что это, принцип работы, особенности


Аналоги мировых брендов. Подробнее>>


Содержание

  • Что такое моментный двигатель
  • Особенности и отличия
  • Виды
  • Преимущества
  • Области применения

Что такое моментный двигатель

Моментный двигатель представляет собой электрический двигатель с очень большим количеством пар полюсов. Благодаря большому количеству полюсов такой двигатель может создавать очень большой момент и при этом работать на относительно невысоких скоростях. Благодаря большому крутящему моменту и невысокой скорости такие двигатели хорошо соответствуют требованиям со стороны большого числа прикладных задач, требующих от электропривода именно такого сочетания параметров. По этой причине моментный электродвигатель часто используется в системах прямого привода, без редуктора.

Большинство встречающихся моментных двигателей имеют конструкцию, схожую с синхронными двигателями с постоянными магнитами.

Конструктивно такой электродвигатель представляет собой статор, включающий в себя обмотку, намотанную на сердечник из пакета ламинированных стальных пластин. Ротор двигателя представляет собой многополюсной магнит.

Особенности и отличия моментных двигателей от других типов двигателей

Крутящий момент

Моментные электродвигатели могут создавать значительный крутящий момент даже при небольших скоростях и даже при остановленном роторе.

Высокий крутящий момент, который характерен для моментных двигателей, даёт возможность достигать высоких угловых ускорений. Это особенно важно для применений, связанных с позиционированием, где требуется высокое быстродействие при разгонах и торможениях.

Внешнее исполнение

Часто моментные двигатели изготавливаются в бескорпусном исполнении (называются бесконтактными). Это означает, что двигатель не имеет корпуса, подшипников, вала и датчиков обратной связи. Эти компоненты создаются разработчиком конечного устройства оптимальным образом для конкретного применения и условий работы или покупаются как готовые комплектующие изделия и устанавливаются в процессе сборки.

Достаточно часто моментные двигатели выпускаются в виде бескорпусного решения с полым валом. Такая конструктивная особенность позволяет гибко подходить к конструированию системы, особенно в случае многоосевых систем. Через полый вал можно пропустить электрические кабели (а также гидравлические или оптические линии – если они есть), получая возможность располагать элементы конструкции в наиболее удобном месте, а также убрать внутрь все кабельные линии связи.

Размер

Размеры моментного двигателя заметно отличаются от размеров классического редукторного серводвигателя: хотя по диаметру моментный двигатель гораздо больше редукторного серводвигателя, зато по длине он часто оказывается короче. Это нельзя однозначно назвать преимуществом или недостатком моментного двигателя – это его особенность, которая диктует другую конструкцию конечного изделия и может стать преимуществом или недостатком лишь в рамках определённого применения.

Отсутствие механической передачи сильно снижает шум, производимый системой, построенной с применением моментного двигателя, а также повышает надёжность приводного решения.

Виды моментных двигателей

Несмотря на то, что подавляющее большинство моментных двигателей, присутствующих на рынке в настоящее время, выполнено по конструкции синхронного двигателя – многополюсный постоянный магнит на роторе и трёхфазная обмотка на статоре – существуют и моментные двигатели, относящиеся и к другим типам.

Менее распространена другая разновидность моментных двигателей – бесколлекторные двигатели постоянного тока. По конструкции они схожи с синхронными двигателями, однако если синхронные моторы предполагают питание системой синусоидальных напряжений, то конструкция бесколлекторных двигателей допускает возможность питания их напряжениями прямоугольной формы.

В большинстве случаев у моментных двигателей ротор располагается внутри статора, соосно ему. Двигатели такой конструкции называют двигателями с внутренним ротором. В случае другого варианта конструкции моментного двигателя – конструкции с внешним ротором – ротор располагается снаружи статора.

Эти два варианта конструкции несколько отличаются по параметрам. Двигатели с внешним ротором при одинаковых габаритных размерах будут иметь больший момент, чем двигатели с внутренним ротором, и больший момент инерции ротора.

Преимущества

Указанные ниже преимущества являются основными характеристиками моментных двигателей:

  • Высокая точность
  • Отличная плавность хода
  • Высокий момент на низких скоростях
  • Низкий шум
  • Компактные и прочные
  • Высокая надёжность и низкий износ электродвигателя
  • Высокое значение показателя КПД приводной системы благодаря отсутствию редуктора
  • Наличие полого вала даёт возможность гибко подходить к компоновке системы
  • Высокое отношение крутящего момента к моменту инерции обеспечивает возможность достижения больших угловых ускорений
  • Высокое отношение момента к потребляемой мощности обеспечивает возможность получения требуемого момента при небольших затратах энергии
  • Снижение расходов на обслуживание по сравнению с редукторным приводом

Области применения

  • Станки и обрабатывающие центры
  • Опорно-поворотные устройства
  • Радары и системы связи
  • Промышленное оборудование


Поделиться:

Нельзя добавить товар к сравнению. Вы уже добавили к сравнению товар из категории « XXX». Очистите список сравнения и попробуйте ещё раз.

Товар успешно добавлен в корзину

Устройство и принцип работы стартера


Стартер представляет собой электродвигатель постоянного тока, который используют для пуска двигателя внутреннего сгорания установленного на дизельной электростанции или любой другой технике.


Стартер представляет собой электродвигатель постоянного тока, который используют для пуска двигателя внутреннего сгорания установленного на дизельной электростанции или любой другой технике.


При запуске коленчатый вал двигателя раскручивается стартером, питающимся от аккумуляторной батареи, обеспечивая вспышку рабочей смеси в одном из цилиндров.


Мощность стартера зависит от момента сопротивления проворачиванию коленчатого вала, который пропорционален рабочему объему двигателя, и минимальной частоты вращения коленчатого вала, при которой в цилиндрах начинаются вспышки.


Минимальная пусковая частота карбюраторных бензиновых двигателей, установленных на электростанцию — 40-50 об/мин, а дизельных — 100-250 об/мин.


Обладающему небольшой массой и габаритами стартеру приходится вращать массивный маховик и приводить в движение всю кривошипно-шатунную группу двигателя. Чтобы провернуть коленчатый вал холодного двигателя, ему необходим большой пусковой ток, который выдаётся аккумулятором, стремительно теряющим максимальный ток и ёмкость с понижением температуры. С использованием слишком вязкого масла это делает запуск на морозе невозможным или существенно осложняет его.


Электрический стартер, устанавливаемый на большинство электростанций, представляет из себя электродвигатель постоянного тока со смешанным возбуждением, с электромагнитным включением шестерни привода и дистанционным управлением.  При этом он имеет особую конструкцию с четырьмя щётками (две положительные и две отрицательные), которая позволяет уменьшить сопротивление ротора и увеличить  мощность электродвигателя.  


Электрическое подключение стартера:


  1. аккумуляторная батарея (АБ)


  2. предохранитель


  3. замок зажигания


  4. реле стартера




Силовой «+» толстый красный провод- постоянно подключен к верхнему контактному болту на рис. «30». Массой «-» является непосредственно корпус стартера. Провод управления работой стартера (значительно тоньше силового) подключается через наконечник или гайку к обмотке тягового реле на рис. «50».


Принцип работы стартера


1 — корпус стартера;


2 — вал якоря стартера;


3 — шестерня привода с муфтой свободного хода;


4 — рычаг привода шестерни;


5 — обмотки тягового реле;


6 — якорь тягового реле;


7 — контактная пластина;


8 — контактные болты;


9 — обмотки стартера;


10 — якорь стартера;


11 — коленчатый вал двигателя;


12 — зубчатый венец маховика


Принцип работы стартера в двух словах можно описать так:


При нажатии на исполнительное устройство (в качестве которого может выступать: кнопка, ключ зажигания…) питание от АБ через реле стартера подается на обмотку тягового реле 5.   Якорь тягового реле под воздействием силы электромагнитной индукции смещается, замыкая контактной пластиной «пяткой»7 силовые контакты 8, одновременно перемещая через рычаг 4 шестерню 3 (бендикс) и переводя ее в зацепление с маховиком 12 двигателя. При замыкании контактов 8 питание от АБ поступает на обмотку стартера 9, приводя во вращение якорь и соответственно шестерню вошедшую в зацепление с венцом маховика,  которая проворачивает коленчатый вал двигателя через маховик, запуская двигатель. После начала работы двигателя, (что определяется либо частотой вращения двигателя, либо временем задержки вращения стартера) питания на реле стартера снимается и механизм привода выводит шестерню стартера из зацепления с зубчатым венцом маховика.


Варианты исполнения


1 – шестерня;

2 – муфта;

3 – рычаг;

4, 9 – крышки;

5 – реле;

6 – коллектор;

7 – щетки;

8 – втулка;

10 – болт;

11 – корпус;

12 – полюс;

13 – якорь;

14 – кольцо;

15, 16 – обоймы;

17 – плунжер;

18 – ролик


В стальном корпусе 11 стартера (схема 1) закреплены четыре полюса 12 с обмотками возбуждения, три из которых соединены с обмоткой якоря 13 последовательно и одна параллельно.


Вал якоря стартера вращается в двух втулках 8 из спеченных материалов, пропитанных маслом. Втулка заднего конца вала запрессована в крышку 9, а втулка переднего конца вала – в картере сцепления. На переднем конце вала якоря находится привод стартера, включающий в себя муфту свободного хода 2 и шестерню 1 привода, которые при включении стартера перемещаются по шлицам вала. Крышки стартера отлиты из алюминиевого сплава.


На передней крышке 4 закреплено тяговое реле 5, связанное через пластмассовый рычаг 3 и кольцо 14 с приводом стартера. Реле обеспечивает ввод шестерни в зацепление с венцом маховика и подключение электрической цепи обмоток стартера к аккумуляторной батарее при пуске двигателя.


На задней крышке 9 установлены щеткодержатели с четырьмя медно-графитовыми щетками 7. Щетки прижимаются пружинами к торцовому коллектору 6 якоря. Торцовый коллектор выполнен в виде пластмассового диска, в котором залиты медные контактные пластины. Такой коллектор уменьшает длину стартера, снижает его массу и способствует более стабильной и длительной работе щеточных контактов. Крышки и корпус стартера стянуты между собой двумя болтами 10.


Муфта свободного хода 2 состоит из наружной 16 и внутренней 15 обойм. Внутренняя обойма объединена с шестерней привода стартера. Наружная обойма объединена со ступицей, которая через спиральные шлицы соединена с валом якоря. Спиральные шлицы обеспечивают поворот муфты при ее перемещении вдоль вала, что облегчает ввод в зацепление зубьев шестерни 1 стартера и венца маховика.


В наружной обойме имеются три паза переменной ширины, в которых размещены ролики 18 и поджимные плунжеры 17 с пружинами. Ролики постоянно отжимаются в суженную часть вырезов, заклинивая наружную и внутреннюю обойм. При пуске двигателя заклинивание обойм усиливается, а после пуска обоймы расклиниваются, так как ролики, преодолевая сопротивление пружин поджимных плунжеров, выкатываются в расширенную часть пазов наружной обоймы муфты.


Похожие материалы


АВР для дизельных генераторов и электростанций



Топливный сепаратор Separ-2000: история, принцип работы и общие сведения



Правила эксплуатации дизель-генераторов



Техническое задание на дизельную электростанцию



Срок службы дизель-генератора: чем определяется и как сэкономить моторесурс?


Остались вопросы?

Заполните форму или позвоните
по телефону +7 (812) 643-42-76

Двигатель внутреннего сгорания: принцип и работа | Машины

В этой статье мы обсудим: 1. Введение в двигатель внутреннего сгорания (ДВС) 2. Термодинамический цикл, используемый для двигателя внутреннего сгорания 3. Принципы и работа 4. Работа клапана и диаграмма синхронизации клапана.

Введение в двигатель внутреннего сгорания (ДВС):

Тепловой двигатель — это машина для преобразования тепла, вырабатываемого при сжигании топлива, в полезную работу. Можно сказать, что тепловой двигатель – это оборудование, которое вырабатывает тепловую энергию и преобразует ее в механическую энергию.

Тепловая машина двух типов:

1. Двигатель внешнего сгорания

2. Двигатель внутреннего сгорания

1. Двигатель внешнего сгорания:

9000 2 Здесь при сгорании используется тепло в виде пара, вырабатывается в котле, размещенном полностью отдельно от рабочего цилиндра. В двигателе внутреннего сгорания сгорание топлива происходит внутри цилиндра двигателя, а в цилиндре двигателя выделяется тепло.

2. Двигатель внутреннего сгорания:

Это двигатель, работающий на топливе, сгорающем в цилиндре двигателя. Он использует расширяющую силу газов, образующихся при сгорании топлива в цилиндре. Вырабатываемое тепло преобразуется в полезную мощность с помощью поршня, ограниченного внутри цилиндра. Движение поршня приводит во вращение коленчатый вал с помощью шатуна. Внутри цилиндра вырабатывается теплота, дающая энергию рабочему телу. Отсюда и название дано как двигатель внутреннего сгорания.

Сгорание в цилиндре происходит двумя способами:

(a) При быстром взрыве воздушно-топливной смеси внутри цилиндра, когда она воспламеняется от искры, называется сгоранием постоянного объема (C.V.C.) .

(b) Сгорание происходит путем медленного горения, когда топливо впрыскивается в сильно сжатый нагретый воздух, содержащийся в цилиндре. Это называется сгоранием при постоянном давлении (CPC), поскольку при сгорании давление в цилиндре почти постоянно.

Термодинамический цикл, используемый для двигателя внутреннего сгорания:

Это серия событий, которые повторяются в регулярной последовательности. Цикл состоит из событий, происходящих между двумя последовательными взрывами в цилиндре двигателя.

Существует несколько типов циклов, но термодинамический цикл, используемый для двигателей внутреннего сгорания, бывает двух типов:

1. Цикл Отто

2. Цикл Дизеля

1. Цикл Отто:

В этом цикле тепло поглощается при одном постоянном объеме и отводится при другом постоянном объеме цилиндра на диаграмме давление-объем (рис. 3.1) цикла Отто.

В 1 = общий объем цилиндра.

В 2 = клиренс.

V 1 – V 2 = рабочий объем поршня.

Линия MN представляет собой уровень атмосферного давления, а AB представляет впуск заряда при давлении немного ниже атмосферного давления. BGC представляет собой сжатие заряда в цилиндре, при котором воспламенение происходит в точке C. Линия CD представляет собой повышение давления в цилиндре, которое происходит при постоянном объеме V 2 . DE представляет собой рабочий ход двигателя. Выпуск происходит в точке E, и во время такта выпуска FA давление снижается почти до атмосферного.

При анализе тепла и энергии, выделяемых в цилиндре, тепловой КПД ( ) двигателя определяется по формуле:

002 м = постоянная = C p / C v = 1,4

C p = удельная теплоемкость при постоянном давлении

C v = удельная теплоемкость при постоянном объеме

Двигатели, основанные на этом принципе цикла Отто, называются двигателями Отто или двигателями с искровым зажиганием.

2. Дизельный цикл:

В дизельном цикле тепло поглощается при постоянном давлении и отводится при постоянном объеме. На диаграмме давление-объем (рис. 3.2) дизельного цикла линия МН представляет собой атмосферное давление, АВ – поступление воздуха в цилиндр, а ВГС – сжатие газов в цилиндре.

Впрыск топлива начинается в точке C и заканчивается в точке D. В течение этого интервала происходит сгорание и предполагается условие постоянного давления. Соотношение объемов D и C, то есть V D / V C , известно как коэффициент отсечки. Расширение газа происходит от D к E с открытием выпускного клапана в точке E и тактом выпуска FA.

При анализе тепла и энергии, выделяемых в цилиндре, тепловой КПД двигателя определяется как:

Где ρ — коэффициент отсечки.

Двигатель, работающий по принципу дизельного цикла, называется дизельным двигателем.

Принципы и работа I.C. Двигатель:

Принцип:

Топливная смесь с соответствующим количеством воздуха взрывается в закрытом с одной стороны цилиндре двигателя. В результате взрыва выделяется тепло и это вызывает увеличение давления горящих газов. Это увеличение давления заставляет плотно прилегающий поршень двигаться вниз по цилиндру.

Это движение поршня передается коленчатому валу через шатун, так что коленчатый вал вращает маховик. Чтобы получить непрерывное вращение коленчатого вала, этот взрыв должен повторяться. Прежде чем это может произойти, отработавшие газы должны быть удалены из цилиндра, должны быть впущены свежие заряды топлива и воздуха, а поршень должен быть возвращен в исходное положение. Эта последовательность событий известна как рабочий цикл.

Рабочий:

I.C. Двигатель преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала с помощью шатуна. Поршень, совершающий возвратно-поступательное движение в цилиндре, очень плотно прилегает к цилиндру. Кольца вставлены в окружные канавки поршня для предотвращения утечки газов с боков поршня. Обычно в блоке цилиндров расточен цилиндр и между цилиндром и головкой цилиндра вставлена ​​прокладка из медного листа или асбеста.

Камера сгорания предусмотрена в верхней части головки блока цилиндров, где происходит сгорание. Существует стержень, называемый шатуном, для соединения поршня и коленчатого вала. Штифт, называемый поршневым или поршневым пальцем, предназначен для соединения поршня и шатуна двигателя. Конец шатуна, который надевается на поршневой палец, называется малым концом шатуна.

Другой конец, который надевается на шатунную шейку, называется большим концом шатуна. Коленчатый вал вращается в коренных подшипниках, установленных в картере. На одном конце коленчатого вала предусмотрен маховик для сглаживания неравномерного крутящего момента, создаваемого двигателем. В нижней части двигателя находится масляный картер, в котором содержится смазочное масло для смазки различных частей двигателя.

Механический цикл двигателя внутреннего сгорания может быть завершен двумя способами:

1. Когда цикл завершается за два оборота коленчатого вала, он называется четырехтактным двигателем.

2. Когда цикл завершается за один оборот коленчатого вала, такой двигатель называется двухтактным.

Четырехтактный двигатель:

В четырехтактном двигателе все процессы, происходящие внутри цилиндра, выполняются за четыре хода поршня. Этот двигатель имеет клапаны для управления впуском заряда и выпуском отработавших газов. Открытие и закрытие клапана управляется кулачками, установленными на распределительном валу. Распределительный вал приводится в движение коленчатым валом с помощью соответствующих шестерен или цепей. Распределительный вал вращается с половиной скорости коленчатого вала.

События, происходящие в I.C. двигателя:

1. В цилиндр подается воздух или топливовоздушная смесь (заряд).

2. Заряд сжимается в цилиндре поршнем.

3. Если нагнетается только воздух, топливо впрыскивается в конце сжатия.

4. Заряд воспламеняется в заданное время под заданным давлением внутри цилиндра двигателя.

5. Мощность, развиваемая за счет расширяющих сил газов внутри цилиндра, передается на коленчатый вал через шатун.

6. Выхлопные газы выходят из цилиндра через равные промежутки времени.

Полный цикл систематически охватывает все эти события. Четырехтактный двигатель выполняет все эти действия за четыре хода поршня, тогда как двухтактный двигатель выполняет все эти действия за два хода поршня.

Четыре хода поршня:

1. Такт всасывания

2. Такт сжатия

3. Рабочий ход

4. Такт выпуска

1. Такт всасывания:

Во время такта всасывания внутрь цилиндра всасывается только воздух или смесь воздуха и топлива. Заряд поступает в двигатель через впускной клапан, который остается открытым во время подачи заряда. Выпускной клапан остается закрытым во время этого такта. Давление в цилиндре двигателя во время этого такта меньше атмосферного.

2. Такт сжатия:

Нагнетаемый в цилиндр заряд сжимается поршнем во время этого такта. Весь заряд цилиндра сжимается до небольшого объема, содержащегося в рабочем объеме цилиндра. Если в цилиндре сжимается только воздух (как в дизельном двигателе), то топливо впрыскивается в конце такта сжатия. Воспламенение происходит из-за высокого давления и температуры.

Если смесь воздуха и топлива сжимается в цилиндре (как в случае двигателя с искровым зажиганием), смесь воспламеняется от свечи зажигания. После воспламенения выделяется огромное количество тепла, вызывающее очень высокое давление в цилиндре, которое толкает поршень назад для выполнения полезной работы. Оба клапана закрыты во время этого хода.

3. Рабочий ход:

Во время рабочего хода высокое давление, возникающее вследствие сгорания топлива, заставляет поршень двигаться вперед или назад через равные промежутки времени. Шатун с помощью коленчатого вала передает мощность на систему трансмиссии для полезной работы. Оба клапана закрыты во время этого хода.

4. Такт выпуска:

Выхлопные газы выходят через выпускные клапаны во время этого такта. Все сгоревшие газы выходят из двигателя, и цилиндр становится готовым к получению свежего заряда. Впускной клапан закрыт, а выпускной клапан остается открытым во время этого такта.

Таким образом, из четырех тактов имеется только один рабочий и три холостых хода. Рабочий ход обеспечивает необходимый импульс для полезной работы.

Двухтактный двигатель:

В таких двигателях вся последовательность процессов, т. е. всасывание, сжатие, мощность и выпуск, выполняются за два хода поршня и один полный оборот коленчатого вала. Клапана в этом типе двигателя нет. Движение газа происходит через отверстия в цилиндре, называемые портами. Картер двигателя газоплотный, в котором вращается коленчатый вал.

Первый такт (всасывание + сжатие):

Когда поршень движется вверх по цилиндру, он закрывает два порта, выпускной и передаточный, которые обычно почти противоположны друг другу. Это захватывает заряд свежей смеси в цилиндре, и дальнейшее движение поршня вверх сжимает этот заряд.

Дальнейшее движение поршня также открывает третье отверстие во всасывающем отверстии цилиндра. Через этот порт в картер поступает больше свежей смеси. Непосредственно перед окончанием этого такта смесь в цилиндре воспламеняется, как и в четырехтактном цикле.

Второй такт (мощность + выпуск):

Повышение давления в цилиндре, вызванное выхлопными газами, заставляет поршень двигаться вниз по цилиндру. Когда поршень опускается, он закрывает и закрывает всасывающее отверстие, задерживая смесь, втянутую в картер во время предыдущего такта, а затем сжимая ее. Дальнейшее движение поршня вниз открывает сначала выпускное отверстие, а затем перемещает его.

Позволяет выхлопным газам выходить через выпускное отверстие. Также свежая смесь, находящаяся под давлением в картере, перекачивается в цилиндр через перепускное отверстие во время этого такта. Головка поршня специальной формы отклоняет поступающую смесь вверх вокруг цилиндра, что помогает вытеснять выхлопные газы.

Когда поршень находится в верхней точке своего хода, говорят, что он находится в верхней мертвой точке (ВМТ). Когда поршень находится в нижней точке своего хода, говорят, что он находится в нижней мертвой точке (НМТ). В двухтактном двигателе работают обе стороны поршня, чего нельзя сказать о четырехтактном двигателе.

Продувка:

Процесс удаления сгоревших или выхлопных газов из цилиндра двигателя называется продувкой. Весь сгоревший газ не выходит при нормальном ходе, поэтому для удаления выхлопных газов в двухтактном двигателе используется какой-либо тип нагнетателя или компрессора.

Сравнение 4-тактного и 2-тактного двигателя:

4-тактный двигатель:

i. Число рабочих ходов:

Один ход на каждые два оборота коленчатого вала

ii. Мощность для одного и того же объема цилиндра:

Малый

iii. Клапанный механизм:

Присутствует

iv. Конструкция и стоимость:

Сложный, дорогой

v. Расход топлива:

Маленький
vi. Удаление выхлопных газов:

Easy

vii. Прочность:

Хорошая

viii. Стабильность работы:

Высокий

ix. Возможность изменения оборотов:

Высокая (с большим маховиком)

x. Смазка:

Оснащен независимым контуром смазки

xi. Расход масла:

Мало

xii. Нагар внутри цилиндра:

Незначительно

xiii. Шум:

Всасывание и вытяжка бесшумные, но другая работа шумная

хiv. Герметичность картера:

Не требуется

xv. Охлаждение:

Обычное

xvi. Собственный вес и размер:

Тяжелый и большой

Двухтактный двигатель:

i. Число рабочих ходов:

Один ход на каждый оборот коленчатого вала

ii. Мощность для одного и того же объема цилиндра:

Большой (примерно в 1,5 раза больше 4-тактного)

III. Клапанный механизм:

Порты вместо клапанов

iv. Конструкция и стоимость:

Простой, дешевый

v. Расход топлива:

Высокий (примерно на 15% больше)

vi. Удаление выхлопных газов:

Трудно

vii. Долговечность:

Плохо

viii. Стабильность работы:

Низкая

ix. Изменяемость об/мин:

Низкий (с малым маховиком)

x. Смазка:

Использование топлива, смешанного со смазочным маслом

xi. Расход масла:

Много

xii. Нагар внутри цилиндра:

Много из-за смешанного топлива

xiii. Шум:

Всасывание и вытяжка шумные, но другие работы менее шумные

xiv. Герметичность картера:

Должен быть герметизирован

хv. Охлаждение:

Вероятность перегрева

xvi. Собственный вес и размер:

Легкий и маленький

Диаграмма работы клапана и фаз газораспределения двигателя внутреннего сгорания (IC):

Клапан:

Клапан представляет собой небольшое механическое устройство, используемое для открытия и перекрытие прохода, ведущего к цилиндру двигателя. Впускной клапан двигателя внутреннего сгорания пропускает воздух или воздушно-топливную смесь в камеру сгорания. Выпускной клапан позволяет отработанным газам выходить из цилиндра двигателя.

Каждый клапан открывается или закрывается один раз в течение каждого цикла. Мощная пружина с помощью фиксатора и шпонки плотно прижимает клапан к седлу и тем самым предотвращает утечку на такте сжатия и рабочем такте. Общий угол поверхности и седла клапана составляет 45 °, но угол 30 ° также используется для впускных клапанов.

Наиболее распространенный тип клапана называется тарельчатым клапаном.

Расположение клапана на двигателе бывает двух типов:

1. Г-образный тип и

2. Вертикальный тип

«Г-образная» компоновка довольно широко используется в двигателях тракторов и автомобилей. В «верхнем» исполнении шток клапана окружен съемной направляющей и пружиной, которая плотно удерживает клапан в седле.

Головка клапана:

Изготовлена ​​из специального сплава, выдерживающего высокие температуры и ударное воздействие расширяющихся газов.

Стержень клапана:

Это круглый стальной стержень, прикрепленный к головке клапана.

Седло клапана:

Это место в головке цилиндров, где головка клапана сидит хорошо. Он может быть выполнен в головке блока цилиндров или в блоке цилиндров. Иногда также используются съемные седла клапанов.

Направляющая штока клапана. Это небольшая направляющая, которая вставляется в блок цилиндров. Обычно изготавливается из чугуна. В некоторых случаях рассверленное отверстие в блоке также служит направляющей клапана.

Привод клапана:

Привод клапана состоит из нескольких компонентов, таких как:

(a) Шестерня коленвала

(b) Шестерня кулачка

(c) Распредвал

(d) Толкатель

(e) Толкатель и

(f) Коромысло

90 002 Шестерня коленчатого вала управляет кулачком шестерня, закрепленная на одном конце распределительного вала. Следовательно, распределительный вал вращается и перемещает толкатель, который своевременно толкает толкатель. Таким образом, толкатель открывает или закрывает клапаны через заданные промежутки времени. Шестерня распределительного вала вдвое больше шестерни коленчатого вала, поэтому в случае четырехтактного двигателя на каждые два оборота коленчатого вала приходится один оборот распределительного вала.

Шестерня коленчатого вала:

Шестерня, закрепленная на конце коленчатого вала и находящаяся в зацеплении с шестерней распределительного вала, называется шестерней коленчатого вала.

Кулачковая шестерня:

Шестерня, закрепленная на конце распределительного вала и входящая в зацепление с шестерней коленчатого вала, называется кулачковой шестерней.

Толкатель:

Толкатель также называется толкателем клапана. Толкатель поднимает или опускает клапаны. Он получает движение от кулачков, установленных на распределительном валу. Он открывает или закрывает клапаны в нужное время. Обычно изготавливается из закаленной стали.

Направляющая толкателя клапана:

Направляет толкатель в движении.

Рычаг коромысла:

Рычаг, используемый для изменения движения толкателя вверх на движение вниз для открытия клапана двигателя. Это небольшой стержень, один конец которого касается конца штока клапана, а другой конец касается верхнего конца штока толкателя.

Зазор толкателя:

Это зазор между коромыслом и штоком клапана, обеспечивающий правильную посадку клапанов.

Диаграмма фаз газораспределения:

Диаграмма фаз газораспределения представляет собой диаграмму вращения кривошипа, на которой показано время открытия и закрытия впускного клапана, выпускного клапана.

Механизм фаз газораспределения связан с относительным закрытием и открытием клапанов и их продолжительностью в зависимости от положения цилиндра и угла поворота коленчатого вала. Верхняя мертвая точка (ВМТ) — это момент, когда поршень находится в верхней точке своего хода, то есть находится в точке перехода от движения вверх к движению вниз. Нижняя мертвая точка (НМТ) — это момент, когда поршень находится в нижней части своего хода, то есть находится в точке перехода от движения вниз к движению вверх.

Теоретически впускной клапан должен открываться в верхней мертвой точке (ВМТ) и закрываться в нижней мертвой точке (НМТ), тогда как выпускной клапан должен открываться в нижней мертвой точке и закрываться в верхней мертвой точке, но на практике эти углы различаются. Время газораспределения зависит от частоты вращения двигателя.

Наилучшие фазы газораспределения для любого двигателя можно определить только в ходе реальных испытаний, поскольку они в значительной степени зависят от конструкции впускного и выпускного каналов. Для большинства средних тракторных двигателей с четырехтактным циклом впускной клапан открывается примерно за 5° до ВМТ и закрывается примерно за 30° после НМТ, выпускной клапан открывается примерно за 40° до НМТ и закрывается примерно за 5° после ВМТ.

Порядок включения:

Последовательность, в которой происходит рабочий ход в каждом цилиндре двигателя, называется порядком зажигания. Расположение шатунной шейки на коленчатом валу и конструкция распределительного вала определяют порядок зажигания. Для четырехцилиндрового двигателя чаще всего используются схемы зажигания 1-3-4-2 и 1-2-4-3. Для шестицилиндровых двигателей порядок зажигания может быть 1-4-2-6-3-5 или 1-5-3-6-2-4.

Интервал зажигания (FI):

Интервал между последовательными рабочими тактами в разных цилиндрах двигателя называется интервалом зажигания и определяется следующим образом.

При первом повороте коленчатого вала на 180° цилиндр № 1 имеет рабочий такт, цилиндр № 2 — такт сжатия, цилиндр № 3 — такт выпуска, цилиндр № 4 — такт ход всасывания. Точно так же при вращении коленчатого вала на 360 ° первый цилиндр имеет такт выпуска, такт второго цилиндра, такт впуска третьего цилиндра и такт сжатия четвертого цилиндра.

Аналогичные случаи для поворота коленчатого вала на 540° и поворота коленчатого вала на 720°. В какой-то момент каждый цилиндр имеет разные такты, и после двух оборотов коленчатого вала каждый цилиндр получает только один рабочий такт для четырехтактного четырехцилиндрового двигателя.

Главная ››

Принцип работы двигателей внутреннего сгорания

  • Категории :
    Конструирование машин и механизмов
  • Метки: Машиностроение

Содержание страницы

Для правильной работы двигатель должен непрерывно выполнять некоторый цикл операций. Принцип работы двигателей с искровым зажиганием (SI) был изобретен Николаусом А. Отто в 1876 году; следовательно, двигатель SI также называют двигателем Отто. Принцип работы двигателя с воспламенением от сжатия (ДВС) был открыт Рудольфом Дизелем в 189 году.2, поэтому двигатель CI также называют дизельным двигателем.

Принцип работы двигателей SI и CI практически одинаков, за исключением процесса сгорания топлива, происходящего в обоих двигателях. В двигателях SI сгорание топлива происходит за счет искры, создаваемой свечой зажигания, расположенной в головке блока цилиндров. Топливо сжимается до высокого давления, и его сгорание происходит при постоянном объеме. В двигателях CI сгорание топлива происходит из-за сжатия топлива до чрезмерно высокого давления, при котором не требуется искра для инициирования воспламенения топлива. В этом случае сгорание топлива происходит при постоянном давлении.

Двигатели SI и CI могут работать как в двухтактном, так и в четырехтактном цикле. Оба цикла описаны ниже:

Принцип работы двигателей внутреннего сгорания

  1. Четырехтактный двигатель : В четырехтактном двигателе цикл работы двигателя завершается четырьмя ходами поршня внутри цилиндра. цилиндр. Четыре такта 4-тактного двигателя: всасывание топлива, сжатие топлива, рабочий ход или рабочий ход и такт выпуска. В 4-тактных двигателях мощность вырабатывается, когда поршень совершает такт расширения. За четыре такта двигателя совершается два оборота коленчатого вала двигателя.

  2. Двухтактный двигатель : В случае двухтактного двигателя такт всасывания и сжатия происходят одновременно. Точно так же такты расширения и выпуска происходят одновременно. Мощность вырабатывается во время такта расширения. При совершении двух ходов поршня производится один оборот коленчатого вала двигателя.

Posted inДвигатель