В качестве энергетических установок для транспорта наибольшее распространение получили поршневые двигатели внутреннего сгорания.
Особенностью тепловых двигателей этого типа является то, что процесс сгорания топливо-воздушной смеси и преобразование тепловой энергии в механическую происходят непосредственно в цилиндре двигателя.
Положительные свойства двигателей внутреннего сгорания: компактность, высокая экономичность и долговечность, а также возможность использования в них жидкого и газообразного топлива привели к тому, что после появления этих двигателей в начале второй половины XIXв. они вскоре заменили паровую машину.
Первыми двигателями внутреннего сгорания, работавшими на газовом топливе, были двухтактные двигатели Ленуара (1860 г., Франция), Н. Отто и Э. Лангена (1867 г., Германия) и четырехтактный двигатель с предварительным сжатием смеси Н. Отто (1876 г.).
Организация в конце XIXв. промышленной переработки нефти способствовала созданию, а затем и производству двигателей внутреннего сгорания, работающих на жидком топливе: карбюраторные двигатели с искровым зажиганием, калоризаторные двигатели и двигатели с воспламенением от сжатия — дизели.
В России первый двигатель с искровым зажиганием был построен в 1889 г. по проекту инженера И. С. Костовича. В 1899 г. на заводе Э. Нобеля в Петербурге (ныне завод «Русский дизель») был построен промышленный образец высокоэкономичного двигателя с воспламенением от сжатия. Этот двигатель в отличие от двигателя, построенного немецким инженером Р. Дизелем (1897 г.) и работавшего на керосине, мог работать на природной (сырой) нефти и ее погонах. В течение короткого времени конструкция этого двигателя, названного дизелем, была значительно усовершенствована и он стал широко применяться в энергетических стационарных установках, на судах и т. п. В настоящее время дизели применяются на тепловозах, тракторах, автомобилях средней и большой грузоподъемности и на других транспортных машинах.
На автомобильном транспорте широкое применение получили карбюраторные двигатели. Они устанавливаются на всех легковых автомобилях и на грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности .
В нашей стране после Великой Октябрьской социалистической революции, особенно в период первых пятилеток, стало быстро развиваться производство двигателей внутреннего сгорания различного назначения, в том числе и автомобильных. Автомобильные карбюраторные двигатели и дизели непрерывно совершенствуются. Модернизируются старые конструкции двигателей и ставятся на производство новые, имеющие большую экономичность и надежность при меньшей массе, приходящейся на единицу мощности.
Успешное развитие двигателей внутреннего сгорания, создание опытных конструкций и промышленных образцов в значительной мере связаны с исследованиями и разработкой теории рабочих процессов. В 1906 г. профессор Московского высшего технического училища В. И. Гриневецкий впервые разработал метод теплового расчета двигателя. Этот метод в дальнейшем был развит и дополнен чл.-корр. АН СССР Н. Р. Брилингом, проф. Е. К. Мазингом, акад. Б. С. Стечкиным и др.
Анализ развития энергетических установок для автомобильного транспорта показывает, что в настоящее время двигатель внутреннего сгорания является основным силовым агрегатом и еще возможно его дальнейшее совершенствование.
studfiles.net
Поршневые двигатели внутреннего сгорания можно условно классифицировать:1) по способу смесеобразования и виду применяемого топлива; 2) по способу осуществления рабочего цикла; 3) по числу цилиндров и их расположению; 4) по способу охлаждения и смазки деталей и т.п.По способу смесеобразования двигатели внутреннего сгорания делятся на двигателис внешним смесеобразованиеми двигателис внутренним смесеобразованием.Автомобильные двигатели с внешним смесеобразованием работают на лёгком топливе, в основном на бензине или газе. Приготовление топливно-воздушной смеси, и её дозирование осуществляюткарбюраторные, газобаллонные и инжекторные системы питания. Образование топливно-воздушной смеси происходит вне цилиндра двигателя - в смесительной камере карбюратора, в специальном смесителе или непосредственно во впускном коллекторе. Смесь в цилиндре воспламеняется в конце такта сжатия, принудительно от электрической искры.Автомобильные двигатели с внутренним смесеобразованием работают, в основном на дизельном топливе, которое относится к тяжёлым видам топлив. К этому же виду топлива относят «солярку», мазут и сырую нефть. В дизельных двигателях смесь приготавливается непосредственно в цилиндре из воздуха и топлива, подаваемых в цилиндр раздельно. Воспламенение топливно-воздушной смеси в цилиндре происходит самопроизвольно от воздействия высокой температуры при сжатии. Исключением являетсясистема непосредственного впрыска бензина, где зажигание смеси осуществляется от электрической искры.По способу осуществления рабочего цикла следует различатьдвухтактныеичетырёхтактныедвигатели. У первых,рабочий циклсовершается за два хода поршня, т.е. за один оборот коленчатого вала. У вторых, рабочий цикл совершается за четыре хода поршня, т.е. за два оборота коленчатого вала. Под рабочим циклом двигателя следует понимать совокупность процессов, протекающих в цилиндрах двигателя и «заставляющих» его работать.Подавляющее большинство современных автомобилей оборудуются четырёхтактными двигателями.По числу цилиндров и их расположению двигатели делятся на двух – и многоцилиндровые с рядным, многорядным, вертикальным, наклонным, звездообразным и горизонтальным расположением цилиндров (рис. 2.4).
Многорядные двигатели можно разделить на: 1)V – образные двухрядные двигатели, с углом развала цилиндров 90 и менее градусов; 2)U – образные двухрядные двигатели; 3)оппозитные двигателис расположением цилиндров под углом 180 градусов друг к другу; 4)W – образные трёхрядные двигатели; и 5) двигатели с большим числом рядов цилиндров.Многорядное расположение цилиндров двигателя позволяет уменьшить габаритную длину двигателя при сохранении числа цилиндров. Оппозитное, т.е. лежачее расположение цилиндров, уменьшает габаритную высоту двигателя, что в свою очередь позволяет снизить центр тяжести автомобиля и, тем самым улучшить его устойчивость.По способу охлаждения и смазки деталей различают двигатели с воздушным и жидкостным охлаждением, с принудительной смазкой деталей, смазкой разбрызгиванием и комбинированной смазкой.Также имеются и иные конструктивные отличия двигателей.
poznayka.org
· По принципу работы: бензиновые (с воспламенением от искры) или дизельные (с воспламенением от сжатия) двигатели.
· По типу системы охлаждения: двигатели с жидкостной или воздушной системами охлаждения.
· По циклу: двух- или четырехтактные двигатели.
· По типу механизма привода клапанов: двигатели с верхним распределительным валом (OHC) или двигатели с верхними клапанами (OHV).
· По числу цилиндров: 4-, 6- или 8-цилиндровые двигатели.
· По расположению цилиндров: рядные, V-образные или оппозитные двигатели.
В рядном двигателе цилиндры расположены в один ряд. Такой двигатель имеет блок цилиндров простой формы и одну головку цилиндров, благодаря чему двигатель отличается небольшой массой и компактностью. Рядные двигатели обычно 3‑, 4‑, 5‑ и 6‑цилиндровые. V-образные двигатели имеют 6, 8, 10 или 12 цилиндров и устанавливаются в основном на больших и спортивных автомобилях. Существуют также 6‑, 8‑, 10‑ и 12‑цилиндровые оппозитные двигатели. Из-за низкого центра тяжести они преимущественно используются на спортивных автомобилях.
Расположение на автомобиле
Двигатель может располагаться продольно или поперечно спереди, посередине или в задней части автомобиля. В качестве примера компоновки можно привести автомобиль с расположенным продольно спереди двигателем и приводом на заднюю ось через карданный вал, идущий от коробки передач. На небольших автомобилях применяется другая компоновочная схема: двигатель расположен спереди поперечно, крутящий момент передается на передние колеса. Это обусловлено тем, что благодаря параллельности продольной оси двигателя и ведущей оси автомобиля требуется меньше места для установки силового агрегата.
Двигатели центрального расположения главным образом применяются на спортивных автомобилях, в которых упор делается на их характеристики, а не на удобство пассажиров.
www.poznayka.org
С каждым годом растет число моделей и модификаций автотракторных двигателей, но единой общепринятой системы их классификации пока так и не было создано. И это понятно, все автотракторные двигатели, являясь силовыми установками, должны обеспечивать движение любого транспортного средства и удовлетворять самые различные требования этих очень различных транспортных средств при постоянно изменяющихся условиях и режимах их движения и работы. Кроме того, являясь достаточно сложным агрегатом, любой двигатель должен вбирать в себя многие достижения постоянно развивающихся различных направлений и отраслей науки: химии и физики, гидравлики и аэродинамики, теплотехники и электроники, металлургии и сопротивления материалов, математики и вычислительной техники и т.д. и т.п.
Ниже представлена одна из возможных схем классификации основных типов автотракторных двигателей. На этой схеме представлены две принципиально различные группы двигателей. В основную группу включены практически все типы поршневых двигателей внутреннего сгорания, устанавливаемые и работающие на серийно выпускаемых автомобилях и тракторах. Во вторую группу входят восемь типов двигателей, которые по тем или иным причинам находятся на различных стадиях разработки и доводки (паровые, солнечные, реактивные) или выпускаются небольшими экспериментальными и опытными партиями (роторно-поршневые, газотурбинные, электромобили). В этой группе выделены два принципиально новых типа двигателей, экспериментальные образцы которых созданы в Государственном научном центре автомобильной промышленности России (НАМИ). Это образцы двигателей с переменным рабочим объемом и переменной степенью сжатия.
Классификация автомобильных и тракторных двигателей
По основной группе поршневых ДВС следует сделать следующие замечания.
1. К двум основным типам ДВС с внешним и внутренним смесеобразованием добавлена третья группа двигателей с впрыском легкого топлива и воспламенением от искры. Двигатели этой группы в зависимости от конструктивных особенностей топливоподачи могут относиться как к ДВС с внешним смесеобразованием (впрыск топлива во впускной трубопровод), так и к ДВС с внутренним смесеобразованием (впрыск топлива непосредственно в цилиндр).
2. Рабочий процесс практически всех двигателей второй группы может быть организован как по четырехтактному циклу, так и по двухтактному циклу.
3. Практически все двигатели этой группы могут иметь принудительный наддув воздуха или топливовоздушной смеси за счет использования различных типов лопаточных машин и различных видов компрессоров.
4. В схему не включена группа комбинированных двигателей, которые могут состоять из различных поршневых, газотурбинных, паровых и других машин.
Источник: Колчин А.И., Демидов В.П. - Конструкция и расчет автотракторных двигателей, 2008 г.
azbukadvs.ru
