Новости

Ішкі жану қозғалтқышы және турбина - жылу машиналары

17-ші ғасырдан бастап газ жылжымайтын мүлік кеңейген кезде кеңінен жұмыс істеуге кеңінен қолданылады. Ішкі газ энергиясын механикалық жұмысқа айналдыратын құрылғылар жылу машиналары деп аталады. Айғақты инженерлер мен ғалымдардың, Ньюкомен, Джеймс Ватт, Чарльз, Мариотт, Авогадро, Бойль, Бойль, Далтон, Карло, Клапа, басқалары, басқа жылу машиналарын ойлап табуға мүмкіндік берді. Экскаваторлардың, крандар, машиналар, машиналар және жылу машиналарымен жабдықталған басқа да механикалық құрылғылардың арқасында біз қысқа мерзімде көп мөлшерде жұмыс жасай аламыз.

Газдың кеңеюі және жұмысы

Газ, кеңею, жұмыс істей алады. Қақпағы бар қайнаған сумен кастрюльден, түрту қақпағының дыбысы естіледі. Дыбыс қайнаған судың қатты буланып кетуіне байланысты пайда болады. Жұп судың үстінен көтеріледі, судың беті мен қақпағы арасындағы кеңістікті алып жатыр. Бумен кеңейіп, қақпақты көтереді (Cурет 1).

Жылытылатын бу (газ) жұмыс істейді және жұмыс жасайды

Інжір. 1. Кеңейту, ыстық жұп жұмыс жасау арқылы қақпақты көтереді

Ерлі-зайыптылардың бір бөлігі кәстрөлді қақпағының астында пайда болған алшақтықтан қалдырады. Қақпақ кетеді. Бұл процесс кастрюльді жылытуды тоқтатқанша қайталанады.

Мұндағы ең бастысы - жылытылатын бу (газ), кеңейе отырып, қақпақты жылжыту, жұмыс жасай алады.

Джеймс Ватт 17 ғасырдың аяғында қыздырылған будың осы қасиетін пайдалану тиімділігін арттыру жолымен келді. Ол Нью-Қорқыныштың бу машинасын жақсартқаны үшін, ол буландыратын конденсаторды ойлап тапты. Бұл оның тиімділігін 3 есе арттыруға мүмкіндік берді.

Жылу қозғалтқыштарының төрт түрі

Бүгінгі таңда жылу қозғалтқыштарының мұндай түрлері белгілі (2-сурет):

  1. Ішкі жану қозғалтқышы,
  2. Бу турбинасы және газ турбинасы,
  3. Бу қозғалтқышы,
  4. реактивті қозғалтқыш.
Жылу қозғалтқыштарының төрт түрін жою

Інжір. 2. Жылу қозғалтқыштарының түрлері - DVS, турбина, реактивті және бу қозғалтқыштары

Жылу қозғалтқышындағы энергияны түрлендіру

Кез-келген жылу қозғалтқышында энергияның мұндай өзгерістері тізбекпен кездеседі (Cурет 3):

  • Жанармайдың жылу энергиясы ішкі энергетикалық энергияға айналады;
  • Жылытылатын газ кеңейіп, жұмысты, салқындатуды бір уақытта жасайды;
  • Газдың ішкі энергиясының бөлігі механикалық энергияға түседі.
Жылу қозғалтқыштарындағы жанармай энергиясы механикалық энергияға айналады

Інжір. 3. Жылу қозғалтқышында жанармай энергиясы механикалық энергияға айналады

Ішкі жану қозғалтқышы (DVS)

Қарапайым жылу қозғалтқышын, цилиндрі бар кәстрөлді ұсыну үшін, ал қақпағы - металл поршень. Поршеньдер жылтыратылған цилиндрдің қабырғаларына мықтап жатып, оны минималды үйкеліспен жылжыту үшін. Егер сіз газды поршене астындағы бос орынға қойсаңыз, онда қыздырыңыз және кеңейтіңіз, ол поршеньді жылжытуға мүмкіндік береді. Алынған құрылғы жылу механизмі деп аталады.

Порстонның қосымша механикалық бөліктерінің көмегімен прогрессивті қозғалысты жұмыс білігінің айналу қозғалысына айналдыруға болады.

Бүгінгі таңда қозғалтқыш жылу қозғалтқыштарының ең көп таралған түрі болып табылады. Мұндай қозғалтқыштарда сұйық немесе газ тәрізді отын пайдаланылады - бензин, керосин, алкоголь, май, жанғыш газ. Мұндай қозғалтқыштағы отын цилиндр ішінде күйіп кетеді, сондықтан оны ішкі жану қозғалтқышы (ICE) деп атады.

Ескерту: Бу машинасы және, мысалы, Strirling қозғалтқышы сыртқы жану қозғалтқыштарына жатады. Мұндай машиналардағы отын жұмыс жасайтын цилиндрден тыс күйіп кетеді.

Ішкі жанудың бір цилиндрлігі мен көп цилиндрлі қозғалтқыштары бар.

Қозғалтқыш сағаттарының саны бойынша жұмыс цикліне сәйкес келетін қозғалтқыш ажыратылған

  • Екі инсульт үшін I.
  • Төрт инсульт үшін.

Бір цилиндр қозғалтқышы қалай

Қандай бөліктерде бір цилиндрлі қозғалтқыш кіреді (Cурет 4).

Ішкі жану қозғалтқышының қандай бөліктері тұрады

Інжір. 4. Ішкі жану қозғалтқышының негізгі бөліктері

Негізгі бөліктер - цилиндр және поршень - цилиндр ішінде біртіндеп жүре алады. Поршеньдің жұмыс бетінің үстінде шам бар. Жанармай мен ауа буларының қоспасы поршень мен шам арасындағы кеңістікке орналастырылған. Мұндай газ жұмыс сұйықтығы деп аталады. Электр тұтану шамы жанармай-ауа қоспасын жағу процесін тудырады.

Ауа қабылдау және жанармай буы және күйдірілген газдарды шығару екі клапанмен жүзеге асырылады, оларды екі клапанмен жүзеге асырады, олар сонымен қатар кіріс және бітіру деп аталады.

Және қосылу өзегі поршеньді және иінді біліктерді қосады. Осы қосылыстың көмегімен поршеньдің өзара қозғалысы иінді біліктің айналмалы қозғалысына айналады.

Қозғалтқышты тиімді пайдалану үшін әр клапанды ашып, жабыңыз және қажетті нүктелердегі шамға электр қуатын беру керек. Сондықтан, клапандар, поршень және шам жұмысы үнемі. Олардың жұмысының дәйектілігі CAM механизмі және суретте көрсетілмеген түрлі сенсорлар арқылы жүзеге асырылады.

Өлі нүкте мен поршеньді жылжыту дегеніміз не

Біріншіден, өлі ұпайлар мен жұмыс үстіндегі ұғымдармен танысыңыз. Бұл анықтауға көмектеседі, қайсысы қозғалтқыштың жұмыс циклі.

Екі өлі нүкте - поршеньдің экстремалды жағдайы. Бұл лауазымдарда поршень қозғалыс бағытын керісінше өзгертеді. Қатты екі өлі нүкте - жоғарғы және төменгі (5-сурет). Олардың арасындағы қашықтық поршень деп аталады.

Өлі нүктелер мен поршеньдер

Өлі нүктелер арасындағы қашықтық поршеньді көшіру арқылы пайда болады

Қозғалтқыш болған кезде цилиндр ішінде не болады

Қозғалтқыш цилиндрде жұмыс істеп тұрған кезде, жанармай мен ауа қоспасы мезгіл-мезгіл пайда болады, ал шығыс газдары шығарылады.

Сығылған тұрақты газдар электр ұшқынынан жанады. Жану температурасы 1800 градусқа дейін көтеріледі. Сондықтан, әрбір ішкі жану қозғалтқышы одан әрі салқындату жүйесін қамтиды.

Ыстық газдар кеңейеді, поршеньдегі қысым және цилиндрдің қабырғалары күрт артады. Бұл қысым күшпен поршеньді итереді, оны қозғалысқа апарады. Күш поршеньнен қосылатын шыбыққа, содан кейін иінді білікке жіберіледі, оны бұру.

Ескерту: Ыстық газдарда ішкі энергияның үлкен маржасы бар. Кеңейту, газдар салқындатылады, ал ішкі энергиясының бөлігі механикалық жұмыстарға түседі.

Осылайша, жанармай энергиясы иінді біліктің айналуына айналады.

Төрт инсульт кезеңдері

Қазір біз қозғалтқыштың жұмыс циклін қарастыруға жүгіндік. Барлық жұмыс циклы төрт сағаттан тұрады - поршеньдер. Екі қозғалыс және екі-екі төмен. Сондықтан қозғалтқыш төрт соққы деп аталады. Поршеньдің әр қозғалысы иінді біліктің айналымының жартысы немесе төмен түседі (Cурет 6).

Ішкі жанудың төрт соққысы циклінің кезеңдері

Інжір. 8. Ішкі жану қозғалтқышының төрт тректері

Бірінші әдептілік - жанармай құю

Біріншіден, поршень төмен қарай жылжиды (Cурет 6а). Сонымен бірге, қысқарған қысым поршеньдер мен клапандар арасында жасалады. Сондықтан, кіріс клапаны ашылған кезде, жанармай және ауа жұптары цилиндр ішінде сотқа түседі. Қайта қосу өзеніндегі поршень, поршеньді жалғау белгісімен айналдыра бастайды, ұшқыш-қауіпті ұшқышпен жабдықталған. Алғашқы әдептілік төменгі нүктенің түбіне жеткен кезде аяқталады.

Екінші әдептілік - отын мен ауа қоспасының сығылуы

Иінді білік инерцияны айналдыруды жалғастырады және поршеньді байланыстыратын өзекшемен өткізеді. Енді поршень жоғары қарай жылжиды (Cурет 6b). Ол отын мен ауаның қоспасын қысады, ол оның үстіндегі көлемде. Поршеньді үстінен қысым көбейіп, газ қызады. Сығымдау процесі өлі нүктеде аяқталады.

Үшінші әдептілік - жұмыс

Поршень Жоғарғы өлі нүктеден өтіп, төмен басталады (Cурет 6b), электрлік кернеу SPARK штепсельіне жоғары электрлік кернеу беріледі. Шамның жұмыс электродтары арасында ұшқын бар. Бұл ұшқын жанармай және ауа буларының қоспасында орнатылады. Газдың температурасы екі мың градусқа дейін көтеріледі. Ыстық газдың қысымы цилиндр мен поршеньдегі қысым мыңдаған рет артады. Қысым күш поршеньді итереді, ол төменгі өлі нүктеге ауысады. Ыстық газдар кеңейіп, салқындатылады. Сонымен бірге олар поршеньді төмен жылжытады, яғни олар механикалық жұмыс жасайды. Демек, сағат атауы - жұмыс қадамы.

Төртінші әдептілік - пайдаланылған газдарды қоршаған ортаға шығару

Поршень төменгі өлі нүктеден өтіп, иінді біліктің байланыстырылған кезде оны байланыстырады (Cурет 6G), сорма клапаны ашылады. Шығарылған газдар цилиндрден кетеді. Бұл поршень өлген нүктенің жоғарғы жағына жеткенге дейін жалғасады. Осы кезде жұмыстың толық циклы аяқталды. Қозғалтқыш жаңа төрт соққының басталуына дайын.

Екінші және үшінші рет қабылдау және сору клапаны жабық. Тозақ клапаны алғашқы әдептілік кезінде, бітіру кезінде - төртінші кезеңде ашық.

Екі инсульт қозғалтқышы және олардың ерекшеліктері

Оның жұмысының толық циклі екі поршеньді соққыға - сағатты өткізген кезде қозғалтқыш екі соққы деп аталады. Поршень екі соққыны жасайды, ал иінді білік бір айналым жасайды.

Сығымдау және жұмыс күші төрт инсультураға ұқсас болады. Айырмашылық сору және шығарылған газдардың шығу процестерінде жатыр. Бұл процестер бір-біріне және қысқа уақыт ішінде, ал поршень төменгі өлі нүктеден өткен.

Жанармай және ауа қоспасын айдау және шығарылған газдардың шығарылуы цилиндрдің тазалығы деп аталады.

1881 жылы Шотландиядан келген екі инсульт-инженер ойлап тапты. Джозеф күні және Ф. КОК, Англияда он жыл, дизайн жақсарды. Екі жыл бұрын - 1879 жылы Карл Бенц олардың ішінде екі инсультурасын өз бетінше салған.

Жұмыс істемейтін поршеньдік қозғалыстар саны төрт инсульт үшін екі есе аз. Сондықтан үйкеліс шығындары екі есе азайды.

Бірақ екі инсульт қозғалтқышының басты артықшылығы - оның бір жарым есе көп күші бар, ол бір жарым есе көп, цилиндр және қозғалтқыш төңкерістерінің көлемі бар төрт соққы қозғалтқышымен бірдей.

Осының арқасында екі соққан қозғалтқыштар орташа және ауыр кемелерде және авиацияда қолданылады. Қозғалтқыш білікі есу бұрандасы бар білікпен немесе ауа бұрандасы беріліс қорабымен қосылған. Кеме жасау кезінде ауыр төмен бұрылыс қозғалтқыштарын қолданыңыз. Әуе құрылымдарында, көбінесе екі инсульт-айналмалы қозғалтқыштар.

Мотоциклдердің, ұсақ автомобильдердің, жүк көліктерінің, жүк көліктерінің және автобустардың кейбір үлгілері екі инсульт-ішкі жану қозғалтқыштарымен жабдықталған.

Мұндай қозғалтқыштардың негізгі кемшілігі - олардың бөліктері жоғары температурада жұмыс істейді. Бұл қызмет көрсету мерзімін қысқартуды тудырады. Және қуатты қозғалтқыштарда поршеньдердің қосымша салқындату қажет.

Тағы бір кемшілігі - бұл отын мен шығарылған газдардың бір уақытта инъекциясы. Сонымен бірге, отын жұптары жұмсалған газдармен араласады, мұндай араластыруды қоспағанда, ол толығымен жоқ. Осыған байланысты, осындай қозғалтқыштардың цилиндрлеріндегі отынның жануының тиімділігі төмендейді.

Көп цилиндрлік қозғалтқыштардың және олардың құрылғысы артықшылықтары

Көп цилиндрлік қозғалтқыштарда отын бірнеше цилиндрлерде сериялы түрде жыпылықтайды. Сонымен бірге, қозғалтқыштың білігі біркелкі айналады, ол көп қуат беріледі. Бұл сізге қозғалтқыштың қуатын арттыруға мүмкіндік береді.

Мопедтер мен скутерлерде бір цилиндрлі қозғалтқыштар жиі қолданылады (Cурет 7).

Ішкі жану қозғалтқыштарында бірнеше цилиндрлер болуы мүмкін

Інжір. 7. Ішкі жану қозғалтқыштарында бір цилиндр болуы мүмкін емес, бірақ бірнеше

Мотоциклдерде - екі цилиндр. Жеңіл автомобильдерде - төрт цилиндрлі қозғалтқыштар. Жүктерді, ірі тракторлар мен арнайы жабдықтар сегіз цилиндрлі қозғалтқыштармен жабдықталуы мүмкін. Толығырақ қуатты және көтергіш жабдықтар, сондай-ақ өзен және теңіз кемелері, сонымен қатар он екі, он алты және одан да көп цилиндрлермен жабдықталған.

Көп цилиндрлік қозғалтқыштың білігі біркелкі айналады және бірнеше поршеньдерден энергия алады. Сондықтан көп цилиндрлі қозғалтқыштар күшейе түсті.

Күрделі қозғалтқыштарда цилиндрлер әр түрлі бұрыштарға қатысты екіншісін бұру арқылы орналастырылады (Cурет 8).

Көп цилиндрлік қозғалтқыштарда цилиндрлер кейбір бұрыштарды екіншісіне қатысты қосады.

Інжір. 8. Қозғалтқыштағы бірнеше цилиндрлер оларды әр түрлі бұрыштарға бұрып, екіншісіне қатысты.

Мұндай қозғалтқыштың дизайны бар:

  • V-тәрізді, онда цилиндрлер латын әрпі түрінде орналасқан;
  • қатар, бірнеше цилиндрлер қатарынан бір-бірлеп орналастырылған кезде;
  • Кейбір цилиндрлер басқа цилиндрлер мен поршендерге қатысты 180 градусқа орналастырылған қарама-қайшылықтар, бір уақытта басқа да немесе төменгі немесе төмен өлі нүктеге, қарама-қарсы жақтарға ауысады;
  • Айналмалы, олардың ішінде бірнеше цилиндрлер мультипратат жұлдыз түрінде орналасқан, мұндай қозғалтқыштар авиацияда қолданылады.

Ескертулер:

  1. V-тәрізді қозғалтқыштар бар, оларда 180 градус цилиндрлер орналастырылған. Сонымен бірге, бір поршень Жоғарғы өлі нүктесінен өткен кезде, іргелес поршень төменгі нүктесінен өтеді.
  2. Қарама-қарсы қозғалтқыштарда поршеньдер екіге қарама-қарсы жақтарға ауысады - не мүмкіндігінше жағыңыз немесе мүмкіндігінше жақын. Қозғалмалы, пистондар бір уақытта өлі немесе одан да көп немесе одан да төмен немесе төмен нүкте. Сондықтан қозғалтқыш керісінше деп аталады.

Бу турбинасы

Ішкі жану қозғалтқышынан турбина қарапайым құрылғымен сипатталады. Турбиналар өндірісінің негізгі күрделілігі - жеңіл, ұзақ және тиімді пышақтарды, жетекші дискілер мен жұмыс білігін құру.

Мотор білігі поршеньді, өзек пен иінді біліктің көмегімен бұрылатын жылу қозғалтқышы бу турбинасы деп аталады.

Турбина құралы қарапайым дизайнмен сипатталады (Cурет 9).

Пышақтары бар диск, жұмыс білігі және саңылаулары - бұл турбинаның бөліктері

Інжір. 9. Турбинада пышақтар, жұмыс білігі мен саңылаулары бар дискіден тұрады

Жиектерде пышақтар бар диск. Саңылаулар бұл пышақтарға бағытталған, олардың ішінде пышақтар, ыстық газ немесе бу беріледі, ол пышақтарды бұрады және турбиналық диск пен мотор білігін басқарады.

Қазіргі турбиналарда жалпы білікке арналған пышақтары бар бірнеше диск бар. Курс бірнеше дискілердің пышақтарын және оның энергиясының әрбір бөлігін үнемі өткізеді. Бұл турбинаның тиімділігін арттырады.

Турбиналық қозғалтқыштар үлкен соттарда қолданылады.

Турбиналардың айналу жиілігі минутына бірнеше мың төңкерістерге жетуі мүмкін. Электр станцияларында турбиналық білік қазіргі генераторға қосылған, сондықтан турбинаның металлургиялық энергиясы электр энергиясына айналады.

Ресейде турбиналарда қуаттылығы 1,2 миллиард Ваттқа дейін.

тұжырымдар

  1. Кеңейту, газ жұмыс істей алады.
  2. Жылу қозғалтқышы - ішкі энергия энергиясын механикалық қуатқа айналдыратын құрылғы.
  3. Ішкі жану қозғалтқышы (DVS) - бұл қозғалтқыштың, сұйық немесе газ тәрізді отынның, сұйық немесе газ тәрізді отынның құрамында цилиндрдің жанында күйіп кетеді.
  4. Бір цилиндр немесе көп цилиндр бар.
  5. Қарапайым бір цилиндрдің FEA цилиндрден және поршеньден, ұшқынның штепсельінен, қабылдау және шығару клапандарынан, шыбын, кондиционерлерден, шыбын, иінді біліктен, иінді біліктен тұрады. Клапандар, поршень және шамдар жұмысы.
  6. Поршеньдің экстремалды позициясы өлі нүктелер деп аталады - жоғарғы және төменгі. Бұл нүктелердегі поршень қозғалыс бағытын керісінше өзгертеді.
  7. Поршеньді жылжыту - бұл өлі нүктелер арасындағы қашықтық.
  8. Қосылатын өзекті пайдалану, поршеньдің өзара қозғалысы иінді біліктің айналмалы қозғалысына айналады.
  9. Жанармай мен ауа қоспасы цилиндрге кіріс клапан арқылы жеткізіледі.
  10. Электр шамы қысылған жанармай және ауа жұптары.
  11. Шығару клапаны цилиндрден өртенген газдарды көрсетеді.
  12. Екі поршеньді жоғарылатады және екі қозғалысты төмендетеді, екі қозғалтқыштың төртінші бөлігі: кіретін, сығымдау, жұмыс инсульт және босатыңыз.
  13. Поршеньдің әр қозғалысы кезінде немесе төмен қарай иінді біліктер жартысын құрайды.
  14. Көп цилиндрлі қозғалтқыштар қуатты арттырды, өйткені қозғалтқыштың жұмыс білігі бірнеше поршеньдерден энергия алады.
  15. Төрт инсульт-қозғалтқыштары бар цилиндрлі екі инсульт қозғалтқышы және иінді біліктер саны бар, олар қызып кетуіне байланысты ең қысқа қызмет мерзімімен 1,5 есе көп.
  16. Турбина DV-ге қарағанда оңай, олардың құрамында жалпы білікке отырғызылған пышақтар бар бірнеше диск бар. Саңылаулар жұбы бірнеше дискілердің пышақтарын өткізіп, білік бұралған. Мұндай турбиналардың күші 1,2 миллиард Ватқа жетуі мүмкін.

Жылу қозғалтқышы. Жылу қозғалтқыштарының әрекеті принципі. - 1 сурет.

Жылу қозғалтқышы - Бұл жанармайдың ішкі энергиясын механикалық қуатқа айналдыратын құрылғы.

Механикалық жұмысқа сәйкес, қоршаған ортаны салқындату салдарынан, егер ол ыстық денеден (жылытқыштан) жылытпаса, бірақ ол жылытылған денеден (тоңазытқыш) дейін жылу береді. Демек, жылытқыштан алынған жылытқыштың барлық мөлшері жұмыста емес, тек оның бір бөлігі ғана емес.

Осылайша, кез-келген жылу қозғалтқышының негізгі элементтері:

1) жұмыс органы (газ немесе бу), орындау;

2) энергетикалық орган туралы ақпарат беретін жылытқыш;

3) Тоңазытқыш энергияның жұмыс бөлігін жұмыс істейтін сұйықтықтан сіңіреді.

Жылу қозғалтқыштары: жұмыс принципі, құрылғы, диаграмма - 2-сурет

Жылу қозғалтқыштары: әрекет қағидаты, құрылғы, схема

Жылу қозғалтқыштарын, осы тетіктердің жұмыс принципін қарастырыңыз. Жер қыртысында және Дүниежүзілік мұхитта ішкі энергетикалық резервтер шектеусіз деп санауға болады. Практикалық тапсырмаларды шешу үшін бұл нақты жеткіліксіз. Жылу қозғалтқышының жұмысының құрылғысы мен қағидаты бұрылыс машиналарын, көлік құралдарын басқару үшін белгілі болуы керек. Адамға пайдалы жұмыс жасай алатын осындай құрылғылар қажет.

Алгоритм Әрекет - 4-сурет

Біз князь, кнастині біздің планетамыздағы негізгі болып табылады. Онда ішкі энергия механикалық көрініске айналады.

Жылу қозғалтқышының ерекшеліктері

Жылу қозғалтқышының әрекеті қандай? Қысқаша қарапайым тәжірибеге жіберілуі мүмкін. Егер сіз пробиркаға су құйсаңыз, ашаны жабыңыз, қайнатыңыз, ол ұшады. Штепсельдік ұшты секірудің себебі ішкі жұмыс пармімен жүзеге асырылады. Процесс шығыс энергиясының шныстық магнитудасына айналуымен бірге қосылады. Жылу қозғалтқыштары, сипатталған экспериспензия, құрылымда өзгеше, әр түрлі. Тестілеу түтіктерінің орнына металл цилиндр пайдаланылады. Штепсельдік поршеньді поршеньмен ауыстырады, цилиндр бойымен қозғалатын қабырғаларға жақын орналасқан.

Әрекет алгоритмі

Жылу машиналары ішкі отын энергиясының механикалық көрініске айналуы байқалады.

Температураның өзгеруі - 5 сурет

Пайдалы жұмыс қозғалтқышы үшін қысым айырмашылығы поршеньдің екі жағынан немесе қуатты турбинаның поршенінде болуы керек. Мұндай қысым айырмашылығына қол жеткізу үшін қоршаған ортадағы орташа көрсеткіштерімен салыстырғанда мыңдаған градус үшін жұмыс сұйықтығының температурасының жоғарылауы байқалады. Жанармайдың жану процесінде температураның ұқсас өсуі байқалады.

Температураның өзгеруі

Барлық заманауи жылу машиналары жұмыс сұйықтығын бөледі. Олар кеңею процесінде пайдалы жұмысты істейтін газды шақыру әдеттегідей. Т1 көрсеткен бастапқы температура ол бумен немесе турбинаны буға түсіреді. Бұл температуралық температура индикаторына қоңырау шалыңыз. Жұмысты орындау барысында газ жоғалтудың біртіндеп жоғалуы байқалады. Бұл жұмыс сұйықтығын Т2 индикаторына дейін салқындатуға әкеледі. Температура мәні қоршаған орта көрсеткішінен төмен болуы керек, әйтпесе газ қысымы атмосфералық қысымнан гөрі кішірек индикатор болады және қозғалтқыштың жұмысы орындалмайды.

Кейбір фактілер - фото 6

T2 көрсеткіші тоңазытқыштың температурасы деп аталады. Бұл атмосфера немесе өткізілген буды конденсациялау және салқындату үшін қажет арнайы құрылғы.

Кейбір фактілер

Сонымен, жылу қозғалтқыштары, жұмыс істейтін сұйықтықтың кеңеюіне негізделген, жұмыс істемейтін принципі барлық ішкі энергияны жұмысқа бере алмайды. Қалай болғанда да, жылудың бір бөлігі атмосфераға (тоңазытқышқа) қоныс аударады (тоңазытқыш), қалдық пароммен немесе турбиналармен немесе ішкі жану қозғалтқыштарымен бірге шығарылады.

Жылу машиналарының тиімділігі

Жылу машинасының әрекеті қандай? Жылу қозғалтқышының тиімділігі газбен орындалатын пайдалы операцияның құнына байланысты. Ішкі энергияны жылу қозғалтқышының жұмысына толығымен айналдыру мүмкін емес екендігін ескере отырып, табиғи процестер мен құбылыстардың қайтымсыздығын түсіндіруге болады. Егер жылытқыштың жылытқышқа жылытқышқа жылытқыштың риясыз қайтарылуы байқалды, ішкі энергия жылу қозғалтқышы арқылы пайдалы жұмысқа толы болар еді.

Жылу машиналарының тиімділігі - 7 сурет

Тиімділік жылу қозғалтқышы орындаған пайдалы жұмыстың коэффициенті тоңазытқышқа жіберілетін жылу мөлшеріне дейін деп аталады. Физикада бұл шамалы пайызбен білдіру әдеттегідей. Бұл жылу қозғалтқышының жұмыс принципі. Схема түсінікті және қарапайым, тіпті орта мектеп оқушыларына да қол жетімді. Термодинамика заңдары тиімділік коэффициентінің максималды мәнін есептеуге мүмкіндік береді.

Жылу машинасының өнертабысы

Жылуды қолданатын автомобильдің алғашқы өнертапқышы Сади Карно болды. Ол жұмысшы идеалды газды жасаған тамаша көлігін жасады. Сонымен қатар, ғалым тоңазытқыш пен жылытқыштың температурасын қолдана отырып, осындай құрылғы үшін тиімділік көрсеткіштерін анықтауға бел буды.

Қыздыру машинасының өнертабысы - фотография 8

Карно жылытқыш және тоңазытқыштың негізінде жұмыс істейтін нағыз жылу машинасы арасындағы байланысын анықтай алды, ол ауа немесе конденсаторға тиесілі тоңазытқыш. Карно ұсынған математикалық формуланың арқасында алғашқы керемет жылу машинасы үшін тиімділіктің максималды мәні анықталды. Жылытқыш пен тоңазытқыш температурасы арасында тікелей байланыс бар.

Құрылғы толығымен жұмыс істеуі үшін температура мәні оның айналасындағы ауаның индикаторынан кем болмауы керек. Егер қаласаңыз, әр қатты дененің белгілі бір ыстыққа төзімділігі болса, жылытқыштың температурасын көбейтуге болады. Қыздырылған кезде, ол оның серпімділігін жоғалтады, ал балқу қаупі жеткенде, ол жай ериді.

Ішкі жану қозғалтқышы - 9 сурет

Заманауи машина жасау саласында қол жеткізілген инновациялардың арқасында жылу қозғалтқышының тиімділігінің біртіндеп өсуі байқалады. Мысалы, жеке бөліктер арасында үйкеліс азаяды, отынның толық емес жануына байланысты туындайтын шығындар жойылады.

Ішкі жану қозғалтқышы

Бұл жылу машинасы, онда камерадағы әртүрлі отынның жану процесінде алынған жоғары температуралы газдар жұмыс істейтін сұйықтық ретінде қолданылады. Автомобильді қозғалтқыштың жұмысына төрт сағатты араластырыңыз. Оның құрамдас бөліктерінің ішінде біз кіретін және сорғыш клапан, жану камерасы, поршень, цилиндр, шам, шама және ұшулар деп атаймыз.

Қорытынды - сурет 10

Бірінші кезеңде клапанның тегіс қозғалысы байқалады, процесс камераны жұмыс істейтін қоспамен толтыруға байланысты орын алады. Тозақ клапанының алғашқы әдептілік соңында жабылады. Әрі қарай, жұмыс қоспасын сығымдау кезінде поршень жоғары қарай жылжиды. Шамдағы ұшқындардың пайда болуы жанғыш қоспаны тұтануға әкеледі. Поршеньге ауа және бензин жұптары бар қысым өздігінен қозғалысқа әкеледі, сондықтан сағат «жұмыс күші» деп аталады. Қозғалысқа иінді білікке беріледі. Төртінші кезеңде сору клапаны ашылады, шығарылатын газ атмосфераға түседі.

Жылу машиналарының принциптері

2.2.9 Жылу машиналарының әрекеті принциптері - фото 11

Жылу машиналарының тиімділігі

Жылу машинасының әрекеті қандай? Жылу қозғалтқышының тиімділігі газбен орындалатын пайдалы операцияның құнына байланысты. Ішкі энергияны жылу қозғалтқышының жұмысына толығымен айналдыру мүмкін емес екендігін ескере отырып, табиғи процестер мен құбылыстардың қайтымсыздығын түсіндіруге болады. Егер жылытқыштың жылытқышқа жылытқышқа жылытқыштың риясыз қайтарылуы байқалды, ішкі энергия жылу қозғалтқышы арқылы пайдалы жұмысқа толы болар еді.

Жылу машинасының өнертабысы - 20 сурет

Тиімділік жылу қозғалтқышы орындаған пайдалы жұмыстың коэффициенті тоңазытқышқа жіберілетін жылу мөлшеріне дейін деп аталады. Физикада бұл шамалы пайызбен білдіру әдеттегідей. Бұл жылу қозғалтқышының жұмыс принципі. Термодинамика заңдары тиімділік коэффициентінің максималды мәнін есептеуге мүмкіндік береді.

Жылу қозғалтқыштарын қалай жұмыс істеуге болады

Нұсқаулық - фото 24

Жылу қозғалтқыштарының қызметі - жылу энергиясының пайдалы механикалық жұмысына айналуы. Мұндай қондырғылардағы жұмыс органы - газ. Ол турбиналық пышақтарда немесе поршеньде үрмелі басады, оларды қозғалысқа апарады. Жылу қозғалтқыштарының қарапайым мысалдары - бұл бу машиналары, сонымен қатар ішкі жану қозғалтқыштары және карбюраторлар және дизельді қозғалтқыштар.

Нұсқау

  1. Поршень термиялық қозғалтқыштарында поршень орналасқан композицияда бір немесе бірнеше цилиндрлер бар. Цилиндр көлемінде ыстық газдың кеңеюі байқалады. Бұл жағдайда газдың әсерінен поршень қозғалады және механикалық жұмыстарды жүргізеді. Мұндай жылу қозғалтқышы білікті бұру үшін поршеньдік жүйенің өзара әсерін өзгертеді. Ол үшін қозғалтқыш иінді байланыстыратын механизммен жабдықталған.
  2. Сыртқы жанудың жылу қозғалтқыштары кіретін ағынды қозғалтқыштың жанармай жағындағы жану кезінде қыздырылған бу машиналары жатады. Қатты қысыммен жылытылатын газ немесе бу қатты қысыммен және жоғары температурада цилиндрге беріледі. Поршеньді жылжытады, ал газ біртіндеп салқындатылады, содан кейін жүйеде қысым атмосфераға тең болады.
  3. Оның есігі бірден басқа бір бөлігіне қызмет ететін цилиндрден шығарылады. Поршеньді бастапқы күйге қайтару үшін, иінді білігіне бекітілген ұшулар қолданылады. Ұқсас жылу қозғалтқыштары бір немесе екі есе әрекет ете алады. Қосарлы әрекеттік қозғалтқыштарда біліктер шоттарының бір айналымы поршеньді жұмыс инсультінің екі кезеңі үшін, бір әрекет параметрлерінде, бір уақытта поршень бір уақытта қозғалады.
  4. Жоғарыда сипатталған жүйелердегі ішкі жану қозғалтқыштарының арасындағы айырмашылық - бұл ыстық газ отынды және ауа қоспасын тікелей цилиндрге жағып, одан тыс емес. Жанармайдың келесі бөлігінің көзі және шығарылған газдарды алып тастаудың көзі клапан жүйесі арқылы жүзеге асырылады. Олар жанармайға шектеулі мөлшерде және уақытында қызмет етуге мүмкіндік береді.
  5. Ішкі жану қозғалтқыштарындағы жылу көзі отын қоспасының химиялық энергиясы болып табылады. Бұл жылы жылу қозғалтқышының түріне арналған, оған қазандық немесе сыртқы типтегі жылытқыш қажет емес. Жұмыс істейтін сұйықтық ретінде, мұнда топырақты немесе дизель отынының әртүрлі жанғыш заттары жиі кездеседі. Ішкі жану қозғалтқыштарының кемшіліктері олардың отын қоспасының сапасына жоғары сезімталдығы бар.
  6. Олардың дизайнындағы ішкі жану қозғалтқыштары екі және төрт соққы болуы мүмкін. Бірінші типтегі құрылғылар дизайнда оңай және жаппай емес, бірақ сонымен бірге билік төрт соққылардан едәуір көп отын қажет. Жұмыс екі партада салынған қозғалтқыштар, көбінесе кішкентай мотоциклдерде немесе көгалдарда жиі қолданылады. Тағы бай машиналар төрт соққыны жылу қозғалтқыштарымен жабдықталған.

Тақырып бойынша видео

Жылу қозғалтқыштары қалай жұмыс істейді және қалай жұмыс істейді

Тақырып бойынша видео - 25 сурет

Біздің бүгінгі кездесуіміз жылу қозғалтқыштарына арналған. Бұл көліктің көптеген түрлерімен қозғалады, бізге бізге жылы болуы мүмкін электрлік, жеңіл және жайлылық алуға мүмкіндік береді. Жылу машиналарының әрекеті қалай ұйымдастырылған?

Жылу қозғалтқыштарының түсінігі мен түрлері

Жылу қозғалтқыштары - химиялық отын энергиясын механикалық жұмысқа айналдыруды қамтамасыз ететін құрылғылар.

Ол келесідей жүзеге асырылады: кеңейту Газ поршеньді береді, оның қозғалысына немесе турбиналық пышақтарға, оның айналуын айтады.

Поршеньмен газдың араласуы (бу) бумен жабдықтау, карбюратор және дизельді қозғалтқыштарда (DVS) өтеді.

Айналу тудыратын газ әрекетінің мысалы - авиациялық турбожет қозғалтқыштарының жұмысы.

Жылу қозғалтқышының құрылымдық схемасы

Қалай ұйымдастыруға және жылу қозғалтқыштарын қалай жұмыс істеуге болады - 26 сурет

Олардың дизайнындағы айырмашылықтарға қарамастан, барлық жылу машиналарында жылытқыш, жұмысшы зат (газ немесе бу) және тоңазытқыш бар.

Жылытқышта жанармайдың жануы пайда болады, нәтижесінде жылу мөлшері Q1 мөлшері, ал жылытқыштың өзі Т1 температурасына дейін қызады. Жұмыс істейтін зат, кеңею, жұмыс істейді.

Бірақ Q1 жылуы толық жұмысқа толықтай түсе алмайды. Оның анықталған бөлігі жылытылатын тұрғын үйден жылу беру арқылы қоршаған ортаға шығарылады, шартты түрде T2 температурасы бар тоңазытқыш деп аталады.

Сізге мақала ұнады ма? Достарыңызға айтыңыз:

Біз үшін мақаланы бағалаңыз, бұл өте маңызды:

Дауыс берді: 7Рейтинг: 4.7. -ден 5.

Мақаланың мазмұны

Қозғалтқыш жылу Жылу энергиясын механикалық жұмысқа айналдыруға арналған машина. Газдың кеңеюі термиялық қозғалтқышта пайда болады, ол поршеньде қысым жасайды, оны жылжытуға мәжбүр етеді немесе турбиналық доңғалақтың пышақтарында оған айналу керектігін айтады. Поршеньді қозғалтқыштардың мысалдары - бұл бу машиналары және ішкі жану қозғалтқыштары (карбюратор және дизель). Қозғалтқыш турбиналары газ (мысалы, авиациялық турбо қабаттарында) және бу. Сондай-ақ қараңыз Авиациялық электр станциясы; Турбина.

Жалпы ережелер

Поршенді жылу қозғалтқыштарында ыстық газ цилиндрде кеңейеді, поршеньді қозғалтып, сол арқылы механикалық жұмыстарды орындайды. Поршеньдің түзу жолын түзуді білігінің бұрылу қозғалысын білігінің айналу қозғалысына айналдыру үшін, иінді тетік механизмі қолданылады.

Сыртқы жану қозғалтқыштарында (мысалы, бумен жабдықталған), жұмыс органы қозғалтқыштан тыс отынды жағу арқылы қызады және жоғары температура мен қысыммен газ (жұп) цилиндріне беріледі. Газ, кеңейіп, поршеньді кеңейту және жылжыту, салқындатылған және қысым атмосфераға жақындау үшін қысымға түседі. Бұл жұмсалған газ цилиндрден шығарылады, содан кейін газдың жаңа бөлігі оған жеткізіледі - поршеньді оның бастапқы орнына қайтарғаннан кейін (бір жақты қозғалтқыштарда - бір жақты кірмен) немесе артқы жағынан поршень (қосарлы қозғалтқыштарда). Соңғы жағдайда, поршень газдың жаңа бөлігін және бір жұмыс істейтін қозғалтқыштардың әсерінен бастапқы орнына оралады, ал бір әрекетке арналған қозғалтқыштарда поршень иінді білікке орнатылған Flywheel арқылы бастапқы орнына қайтарады. Қосарлы қозғалтқыштарда әр айналым екі жұмыс істейтін инсульттан, бір жұмыс істейтін қозғалтқыштарда, тек бір ғана; Сондықтан, алғашқы қозғалтқыштар бірдей өлшемдер мен жылдамдықпен екі есе күшті.

Ішкі жану қозғалтқыштарында поршеньді жылжытатын ыстықтай газ жанармай мен ауаның қоспасын цилиндрге жағу арқылы алынады.

Қозғалтқыштарда жұмыс сұйықтығының және шығатын газдың жаңа бөліктерін жеткізу үшін клапан жүйесі қолданылады. Газды жеткізу және өндіру қатаң белгіленген поршеньді позициясымен жасалады, бұл қабылдау және шығару клапандарының жұмысын бақылайтын арнайы механизммен қамтамасыз етіледі.

Сыртқы жану қозғалтқыштары

Теориялық тұрғыдан, кез-келген газды осындай қозғалтқыштың жұмыс сұйықтығы ретінде пайдалана алады, бірақ тек жұптарда тек жұптар қолданылады, өйткені ол қол жетімді жұмыс істейтін органнан басқа, көп энергия жинай алады. Егер ауа жұмыс істейтін сұйықтық ретінде пайдаланылса, сол қуатты алу үшін ол жоғары температураға дейін қыздыруы керек. Бұл үшін ол бу қазандығыден гөрі күрделі жылытқыштар және жүйенің барлық элементтерінің сенімді жылу оқшаулауы болады.

Сыртқы жану қозғалтқыштары. Цилиндрі бар бумен пісіру машинасы қозғалтқыштың жұмыс принципін көрсетеді. Цилиндр орнату тақтасына бекітілген және серпіліс жасай алады. Кіріс арқылы жұптар цилиндрге кіреді, поршеньді итереді, содан кейін білікті тексеріп, розеткадан өтеді.Сыртқы жану қозғалтқыштары. Тинатумосфералық машина Тенюкомен 1705 жылы құрылған және сергіткіш цилиндрмен жабдықты жақсарту болып табылады. Оның жеке қазандығы бар. Жұмыста жылжыту цилиндр бумен конденсация нәтижесінде рұқсат тудыруы мүмкін, ал поршеньде атмосфералық қысымның әсерінен төмендетіледі.Сыртқы жану қозғалтқыштары. Қашық клапаны бар қос жақты бу машинасы J.Wayt (1782) жаңа машиналардан анықтамалық нәтиже.Сыртқы жану қозғалтқыштары. Тікелей-уақыталы бу беру машинасы I.Stutpra аралас ағындарды болдырмайды, бұл жылу шығынын азайтады.

Бу машиналары.

Артылықшылықтар мен кемшіліктер.

Бу машинасының басты артықшылығы - бұл жұмыс жылдамдығына қарамастан оның салыстырмалы қарапайымдылығы және жақсы тартымдылығы. Бұл сізге беріліс қорабынсыз жасауға мүмкіндік береді, бұл мұндай қозғалтқышты ішкі жану қозғалтқышынан ажыратады, ол шағын бұрылыстардан тұрады. Сондықтан, бу қозғалтқышы тартқыш мотор ретінде өте ыңғайлы, мысалы, бу локомотивтерінде. Буханалардағы күрделі кемшіліктерге олардың тиімділігі төмен, максималды жылдамдығы, жоғары, жоғары және тұрақты отын және тұрақты тұтыну және су кіреді. (Бұған дейін, бу қазандығы жұптар мен қозғалтқыштың тапсыруы үшін бұрын қажет уақытты талап етті; заманауи қазандықтар қозғалтқышты тез бастауға мүмкіндік береді.)

Өтініштер.

Өткенде, бу вагондары негізінен жалғыз негізгі қозғалтқыш (су доңғалақтарын қоспағанда), бірақ 20-да болды. Олар электр қозғалтқыштарымен, ішкі жану қозғалтқыштары, газ және бу турбиналары, тиімділігі жоғары газ және бу турбиналарымен, сондай-ақ қосымшаның тиімділігі, тиімділігі мен әмбебаптығы.

1769 жылы алғаш рет бу көлігі вагонға орнатылды, бірақ іс жүзінде қолданылатын машиналар тек 1860 жылдары пайда болды. 1906 жылы Орландо жағажайдағы тас жолдағы Стено тас жолында 190 км жылдамдығы 190 км / сағ жылдамдығы 190 км жылдамдыққа ие болды (Флорида). Алайда, алдағы 20 жылда автомобильдердегі бу қозғалтқыштары ішкі жанудың бензин қозғалтқыштарымен қуылды. Бу қозғалтқыштары байқауға екі себепке байланысты жеңіліп қалды: олар қыста қатып қалды, сондықтан олар көп жағдайда жанармай мен суды талап етті.

Стирлинг қозғалтқышы.

Автомобильдерде пайдалану үшін сыртқы жанғыш қозғалтқыштардың басқа түрлері де қарастырылады. Стирлинг қозғалтқышында ыстық ауа, гелий немесе сутегі, және бу берілмейді. Қозғалтқыштың жұмыс циклі 4 сағат ішінде жүзеге асырылады: қысу, жылыту, жұмыс инсульт, салқындату. Жұмыс газы бу қозғалтқышындағыдай, сыртқы жылу көзімен қызады және сумен сумен салқындатылады және үнемі қозғалтқышта айналады. Бұл қозғалтқыш 1816 жылы Chothy R.Tirling-де ойлап табылған.

Стирлинг қозғалтқышы бумен салыстырғанда белгілі бір артықшылықтарға ие, атап айтқанда, қоршаған ортаға әсер етеді және тиімділігі жоғары. Ең кеңейтілген стерлингтік қозғалтқыштар кемелер мен жүк көліктеріне арналған.

Дисплейлер (жоғарғы жағында) және қосарланған әрекет (төменгі)) стерлинг қозғалтқыштары. Екі жағдайда да, суық газ қысылып, ол кеңеюде. Қозғалтқышта ectlocter көмегімен бұл қосымша поршеньді (ығыстырғыш) жасайды. Циклдің басында поршеньдер де поршень (а), суық газ earter және жұмыс істемейтін поршень (B) арасында сығылған, жылытқыштар арқылы баллондар арқылы сығылған, жылытқыш арқылы, қайда (C), мұнда Қыздырылған газ жұмыс поршеньін кеңейтеді және жылжытады (D). Қосарлы әрекетте қозғалтқышта цикл кезінде газ бір цилиндрден екіншісіне, поршендер антифазада орналасқан.

Ішкі жану қозғалтқыштары

Ішкі жану қозғалтқыштарында жылу көзі жанармайдың химиялық энергиясы болып табылады және оның жануы қозғалтқыштың ішінде болады. Сондықтан, мұндай қозғалтқыштар қазандық немесе басқа да сыртқы жылытқыш қажет емес. Көптеген жанғыш заттар теориялық тұрғыдан жұмыс істейтін орган бола алады, бірақ осы мейірімді моторлар Бензин немесе дизель отынында жұмыс істейді.

Жылу циклдары.

Кез-келген ішкі жану қозғалтқышының жұмыс циклі төрт кезеңнен тұрады: жанармай және ауа қоспасы цилиндрге беріледі, содан кейін ол сығылған, өртеніп, ақыры цилиндрден шығарылады. Осыдан кейін жаңа цикл жанармай мен ауа қоспасының жаңа бөлігінен басталады. Дизель қозғалтқыштарында отын және ауа жұмыс цилиндеріне бөлек беріледі, бірақ қалған цикл бірдей. Қозғалтқыштың екі негізгі жұмысы бар: төрт соққы бар: төрт инсульт (әр уақытта, оның ішінде бір-біріне жоғары немесе төмен, қадамдар орындалады) және екі соққы (әр уақытта екі кезең орындалады).

Төрт соққы циклы.

Тұшуға арналған клапанның төрт соққы циклінде ол поршень цилиндрдің жоғарғы жағында болған кезде ашылады, ал от жағатын және ауа мен ауаның таза бөлігі поршеньдің цилиндріне айналады, төмен түсіп, вакуумды жасайды. Поршень төменгі нүктеге жеткенде, қабылдау клапаны жабық, ал поршеньді қозғалтып, қоспаны қысады. Поршень Жоғарғы нүктеге жеткенде, қоспасы жанғыш, ал ыстық газдар пайда болады, кеңейеді, поршеньді төмен итеріңіз. Поршень төменгі нүктеде болған кезде, сорма клапаны ашылады, ал келесі сағатта, алқаптағы поршеньдер жұмсалған газдарды итеріп, цилиндрді отын-ауа қоспасының жаңа бөлігіне жібереді. Бүкіл процесс төрт поршеньнен жасалған (жоғары немесе төмен), I.E. Екі иінді бордақылау үшін. Жұмыс істеп тұрған инсульт кезінде, ұшқыш энергияны поршеньді келесі жұмыскердің алдында үш қозғалысын жасай алатындай етіп, энергияны жібереді. Осы циклмен бірінші қозғалтқыш 1876 жылы Германияда N.TTO-да салынған.

Екі соққы циклы.

Екі инсульт циклінде отын қоспасының жаңа бөлігі поршень төменгі нүктеде болған кезде, отын қоспасының тұщы цилиндрге беріледі; Содан кейін қоспа сығылады, егер поршеньді қысып, төрт соққыны сығымдау кезінде сығымдалған соққылардың ұшында қыстырыңыз. Жұмыс орнының соңында шығарылған газдар цилиндрден қоспаның жаңа бөлігімен шығарылады. Осылайша, біліктің әр бұрылысында екі соққы циклінде орындалады. Поршеньдер поршеньді сығымдау кезінде көтерілгенде, вакуумның нәтижесінде, ол кезде вакуум жасау нәтижесінде жанармай қоспасының келесі бөлігі сотқа беріледі. Жұмыс кезінде бұл қоспасы клапандар жаңа қоспаның жұмыс цилиндріне және жұмсалған газдарды атмосфераға ашқанша қысылады. Егер сіз клапансыз жасай аласыз, егер сіз поршеньдің пішінін және қабылдау және шығыс тесіктерінің орналасуын дұрыс есептесеңіз.

Артылықшылықтар мен кемшіліктер.

Төрт соққының айқын артықшылығы - бұл төрт инсультпен салыстырғанда, бұл жұмыстың жылжуымен салыстырғанда екі есе көп, дизайн оңай және жеңілірек (клапан механизмі қажет емес, ал ұшқышы кішірек болуы мүмкін Масса, өйткені ол қозғалтқышты тек жартысына бұру керек, ал жартысында емес, төрт соққы сияқты). Алайда, екі инсульт үшін қозғалтқыштың төрт соққысынан артық жеткізілім керек, өйткені оның жұмыс жасайтын цилиндрінің кеңістігі жану цилиндрінен толық шығарылмайды. Сонымен қатар, жұмыс инсульт қысқартылды, оның соңында газдар жұмыс жасайтын цилиндрден кетіп жатыр. Екі соққының тағы бір кемшілігі - майлау проблемалары. Төрт соққыны қозғалтқышта Картер жартылай маймен толтырылған, ол, иінді білікке айналып, цилиндрдің қабырғаларына шашыратылады және олардың арасында және поршеньдер арасында майлау жасайды; Екі инсульт қозғалтқышында жанармай қоспасы майдың спрейін түсіріп, иінді қорапқа түсіріп, одан әрі жұмыс жасайтын цилиндрге шығарады және оларды жұмсалған газдармен алып тастайды, олар цилиндрдің жағармоланысын азайтады. Бұл проблема отын қоспасына мұнай қосу арқылы шешіледі, бұл Нагарға байланысты сорғыштың ластануы мен қозғалтқыштың нашарлауының нашарлауына әкеледі. Артықшылықтар мен кемшіліктерді талдау, бұл салыстырмалы түрде кішкентай қозғалтқыштар, шағын және қарапайымдылықтар майлау және ластанған сарқылу проблемаларынан гөрі маңызды екенін көрсетеді, бұл екі соққымен жасалған жөн. Мұндай қозғалтқыштар көгалдар мильдерінде, ұсақ мотоциклдерде және әуе кемесінің модельдерінде қолданылады. Төрт инсульт үшін қозғалтқыштар көбінесе көп жұмыс жасайтын цилиндрлермен бірге күшті қондырғылар түрінде жасалады.

Ішкі жану қозғалтқыштары. Төрт инсульт қозғалтқышы: A - кірісі; B - қысу; С - жұмыс күші; D - Шығару. Біліктің екі бұрылысы үшін бір жұмыс инсульт.Ішкі жану қозғалтқыштары. Екі инсульт қозғалтқышы: A - кірісі және сығымдау; B - жұмысты жылжыту және сарқылу. Біліктің айналымы үшін бір жұмыс күші.Ішкі жану қозғалтқыштары. Дизель қозғалтқышы: A - ауа қабылдау; B - ауаны қысу, жанармай құю және тұтану; С - жұмыс күші; D - Шығару. Біліктің екі бұрылысы үшін бір жұмыс инсульт.Ішкі жану қозғалтқыштары. Айналмалы валюталы қозғалтқыш: A - кіретін; B - қысу; С - жұмыс күші; D - Шығару. Біліктің айналымы үшін үш жұмыс.

Жанармай және ауа қоспасы.

Тиімді жану үшін, жанармай мен ауаны белгілі бір пропорцияда араластыру керек. Ауа / жанармай массасы 8: 1-ден 20: 1-ге дейін өзгереді; Қоспа «бай» деп аталады, егер оның құрамында шамадан тыс жанармай болса, егер артық ауа болса, «нашар». Максималды қуатқа бай қоспада қол жеткізіледі (10: 1 немесе 12: 1). Салыстырмалы түрде нашар қоспасы (14.5: 1 немесе 15: 1) жиі қолданылады және тиімділік пен қуат арасындағы ымыраға келу болып табылады.

Кейбір қозғалтқыштарда отын және ауа цилиндрге араласпайды. Мұндай «стратификацияланған» қоспасы қоршаған ортаның ластануын қамтамасыз етеді, содан бері жанармай концентрациясы жоғарырақ, жануардан жоғары, жану толығымен аяқталады.

Салқындату.

Жылу қозғалтқышының негізгі міндеті - жылу энергиясының механикалық жұмысқа айналуы, ішкі жану қозғалтқыштары олар өзгерте алатыннан гөрі жылу береді. Қозғалтқыштың жойылуы қызып кетуіне байланысты болмайды, цилиндрлердің салқындауын қамтамасыз ету қажет. Кішкентай, сондай-ақ авиациялық қозғалтқыштар цилиндрлері, әдетте, ауа ағынымен салқындатылады; Салқындатуды жақсарту үшін олардың сыртқы беті дамыған - салқындату жиектері бар. Ірі қозғалтқыштарда, әсіресе егер олар жабық кеңістікте болса (автомобильдерде немесе кемелерде), цилиндрлер сұйықтықпен салқындатылады. Салқындатқыш, әдетте, су немесе басқа да нашар буланып кеткен сұйықтық ретінде (мысалы, этилен Гликол), төмен температурада және жұмыс істемейді. Бұл сұйықтық радиаторда ауа ағынымен салқындатылады.

Жанармайдың жануы кезінде шығарылған барлық жылудың тек 20-30% -ы операциялық операцияға айналады. Тағы 30% салқындату жүйесімен сіңеді, ал қалғандары шығарылған газдармен жоғалады.

Көп цилиндрлі қозғалтқыштар.

Қозғалтқыштың қуатын жақсарту және жұмыс қимылдарының жиілігін қамтамасыз ету үшін қозғалтқыштар бірнеше цилиндрлермен жасалады. Олар бір-біріне (кірістірілген) қатарынан бір-біріне (кірістірілген орналасу), екі қатарда бір-біріне (v-тәрізді), төрт қатардағы (x тәрізді) немесе шеңбердің айналасында (радиалды) тұра алады. Кейде цилиндрлер бір-біріне жұп басы бар (қарама-қарсы орналасқан). Ауаны салқындату жүйелері үшін радиалды схема әдетте барлық цилиндрлер ауа ағынымен біркелкі салқындатуы үшін таңдалады. Бірқатар цилиндрлермен суды салқындату қозғалтқыштары алтыдан аспайды; Цилиндрлер саны көп, V-тәрізді схема әдетте қолданылады - бұл ықшам.

Карбюратор қозғалтқыштары.

Ішкі жану қозғалтқыштарының маңызды мәселесі - отын-ауа қоспасын құру.

Бензин қозғалтқыштарында ауа массасын жанармаймен араластыру карбюраторда пайда болады. Әдетте, қоспаның құрамы отын шығынын өзгерту арқылы реттеледі, бірақ бай қоспасы қажет болса (мысалы, қозғалтқыш іске қосылғанда), содан кейін ауа азаяды (дроссель).

Қоспа цилиндр блогының басында орнатылған ұшқынның рульдерінің арасында ұшып кетеді. Электр қуаты батареямен немесе шағын электр генераторымен қамтамасыз етіледі; Ұшығына қажет жоғары кернеу отқа арналған катушкамен алынады.

Төрт инсульт қозғалтқышының клапандары ашық және жабық CAM механизмімен жабық, ол тісті тарату белгісімен байланысты. Әр клапан екі иінді боранға бір рет ашылып, жабылады, CAM / DISTIBLE білікі екі рет иінді біліктен баяу айналады.

Уақыт бойынша операцияларды синхрондау.

Ыстық газ энергиясын толық және тиімді пайдалану үшін, цилиндрдегі жанар-жағар тұтану, басқа операциялар сияқты, уақыттың қатаң нүктелерінде болуы керек. Көптеген қозғалтқыштарда тұтану қысылған соққылардан бұрын жасалады, өйткені жанармай жағындысы бірден пайда болмайды. Жанармайдың жануы үшін қажет уақыт қозғалтқыштың дизайнына байланысты (негізінен цилиндрдің мөлшерінен). Кішкентай екі инсульт үшін, жану камерасында жанама жалын бүкіл көлемді тез жабады, ал тұтанудың оңтайлы сәті сығымдау инсультінің аяқталуынан сәл алда. Үлкен екі және төрт инсультурада және төрт инсульт кезінде, шамның ұшқындағы алшақтықтан жану камерасының ұштарына дейінгі қашықтық үлкен, және сәйкесінше, тұтану аванс болуы керек. Алайда, ірі цилиндрлер үшін, жарылу ықтималдығы үшін - ерте, стихиялық және реттелмеген жану немесе отынның жарылуы өседі, бұл жану камерасындағы температура мен қысымның жоғарылауына әкелуі мүмкін. Сондықтан, іс жүзінде, тұтану белгілі бір теориялық жағынан таңдалады. Ұшқынның пайда болу сәтіне Camshaft басқаратын түсірілім-дистрибьютор беріледі. Поршень лауазымына қатысты тұтану сәтін түзету дистрибьютордың корпусының айналуына байланысты жүзеге асырылады. От тұтанудың ауқымы жоғары өлі нүктедегі поршеньге сәйкес келетін жабысының айналу дәрежесінде анықталады. Бұл мән 2-ден 10-ға дейін.

Төрт инсульт үшін қозғалтқышта кіріс және шығатын клапандардың ашылатын сәттерін синхрондау қажет. Бұл клапандар тиісті инсульт басталғанға дейін ашылады және аяқталғаннан кейін жабылады. Сонымен, егер төменгі нүктенің поршеніне жеткен кезде, егер түсі төмен нүктенің поршене жабылған болса, цилиндр отын-ауа қоспасын толығымен толтырмайды. Сондықтан, клапан поршеньдің қозғалысы қоспаны сығып кетпейінше жабылмайды және Цилиндрге көбірек жанармай келеді (мысалы, отынды ұлғайту үшін бірнеше сығылуды құрбан ету). Алдын ала ашылу және кейінірек клапандардың жабылуы шығарылған газдармен жанармай ағып кетуіне және жану өнімдерінің толық емес өсуіне әкеледі, бірақ бұл шығындар жанармаймен қамтамасыз етудің өсуімен байланысты.

Қысу қатынасы.

Цилиндрдің жалпы көлемінің жану камерасының көлеміне қатынасы сығылу дәрежесі деп аталады. Қысу дәрежесі неғұрлым жоғары болса, соғұрлым көп күш, поршеньді итеріп жібереді. Автомобиль көлігінің қозғалтқыштарындағы сығылу дәрежесі 7: 1-ден 11: 1-ге дейін өзгереді.

Дизельді қозғалтқыштар.

Газ сығылған кезде оның температурасы көтеріледі. Р.Дизель қозғалтқыштарының температурасы (1858-1913) жанармай мен ауа қоспасын тұтату үшін қолданылады. Мұндай қозғалтқыштың цилиндрінде тек ауаны қысу бар, ал от отыны сығымдау инсультінің соңында жоғары қысымға ұшырайды. Сондықтан, дизельді қозғалтқыштарда тұтану жүйесінде алдын-ала үлгерім жоқ, сіз жоғары майды қайта өңдеудің қымбат емес - бензиннің орнына салыстырмалы арзан дизель отынын қолдана аласыз. Карбюратор қажет емес, өйткені ауа-райының араласуы жоқ. Алайда, қысудың жоғары деңгейіне байланысты дизайн күшті болуы керек (және ауыр); Сондай-ақ, көп қысыммен жанармай құюды қамтамасыз ету қажет.

Дизельді қозғалтқыштардағы сығымдаудың жоғары деңгейі (20: 1-ге дейін) жоғары тиімділікке әкеледі. Сондықтан, дизельді қозғалтқыштар тиімділік және жоғары қуат ретінде көп болмаған жағдайда қолданылады: кемелерде, жүк көліктері мен теміржол локомотивтерінде.

Айналмалы валюталы қозғалтқыш.

Ішкі жану қозғалтқышының түбегейлі әр түрлі түрі 1957 жылы Ф.Ванкеліс жүргізілді. Үздіксіз, қозғалтқыш салыстырмалы түрде қарапайым және кез-келген мөлшерде өндіріске мүмкіндік береді. Поршеньдер арнайы палата бөлмесінде бұрылатын үшбұрышты қиманың роторымен ауыстырылады (камераның беті эпитрогирроидке сәйкес жасалған), онда тұтану шамдары мен кету және шығыңыз. Бұл дизайн арнайы газ тарату механизмін пайдаланбай төрт соққы цикліне мүмкіндік береді. Бұл қозғалтқышта сіз арзан отын бағаларын қолдана аласыз; Ол діріл жасамайды.

Ванкель қозғалтқышының басты артықшылығы - белгілі бір қуатта аз мөлшерде. Қозғалтқышта поршеньге қарағанда екі есе аз қозғалмалы бөліктерден екі есе аз қозғалмалы бөліктер, сондықтан ол өндіріске сенімді және арзан.

Жанармайдың ішкі энергиясын қайта құру механикалық жұмысқа айналатын қозғалтқыш.

Кез-келген жылу қозғалтқышы үш негізгі бөліктен тұрады: Қыздырғыш Жұмыс органы (газ, сұйық және т.б.) және Тоңазытқыш . Қозғалтқыш циклдік процеске негізделген (бұл процесс, нәтижесінде жүйе бастапқы күйіне оралады).

Жылу қозғалтқышының тікелей циклы

Барлық циклдік (немесе айналмалы) процестердің жалпы мүлкі оларды жүргізу мүмкін емес, бұл оларды жүргізу мүмкін емес, бұл жұмыс сұйықтығын тек бір жылу резервуарымен жылу байланысқа айналдырады. Оларға кемінде екеуі керек. Жоғары температурасы жоғары жылу ыдысы жылытқыш деп аталады және төменгі тоңазытқышпен. Дөңгелек процесті жасау, жұмыс органы жылытқыштан белгілі бір жылу алады 1(ұзарту) және тоңазытқышқа Q жылу мөлшерін береді 2Ол бастапқы күйіне және кішірейген кезде. Q = Q жылу мөлшері 1-К. 2Әр цикл бойынша жұмыс сұйықтығымен алынған жұмыс органы бір цикл бойынша жұмыс істейтін жұмысқа тең.

Кері циклды тоңазытқыш машинасы

Кері циклмен кеңею төменгі қысыммен жүреді, ал қысу соғұрлым көп болады. Сондықтан, қысу жұмыстары кеңейту жұмыстарынан гөрі, жұмыс жұмыс органында, бірақ сыртқы күштермен жұмыс істемейді. Бұл жұмыс жылулыққа айналады. Осылайша, тоңазытқышта жұмыс органы тоңазытқыштан белгілі бір жылу алады 1жылытқышқа жылудың көп мөлшерін жібереді 2.

Әсерлілік

Тікелей цикл:

Тоңазытқыш машинаның тиімділігі индикаторы:

Карно циклы

Жылу қозғалтқыштарында олар жылу энергиясының механикалыққа ең толық түрлендіруіне қол жеткізуге тырысады. Максималды тиімділік.

Суретте бензин карбюраторының қозғалтқышында және дизельді қозғалтқышта қолданылатын циклдер көрсетілген. Екі жағдайда да, жұмыс органы - бұл бензин буларының немесе ауадағы дизель отынының қоспасы. Карбюратордың ішкі жану қозғалтқыш циклі екі изохордан тұрады (1-2, 3-4) және екі адиабат (2-3, 4-1). Ішкі жану қозғалтқышы екі Adiabat (1-2, 3-4), бір изобар (2-3) және бір изоохордан тұратын цикл бойынша жұмыс істейді (2-3) және бір изоохор (4-1). Карбюраторлық мотордың нақты тиімділігі шамамен 30%, дизельлі қозғалтқышта шамамен 40% құрайды.

Француз физигі С. Карно керемет жылу қозғалтқышының жұмысын жасады. Карно қозғалтқышының жұмыс бөлігін газ толтырылған цилиндрдегі поршень ретінде елестетуге болады. Автокөліктен бастап - Көлік таза теориялық, яғни идеал , поршеньдер мен цилиндр мен жылу шығыны арасындағы үйкеліс күштері нөлге тең деп саналады. Машинаның жұмысы максималды, егер жұмыс сұйықтығы екі изотерм және екі адиабаттан тұратын циклды орындаса. Бұл цикл шақырылады Карно циклы .

1-2 сюжет: Газ жылытқыштан жылу мөлшерін алады q 1және икешикалық тұрғыда t 12-3 сюжет: Газ адиаболорлық кеңейеді, температура TOPTER TOMERTER TOURTERTER T температурасына дейін азаяды 23-4 сюжет: Газ экологиялық тұрғыдан сығылған, ал ол тоңазытқышқа жылу мөлшерін береді q 24-1 сюжет: газ оның температурасы T-ге көтерілгенше адиабатикалық түрде қысылады 1. Жұмыс сұйықтығын орындайтын жұмыс 1234 нәтижелі болатын ауданы.

Онда қозғалтқыш келесідей жұмыс істейді:

1. Біріншіден, цилиндр ыстық резервуармен жанасады, ал керемет газ тұрақты температурада кеңейеді. Бұл кезеңде газ ыстық ыдыстан белгілі бір жылуды алады.2. Содан кейін цилиндр тамаша жылу оқшаулауымен қоршалған, содан кейін газдағы жылу мөлшері сақталады және оның температурасы суық жылу ыдысының температурасына түскенше кеңейе береді. Үшінші фазада, жылу оқшаулау алынып, цилиндрдегі газ суық резервуармен байланысып, суық резервуарға қосылып, суық резервуарға қосылады. Қабырғалар белгілі бір нүктеге жеткенде, цилиндр қайтадан жылу оқшаулауымен қоршалған, ал газ поршеньді оның температурасын ыстық ыдыстың температурасы салыстырғанда қайта жинау арқылы қысылады. Осыдан кейін, жылу оқшаулау алынып тасталып, цикл бірінші кезеңнен қайтадан қайталанады.

Карно циклінің тиімділігі жұмыс органының түріне байланысты емес

Тоңазытқыш үшін

В Нағыз жылу қозғалтқыштары Олардың жұмыс циклі карног циклі болатын жағдай жасау мүмкін емес. Олардағы процестер изотермиялық процесс үшін қажет болғандықтан, сонымен қатар сонымен бірге соншалықты тез емес болғандықтан.

Жылу қозғалтқышы - Жанармайдың ішкі энергиясын пайдалану арқылы жұмыс істейтін құрылғы, жылу құрылысы жылу механикалық энергияға айналдыратын жылу құрылысы заттың жылу кеңеюінің температурадан тәуелділігін пайдаланады. (Дыбыс көлемін ғана емес, сонымен қатар жұмыс істейтін сұйықтықтың формаларын қолдана аласыз, сонымен қатар, қатты қозғалтқыштарда жасалынған, онда зат қатты фазада жұмыс істейтін сұйықтық ретінде пайдаланылады.) Жылу қозғалтқышының әсері ескеріледі Термодинамиканың заңдары. Жұмыс істеу үшін қозғалтқыш поршеніндегі немесе турбиналық пышақтардың екі жағынан қысым айырмашылығын жасау қажет. Қозғалтқыштың жұмысы үшін міндетті түрде отынның болуы. Бұл жұмыс сұйықтығын (газ) жылыту кезінде мүмкін, бұл оны ішкі энергияның өзгеруіне байланысты жұмыс істейді. Температураның жоғарылауы мен төмендеуі, сәйкесінше, жылытқыш және салқындатқыш.

Тарих

Алғашқы жылу құралы - бұл N ғасырдың (немесе?) Ғасырларда ойлап табылған сыртқы жану турбинасы. Рим империясындағы дәуір. Бұл өнертабыс оның дамуын осы уақыттың төмен деңгейіне байланысты алған жоқ (мысалы, мойынтіректер ойлап табылған жоқ).

Теория

Жұмыс Қозғалтқыш мыналарға тең:

A = \ сол жақта | Q_H \ DISE | - \ сол жақта | Q_X \ дұрыс |Қайда:
  • Q_H.- жылытқыштан алынған жылу мөлшері,
  • Q_X.- салқындатқышқа берілген жылу мөлшері.

Әсерлілік (Тиімділік) жылу қозғалтқышының тиімділігі қозғалтқыштың орындалатын жұмысының, жылытқыштан алынған жылу мөлшеріне есептеледі: \ Eta = \ frac {\ \ \ q_h \ DISE | - \ \ \ \ \ q_x \ DISE | \ \ \ DISE | \ \ DISE |} = 1 - \ Frac \ Frac \ \ \ \ \ doine |} {\ \ сол жақта Q_H \ DISE |}

Өткізу кезінде жылудың бір бөлігі сөзсіз жоғалады, сондықтан қозғалтқыштың тиімділігі 1-ден аз. Карно қозғалтқышының тиімділігі жылытқыштың абсолютті температурасына ғана байланысты ( T_h.) және тоңазытқыш ( T_x.::

\ Eta_k = {{t_h - t_h \ in t_h}} tore = 1 - {t_h \ t_h}

Жылу қозғалтқыштарының түрлері

Стирлинг қозғалтқышы - бұл сұйық немесе газ тәріздес денесі жабық көлемде, әр түрлі сыртқы жану қозғалтқышында қозғалатын жылу машинасы. Жұмыс сұйықтығының өзгеруінен энергия алумен жұмыс істейтін сұйықтықтың мезгіл-мезгіл жылыту және салқындату негізінде. Ол тек жанармайдың жануынан ғана емес, сонымен қатар кез-келген жылу көзінен де жұмыс жасай алады.

Поршеньді ішкі жану қозғалтқышы

Ішкі жану қозғалтқышы, жылу қозғалтқышы, жұмыс істегінде жанармайдың химиялық энергиясының химиялық энергиясы қандай бөлігі механикалық энергияға айналады. Жанармайдың табиғаты бойынша сұйық және газды ажыратады; үздіксіз жұмыстың жұмыс циклінде, 2 және 4 инсульт; Аралас түзілгішті сыртқы (мысалы, карбюратор) және ішкі (мысалы, карбюратор) және ішкі (мысалы, дизельді қозғалтқыштар) және ішкі (мысалы, дизельді қозғалтқыштар) араластыру әдісіне сәйкес; Энергия түрлендіргішін, турбинаны, реактивті және аралас түрлендіргішті қарау арқылы. Тиімділік коэффициенті 0,4-0.5. Алғашқы ішкі жану қозғалтқышы Е. Леноар 1860 жылы жасалған. Қазіргі уақытта сұйық отынмен жұмыс істейтін жылу ішкі жану қозғалтқышында жұмыс істейтін автомобиль көлігі жиі кездеседі. Қозғалтқыштағы кезекші цикл төрт сағат бойы төрт поршеньнен жасалған. Сондықтан, мұндай қозғалтқыш төрт соққы деп аталады. Қозғалтқыш циклі келесі төрт сағаттан тұрады: 1. Кескін, 2. ҰСЫНЫС, 3. ҰСЫНЫС, 4. ҚОСЫМША, 4.SOME.

Айналмалы (турбина) сыртқы жану қозғалтқышы

Мұндай құрылғының мысалы - негізгі режимдегі жылу электр станциясы. Осылайша, локомотивтің доңғалақтары (электровоз) да, 19 ғасырдағыдай, будың энергиясын айналдырады. Бірақ екі айтарлықтай айырмашылықтар бар. Алғашқы айырмашылық 19-шы ғасырдың локомотиві жоғары сапалы автомобиль отынында, мысалы, антрацит бойынша жұмыс істегендігінде. Заманауи бу турбиналық қондырғылары арзандап, мысалы, венал-Ахинский көмірінде жұмыс істейді, ол жүретін экскаваторлардың ашық әдісімен шығарылады. Бірақ мұндай жанармайда көптеген бос балласт бар, олар көлікті пайдалы жүктің орнына сізбен бірге алып жүрудің қажеті жоқ. Электровозада тек балласттар ғана емес, сонымен бірге жанармай жөнделмеуі керек. Екінші айырмашылық жылу электр станциясының Карно цикліне жақын Ренкина циклінде жұмыс істейтіні айтылған. Карно циклі екі адайбаттан және екі изотермадан тұрады. Ренкин циклы екі адагат, изотермалар және изотермалардан тұрады, ол Carno-ның тамаша цикліне әкеледі. Тасымалдауда мұндай идеалды цикл жасау қиын, өйткені көлік құралында стационарлық қондырғыдан тыс жаппай және өлшемдер бойынша шектеулер бар.

Айналмалы (турбина) ішкі жану қозғалтқышы

Мұндай құрылғының мысалы - шың режиміндегі жылу электр станциясы. Кейде әуедегі қозғалтқыштар газ турбинасын орнату ретінде қолданылады.

Jet және зымыран қозғалтқыштары

Қатты қозғалтқыштар

(Бастапқы журналы «Техникалық жастар» журналы) == == Мұнда қатты дене жұмыс істейтін сұйықтық ретінде қолданылады. Бұл жұмыс сұйықтығының көлемін, бірақ оның формасын өзгертпейді. Жазбаның аз температуралық айырмасын пайдалануға мүмкіндік береді.


Добавить комментарий