книги из ГПНТБ / Ченцов В.Н. Тепломеханическое оборудование автономных источников электроснабжения конспект лекций

Корректор Г. В. Паниковских

Подписано к печати 8.6.73

Печ. листов 19,5

Уч -изд. листов 19

Зак. 7408

Для внутриведомственной продажи

цена 1 р. 64 :<.

Г-850120

Типография

ВИКА имени А. Ф. Можайского

Вклад русских и

особенно

советских

ученых в создание дви­

гателей

внутреннего

сгорания

(ДВС) с самовоспламенением

от

сжатия

исключительно

велик.

Считается,

что создателем

такого

двигателя является немецкий

инженер-теплотехник Рудольф Ди8ель.

Первые результаты испытаний

его двигателя

стали известны в

1897 г . Двигатель Дизеля после

четырех

лет

неудачной

доводки

работал только на керосине

при

удельном

расходе 240

г / л . с . - ч .

ных, а затем двухтактных ДВС с самовоспламенением,

образцы к о ­

торых на всемирной выставке в Чикаго в

1893

г . получили высокую

оценку. На совместной выставке русских

и зарубежных

ДВС с само­

воспламенением в 1896 г . в Нижнем Новгороде

русские

двигатели

что они работали на

любом жидком топливе (даже

на сырой

нефти)

с удельным

расходом

221

г / л . с . - ч ,

т . е . экономичнее,

чем

двига­

тель Дизеля

при работе

на керосине. Оригинальность

отечествен­

ных ДВС подчеркивалась

тек, что за

границей их

называли

" р у с ­

с к и м и

д з и г а т е л я м и " .

4

воспламенением от сжатия. В России также первыми в мире

были

построены теплоходы с ДВС с

самовоспламенением от

сжатия.

Наиболее совершенным ДВС с самовоспламенением от сжатия

является бескомпрессорный двигатель с самовоспламенением.

З а я в ­

ка на такой

двигатель была

сделана в 1899 г . русским инженером

Г.В.Тринклером.

В 1903

г .

такой

двигатель был построен талант ­

ливым конструктором первого

в мире трактора

Я.В.Маминым.

За .

границей такие двигатели появились на 10 лет

позднее.

Следова­

тельно, мы должны

понимать,

что

наименование

ДВС

с

самовос­

пламенением

от

сжатия

дизелями

является условным,

не

отра ­

жающим вклад

русских ученых

в создание этих

двигателей.

Осо­

создании и

практическом применении автотракторных, танковых и

авиационных дизелей. Советским конструктором А.Д. Чаромским

был создан

авиадизель АЧ-30, являющийся

самым

мощным

(до

2000 л . с . )

и самым экономичным (удельный

расход

топлива

на

крейсерских режимах достигал 140 - 145 г / л . с . - ч )

дизелем

из

когда-либо применявшихся на самолетах дизелей.

Не менее значителен вклад русских и советских

ученых

и ин -

жѳаѳров в дело разработки

теории процессов в дизелях. Методика

теплового расчета

дизелей

создана профессорами Н.Р. Брилингоы

и É.K. Мазингом на

основе

экспериментально-теоретической

мето­

ского, Д.Н.Вырубова,

Б.Г.Либровича, Н.В.Иноземцева, Г.М.Мель-

кумова и других. Эти

работы позволили углубить, уточнить т е п ­

чета закона подачи

топлива. Методика расчета и анализа

харак ­

теристик

дизелей разработана в

трудах А.И.Толстова, Д.А.Порт-

вова, А.Д.Чаромского и

других.

Большая работа выполнена про­

фессором

Брилингом

по

исследованию теплообмена дизеля

со

средой.

5

Следует

отметить большую

роль КПСС и ее ЦК

в

созда ­

дим

советского

дизелестроения.

Исключительную

роль

в

созда ­

нии

советского

дизелѳстроения

сыграли первые

пятилетки,

в результате

которых были созданы

автотракторные,

судострои­

в советское

время крупнейших научно-исследовательских

институ­

тах (ЦНИДИ,

ЦВДИТМАШ, ЦИАН и д р . ) . Результаты исследований

используются

крупнейшими дизѳлѳстроительными заводами:

"Рус­

выдающиеся результаты, достигнутые в теории

и практике

совет ­

ского

дизелестроения

во многом опередившие

зарубежные

дости­

жения.

Не случайным

является тот факт, что основной двигатель

машинах до последнего времени преимущественное

распространение

получили

карбюраторные

двигатели. И в

настоящее

время

выпуска­

емые в нашей стране дизели находятся на уровне

мировых стандар­

тов и превосходят их . Это обстоятельство убедительно

доказыва­

ется сравнением

быстроходных

четырехтактных

дизелей, аналогичных

по размерности

и назначению,

выпускаемых

немецкой

фирмой

Bersedes

и Benz , японским концерном

Мицубиси

и ленинградским

заводом

"Звезда" .

Показатели

Дизели

сравнения

советский

немецкий

японский

Мощность

номинальная,

ІІОО

1350

1400

Обороты

коленчатых

1800

1500

1600

2ÜT5

І2ЧН ^ * 5 -

І2ЧН ^5 -0 -

І 2 Ч Н

20,5

200

Удельный

расход

топ ­

165

165

185

лива,

г / э . л . с . - ч . . .

Гарантийный

срок,

2000

2000

2000

Моторесурс,

в час . . .

5600

6000

5000

Удельная

мощность,

1670.

3120

3820

0,67

0,43

0,39

6

Сравнѳнкѳ свидетельствует о том, что сравниваемые

дизели

имеют

аналогичные основные

показатели,

но

советские

дизели

гочтн вдвое легче немецких и японских,

поэтому

охотно

покупают­

ся

целым

рядом (более 30!)

стран не только

социалистического,

но

и капиталистического мира.

Большое внимание уделено развитию диэелѳй

в пятилетнем

пла ­

ве

развития народного хозяйства СССР на

І97І -

1975

годы.

Так

в директивах по пятилетнему плану записано: "Особое внимание

уделить развитию дизѳлестроения и производству газовых

двига­

телей и гавомотокомпрессоров. Увеличить

моторесурс

этих нашив

в

1,5

- 2

р а з а " .

Г л а в а

I

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ДИЗЕЛЕЙ

§ I . ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЧЕТЫРЕХТАКТНЫХ И ДВУХТАКТНЫХ ДИЗЕЛЕЙ

Рассмотрим принципиальные схемы и принцип

действия совре ­

менных четырехтактных и двухтактных дивелей.

Принципиальная схема четырехтактного

дизеля

газораспределительный

. Основными системами дизеля являются:

-

система питания

дизеля топливом и воздухом;

-

система

смазки;

-

система

охлаждения;

-

система

наддува;

Вспомогательными системами

являются:

-

система

управления дизелем и его осювнымм агрегатами;

-

система

воздухозабора и

выхлопа;

-

система шумо- и виброизоляции;

-

система

автоматического

и дистанционного управленяя ди ­

энергии топлива

в механическую

энергию. КШ в к а т а е т неподвиж­

ные и

подвижные

детали. Неподвижными деталями являются

блок-

картер

5, поддон

блок-картера

I , головка блока цилиндров

10.

Рис.

I

В блок-картерѳ устанавливаются

подшипники

коленчатого

вала .

Основными подвижными деталями

КШМ являются

коленчатый

вал 2,

остов дизеля, на котором монтируются все другие механизмы

и

элементы

систем.

Рассмотрим принцип действия четырехтактного дизеля без

наддува. Для этого предположим, что впускной коллектор 12

с о ­

единен непосредственно с воздухозаборным устройством 13,

а вы­

хлопной

коллектор 16 соединен непосредственно с выхлопным

у с т ­

ройством 18. В

четырехтактном

дизеле процесс

превращения

хими­

ческой энергии

топлива в

механическую

работу

происходит

за два

оборота коленчатого вала .

При

движении

поршня вниз и при

усло ­

вии,

что впускной

клапан

I I открыт, а выхлопной

клапан

17

з а ­

крыт,

происходит

зарядка

полости цилиндра свежей

порцией

в о з ­

духа. При движении поршня вверх оба клапана 17

и

I I закрыты,

поэтому движение

поршня

сопровождается сжатием

свежего

заряда

нен

с коленчатым

валом 2

посредством повышающего

редуктора. Та­

кая

система

наддува называется

механической. И,

наконец, вал

турбины 15

может

быть

соединен

посредством понижающего

редукто­

ра

с коленчатым

валом

2,

что приводит к более полному

использо­

ванию энергии выхлопных г а з о в .

Принципиальная

схема

двухтактного

дизеля

Отличие двухтактного

дизеля

от

четырехтактного

состоит

в

том, что в двухтактном диэеле превращение химической

энергии

топлива в механическую р а б о т у происходит за

один оборот колен­

чатого вала . При сгорании

топлива

в камере сгорания

7

(рис . 2)

поршень 8 двигается вниз

и отдает

механическую работу

через

ша­

сферу чѳрех выхлопной

коллектор и выхлопное устройство

5.

Даль­

нейшее движение поршня вниз приводит к открытию продувочных

окон 9.

К продувочным

окнам под давлением

подводится

сжатый

воздух

от нагнетателя

10, приводимого

от

коленчатого вала

2 .

К нагнетателю 10 воздух подводится от

воздухозаборного

устрой -