение одного поворота коленчатого вала на угол 90°, поэтому его вращение равномернее. Порядок работы таких двигателей 1 —5 — 4 — 2 — 6 — 3 — 7 — 8 (ЯМЗ-238НБ).

Слайд #59

Показатели работы двигателя

Слайд #60

Показатели работы двигателя
Основные показатели, характеризующие работу двигателя, — крутящий момент, мощность, экономичность и коэффициент полезного действия.
Крутящий момент — это произведение силы, вращающей кривошип, на радиус кривошипа. Крутящий момент выражается в ньютонометрах (Нм). Развивая определенный крутящий момент, двигатель совершает работу.

Слайд #61

Показатели работы двигателя
Мощность — это работа, выполненная в единицу времени. Ее измеряют в киловаттах (кВт). Различают индикаторную и эффективную мощность двигателя.

Слайд #62

Показатели работы двигателя
Индикаторная мощность — это мощность, развиваемая газами внутри цилиндра работающего двигателя.
Эффективная мощность — мощность, получаемая на коленчатом валу. Она меньше индикаторной на 10...12%, т. к. часть мощности затрачивается на преодоление сил трения в механизмах двигателя и приведение в действие вспомогательных устройств (насосов, вентилятора, генератора и др.).

Слайд #63

Показатели работы двигателя
Индикаторная мощность (кВт):
𝑁 𝑖 = 𝑝 𝑖 ⋅ 𝑉 ℎ ⋅ⅈ⋅𝑛⋅ 10 3 𝜏 ,
где 𝑝 𝑖 −индикаторное давление, МПа;
ⅈ −число цилиндров двигателя;
𝑛 −частота вращения коленчатого вала, 𝑐 −1 ;
𝜏 −тактность двигателя, об.
Индикаторное давление четырехтактных и двухтактных дизельных двигателей 0,6 – 1,1 Мпа (6 – 11 кгс/см²).

Слайд #64

Показатели работы двигателя
Тактность двигателя – это число, показывающее, за сколько оборотов коленчатого вала совершается рабочий цикл.
Для четырехтактных двигателей 𝜏 = 2 , для двухтактных 𝜏 = 1.
Если вместо рабочего объема цилиндра подставить литраж двигателя, то индикаторная мощность будет:
𝑁 𝑖 = 𝑝 𝑖 ∙𝑉 𝛬 ∙𝑛 𝜏 , кВт.

Слайд #65

Показатели работы двигателя
При работе двигателя часть индикаторной мощности затрачивается на преодоление сопротивления трения движущихся деталей двигателя.
Мощность, равноценная этим потерям, называется мощностью трения 𝑁 𝑇 .
Мощность двигателя , снимаемая с его коленчатого вала, называется эффективной мощностью ( 𝑁 𝑒 , кВт).
𝑁 𝑒 = 𝑁 𝑖 −𝑁𝜏.

Слайд #66

Показатели работы двигателя
Отношение эффективной мощности к индикаторной называется механическим коэффициентом полезного действия ( 𝜂 𝑀 ), т. е.
𝜂 𝑀 = 𝑁ⅇ 𝑁 𝑖 .
При работе с полной нагрузкой для четырехтактных дизельных двигателей 𝜂 𝑀 = 0,73 ÷ 0,85, для двухтактных 𝜂 𝑀 = 0,70 ÷ 0,75.

Слайд #67

Показатели работы двигателя
Среднее эффективное давление ( 𝑃 𝑒 , Мпа) меньше среднего индикаторного:
𝑝 𝑒 = 𝑝 𝑖 ⋅ 𝜂 𝑀 .
Для дизельных двигателей среднее эффективное давление для четырехтактных 𝑃 𝑒 =0,5 ÷0,85 МПа,
для двухтактных 𝑃 𝑒 =0,4÷0,75 МПа.
Эффективную мощность 𝑁 𝑒 , кВт, можно выразить через индикаторную:
𝑁 𝑒 = 𝑁 𝑖 𝜂 𝑀 = 𝑃 𝑖 ⋅ 𝜂 𝑀 ⋅ 𝑣 𝛬⋅𝑛 𝜏 или 𝑁 𝑒 = 𝑃 𝑒 ⋅ 𝑉 𝛬 ⋅𝑛 𝜏 .

Слайд #68

Показатели работы двигателя
Мощность двигателя зависит от его литража, давления газов в цилиндрах, частоты вращения коленчатого вала, тактности.
Литровая мощность – это эффективная мощность, отнесенная к 1 л объема двигателя (кВт/л):
𝑁 𝛬 = 𝑁 𝑒 𝜈 𝛬 = 𝑝 𝑒⋅𝑛 𝜏 .

Слайд #69

Показатели работы двигателя
Масса топлива, расходуемого двигателем в единицу времени, называется расходом топлива.

Зная расход топлива можно определить индикаторный и эффективный удельные расходы топлива.

Слайд #70

Показатели работы двигателя
Удельный индикаторный расход топлива – это масса топлива, расходуемая на единицу индикаторной мощности в 1 ч
( 𝑔 𝑖 , кг кВт ∙ч¹):
𝑔 𝑖 = 3600⋅ 𝐺 𝑇 𝑁 𝑖 ,
где 𝐺 𝑇 −расход топлива, кг с .

Слайд #71

Показатели работы двигателя
Удельный эффективный расход топлива ( 𝑔 𝑒 , кг кВт ∙ч) – это масса топлива, расходуемая на единицу эффективной мощности в 1 ч:
𝑔 𝑒 = 3600⋅ 𝐺 𝑇 𝑁 𝑒 .
В современных тракторных дизельных двигателях удельный эффективный расход топлива 0,23 – 0,27 кг/кВт · ч.