Технические характеристики двигателя

Главная  /  Учебник по устройству автомобиля  /  Глава 4. Двигатель » Подраздел 4.4 Основные технические характеристики двигателя

О любом двигателе можно получить представление, зная набор определенных технических параметров.

Диаметр цилиндра. Имеется в виду внутренний диаметр цилиндра. Обычно измеряется в нескольких точках и рассчитывается как среднее арифметическое из полученных данных.

Ход поршня — это расстояние, которое поршень проходит от ВМТ до НМТ. Равняется также удвоенному радиусу кривошипа.

Примечание
Обычно при описании технических характеристик двигателя диаметр цилиндра и ход поршня записываются вместе, через знак «х», например 95 х 85 мм. Если ход поршня превышает диаметр цилиндра, двигатель называют длинноходным, если наоборот – короткоходным.

Рисунок 4.4 Ход поршня.

Радиус кривошипа – это расстояние, на которое шатунная шейка (та, к которой крепится шатун) отведена от оси коренной шейки коленчатого вала, как показано на рисунке 4. 4.

Рабочий объем двигателя – объем пространства, заключенный между ВМТ и НМТ поршня, умноженный на количество цилиндров. Измеряется в сантиметрах кубических (см³) или литрах (л). А объем, который находится над поршнем, когда тот установлен в ВМТ, называется объемом камеры сгорания. Сумма объема камеры сгорания и рабочего объема называется полным объемом. Обычно в характеристиках полный объем не приводится, однако используется для получения такого немаловажного параметра, как степень сжатия.

Степень сжатия – отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Данный параметр характеризует то, во сколько раз сжимается топливовоздушная смесь в цилиндре. Записывается обычно в виде соотношения, например, 14:1 – в данном случае имеется в виду, что камера сгорания по объему в 14 раз меньше полного объема. Степень сжатия влияет на эффективность и мощность двигателя: чем выше, тем эффективнее, но есть и ограничения, ввиду особенностей используемого топлива (смотрите ниже в разделе «Система питания современных двигателей»).

Примечание
Если двигатель бензиновый, то бесконечно увеличивать степень сжатия нельзя, так как вместе с этим увеличивается вероятность детонации топливовоздушной смеси и, как следствие, происходит выход из строя всего двигателя. Подробнее о детонации будет рассказано ниже.

Рядность – обозначение взаимного расположения цилиндров. Двигатель может быть рядным, V-образным, W-образным.

Рисунок 4.5 Различные варианты взаимного расположения цилиндров.

Порядок работы. Если в двигателе больше двух цилиндров, то для более равномерной и сбалансированной работы агрегата необходимо, чтобы рабочий ход в каждом из цилиндров реализовывался не одновременно, а в определенной последовательности, при этом очередность определяется, в основном, количеством цилиндров.

Примечание
Для ДВС с одинаковым количеством цилиндров может быть несколько вариантов порядка работы.

Так, например, самый распространенный порядок работы четырехцилиндрового двигателя: 1 – 3 – 4 – 2. Такая запись говорит о том, что сначала рабочий ход будет совершать поршень первого цилиндра, затем третьего, четвертого и второго, соответственно.

Для примера опишем работу четырехцилиндрового рядного двигателя.

Рисунок 4.6 Схематическое изображение четырехтактного четырехцилиндрового рядного двигателя.

В четырехтактном четырехцилиндровом рядном двигателе (показан на рисунке 4.6) кривошипы коленчатого вала расположены в одной плоскости: два крайних кривошипа 1-й и 4-й под углом 180° к двум средним — 2-му и 3-му. При вращении вала поршни первого и четвертого, а также второго и третьего цилиндров попарно движутся в одном направлении. Когда поршни первого и четвертого цилиндров приходят в НМТ, поршни второго и третьего цилиндров находятся в ВМТ, и наоборот. В каждом из цилиндров рабочий цикл завершается за два оборота коленчатого вала, а чередование тактов подобрано таким образом, что одновременно во всех цилиндрах происходят разные такты. Этим обеспечивается равномерность вращения вала.

Предположим, что при первом полуобороте вала (от 0 до 180°) в первом цилиндре поршень идет от ВМТ до НМТ и в нем происходит рабочий ход. Тогда в четвертом цилиндре поршень также движется к НМТ, но происходит впуск горючей смеси. Во втором и третьем цилиндрах поршни движутся к ВМТ, при этом в третьем цилиндре идет сжатие рабочей смеси, а во втором — выпуск отработавших газов.

Примечание
Моменты открытия и закрытия клапанов регулируются распределительным валом (подробнее рассмотрено ниже).

В течение дальнейших трех полуоборотов коленчатого вала в каждом из цилиндров такты будут следовать в обычной для четырехтактного процесса очередности.

К тому времени, когда вал закончит четвертый полуоборот, во всех цилиндрах произойдут все такты рабочего цикла. При дальнейшем вращении вала такты будут повторяться в той же последовательности.

При работе четырехтактного четырехцилиндрового двигателя на каждый полуоборот коленчатого вала приходится один рабочий ход, причем рабочие ходы чередуются не в порядке расположения цилиндров, а в другой последовательности. Сначала рабочий ход происходит в первом цилиндре, затем в третьем, далее в четвертом и, наконец, во втором, т. е. рабочие ходы чередуются в порядке 1 — 3 — 4 — 2. Этот порядок чередования рабочих ходов по цилиндрам называется порядком работы двигателя.

Рисунок 4.7 Полуобороты коленчатого вала.

При одной и той же форме расположения кривошипов вала, но при другом порядке открытия и закрытия клапанов, что зависит от конструкции механизма газораспределения, четырехцилиндровый двигатель может иметь другую последовательность чередования тактов и другой порядок работы. Если при первом полуобороте вала в третьем цилиндре будет происходить такт выпуска, а во втором — такт сжатия, то чередование тактов в двигателе изменится, и получится порядок работы 1 — 2 — 4 — 3.

Компрессия в цилиндре – максимальное давление, создаваемое в цилиндре при сжатии воздуха поршнем. Зачастую измеряется в барах или кг/см2. Часто степень сжатия путают с компрессией. Однако надо всегда помнить, что степень сжатия — параметр исключительно геометрический, в отличие от компрессии.

Мощность двигателя – работа двигателя, совершаемая в единицу времени, измеряется в лошадиных силах (л. с.) или киловаттах (кВт). Проще говоря, мощность — это параметр, который описывает, как быстро может вращаться коленчатый вал двигателя. Чтобы лучше понять, представьте, что вы велосипедист, а мощность — это характеристика, описывающая, как быстро вы можете крутить педали.

Крутящий момент – произведение силы на плечо. В случае двигателя внутреннего сгорания — это тяга, создаваемая на коленчатом валу, иначе говоря — сила, с которой поршень давит через шатун на шатунную шейку коленчатого вала, умноженная на радиус кривошипа (смотрите выше). Чтобы было понятней, вернемся к велосипедисту. Величина тяги на оси педалей зависит как от длины педали (плеча), так и от силы, с которой велосипедист давит на эту педаль. Измеряется крутящий момент в Ньютон на метр (Н·м).

Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus.
comments powered by Disqus

Основные параметры и характеристики двигателя

Строительные машины и оборудование, справочник

Основные параметры и характеристики двигателя

Работа двигателя характеризуется тремя основными параметрами: мощностью, крутящим моментом и удельным расходом топлива. Различают индикаторную, эффективную, литровую и налоговую мощность.

Индикаторная мощность, развиваемая в цилиндре двигателя, не может быть полностью использована для выполнения полезной работы. Часть ее расходуется на преодоление трения между сопряженными деталями двигателя (цилиндр — поршень, коленчатый вал — подшипники), на привод вспомогательных механизмов (водяной и масляный насосы, вентилятор, генератор и др.), на процесс газообмена в цилиндре (впуск свежего заряда и выпуск отработавших газов). Мощность, равноценная этим потерям, называется мощностью механических потерь NM. Величина NM зависит от типа двигателя и условий его эксплуатации. На величину NM оказывает влияние температура охлаждающей жидкости и масла в Двигателе.

Одним из основных показателей качества двигателя является его экономичность, которая определяется количеством топлива GT в килограммах, расходуемым двигателем за 1 ч работы. Параметрами, характеризующими экономичность работы двигателя, являются индикаторный и эффективный удельные расходы топлива.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Тепловой баланс двигателя может определяться экспериментально или расчетным путем.

Автотракторный двигатель эксплуатируется в условиях переменных нагрузок, частого изменения скоростного режима, поэтому мощность двигателя всегда должна соответствовать такой величине, при которой машина движется с требуемой скоростью, обеспечивает заданные динамические качества при высокой топливной экономичности. Для оценки технико-экономических показателей двигателей при работе в различных условиях пользуются характеристиками двигателей. Характеристикой называется графическая зависимость одного из основных показателей работы двигателя (эффективная мощность Ne, эффективный крутящий момент Ме, частота вращения пе коленчатого вала, эффективный удельный расход топлива ge) от другого показателя или фактора, влияющего на его работу. Характеристики двигателей снимаются во время испытаний на специальных стендах при установившихся режимах работы.

Различают скоростные, нагрузочные и регулировочные характеристики двигателей.

Скоростная характеристика представляет собой зависимость эффективной мощности Ne, эффективного крутящего момента на валу двигателя Ме, эффективных часового де и удельного ge расходов топлива от частоты вращения коленчатого вала пе. Различают внешнюю скоростную характеристику, соответствующую полному открытию дроссельной заслонки карбюраторного двигателя или аксимальной подаче топлива в дизеле, и частичные скоростные характеристики, полученные при неполностью открытых дроссель-ных заслонках или подачах топлива. Внешняя скоростная характеристика карбюраторного двигателя снимается в диапазоне от минимальной устойчивой частоты вращения, соответствующей номинальной эффективной мощности. При малой частоте вращения коленчатого вала развиваемая двигателем мощность Ne невелика ввиду медленного сгорания топлива, сопровождаемого большой теплоотдачей.

Рис. 1. Внешние скоростные характеристики двигателей

Однако с дальнейшим увеличением пе рост развиваемой двигателем мощности начинает замедляться вследствие уменьшения среднего эффективного давления ре в цилиндрах из-за уменьшения коэффициента наполнения и увеличения механических потерь.

Внешнюю скоростную характеристику дизеля снимают при максимальной подаче топлива в цилиндры на определенном скоростном режиме, бездымной работе и наивыгоднейшем угле опережения впрыска топлива. В диапазоне частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу от пх до пt двигатель может работать только без нагрузки.

Рекламные предложения:

Читать далее: Топлива, применяемые для двигателей внутреннего сгорания

Категория: —
Автомобили и трактора

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Типы двигателей и их характеристики

Даже несмотря на недавний всплеск популярности электромобилей, подавляющее большинство автомобилей на дорогах по-прежнему полагаются на проверенную и надежную смесь воздуха, огня, топлива и сжатия для обеспечения мощности автомобиля. Каким бы простым это ни казалось, способ объединения этих четырех элементов может сильно различаться в зависимости от типа двигателя. Помимо количества цилиндров и типа впуска (с наддувом, с турбонаддувом или нет), двигатели могут различаться по расположению цилиндров.

За некоторыми исключениями, существует три различных способа компоновки двигателя: рядный, плоский и V-образный. Чтобы помочь вам лучше познакомиться с тем, что находится под капотом вашего автомобиля, в этой статье будут подробно описаны различия между каждой из этих различных конфигураций двигателя. Прежде чем мы это сделаем, давайте пройдем ускоренный курс о том, как работают двигатели, чтобы вы могли начать: добро пожаловать в Engines 101!

Как работает двигатель?

Первое, что нужно понять о двигателях, — это их назначение: генерировать мощность, которая затем передается на колеса автомобиля. Они делают это, создавая тысячи мини-взрывов в минуту. Эти мини-взрывы приводят в движение поршень, прикрепленный к коленчатому валу (мы поговорим о недолговечном роторном двигателе немного позже, который работает по-другому). Затем коленчатый вал вращается, что создает вращательное усилие. Затем через серию передач в вашей трансмиссии эта сила передается на колеса автомобиля.

Эти взрывы происходят внутри так называемой камеры сгорания, которая представляет собой область между верхней частью поршня и головкой блока цилиндров. В этой области вы найдете три основных компонента горения: воздух, топливо и искру (в дизельных двигателях искра не используется, но мы оставим это для другой статьи). Четвертая важная часть процесса сгорания — это сжатие, которое происходит от движения поршня вверх и вниз, или, как мы вскоре узнаем, движения из стороны в сторону. Воздух подается через систему впуска, топливо через форсунки (по крайней мере, в современных автомобилях), а искра идет от свечи зажигания. Все эти вещи собираются вместе, взрываются и толкают поршень в направлении, которое будет вращать коленчатый вал.

Теперь, когда у нас есть двигатели 101, давайте перейдем к различным конфигурациям двигателей.

Какие существуют различные конфигурации двигателей?

Существует три основных конфигурации двигателя, а затем ряд исключений, о которых мы кратко упомянем после того, как разберем самые популярные. Эти три наиболее распространенные конфигурации двигателя: рядный, V-образный и плоский. Эти термины относятся к ориентации цилиндров (гильз, внутри которых движется поршень) по отношению к гипотетической трехмерной плоскости, которая существует в моторном отсеке.

Двигатели V-типа

Блок двигателя Chevrolet LS V8 (изображение предоставлено: horsepower-research.com) цилиндры: цилиндры расположены по схеме, напоминающей букву «V». Двигатели V-образного типа всегда будут иметь четное количество цилиндров, причем половина цилиндров будет занимать каждую сторону V (по крайней мере, я не знаю никаких исключений из этого правила навскидку). Например, двигатель V8 будет иметь 4 цилиндра с одной стороны V и еще 4 напротив них с другой стороны V. Угол в нижней части V чаще всего равен 90°, хотя есть некоторые исключения. В этом большом семействе двигателей V-образного типа может быть довольно много вариаций в отношении того, как работает двигатель (например, толкатель против двойного верхнего распредвала или V6 против V8), но все двигатели V-образного типа будут структурированы в соответствии с общие принципы, которые мы изложили выше.

В качестве примера хорошо известной линейки двигателей V-стиля я укажу вам на линейку двигателей V8 Chevrolet LS. Серия двигателей LS является одной из самых известных групп двигателей, благодаря своей высокой надежности, а также способности быть достаточно мощными в гоночных приложениях. Они просты и эффективны и хорошо представляют двигатели V-стиля.

Рядные двигатели

Это блок двигателя BMW S55 I6, который используется в поколении F8x моделей M3, M4 и M2C (изображение предоставлено bmwblog.com). ” двигатели будут иметь все цилиндры, выровненные в ряд. Рядные двигатели обычно встречаются либо в четырех-, либо в шестицилиндровых вариантах, поскольку восьмицилиндровый рядный двигатель был бы очень длинным и его было бы трудно эффективно разместить в моторных отсеках большинства автомобилей. Рядные двигатели известны тем, что они более плавные и совершенные, чем другие типы двигателей, а присущий рядной шестерке механический и физический баланс трудно сопоставить с другими типами двигателей.

Известный пример известных рядных двигателей можно увидеть в двигателях BMW серий N и S, включая S54, N54, N55 и S55. BMW производит I6 дольше, чем я живу, и они заработали репутацию лучших рядных шестерок в бизнесе на протяжении многих лет и до сих пор. Их I6 гладкие и изысканные, и известны тем, что издают довольно запоминающийся звук при откупорке выхлопной системы вторичного рынка. Еще одним ярким примером фантастических рядных двигателей является серия двигателей Toyota 2J, наиболее известная из которых используется в MKIV Toyota Supra. 2JZ GTE, специально установленный в Supra Turbo, известен тем, что его можно модифицировать без особой работы с внутренними частями двигателя.

Плоские двигатели

Плоский двигатель Subaru 4 (изображение предоставлено subaru.com)

Плоские или оппозитные двигатели — это последний тип двигателей, который мы подробно обсудим, и они также наименее распространены. из всех типов двигателей, которые мы рассмотрели до сих пор. Плоские двигатели устроены таким образом, что цилиндры ориентированы горизонтально, поэтому при стрельбе они противостоят друг другу, как бы боксируя друг друга (отсюда и прозвище боксер). Простой способ визуализировать плоский двигатель — представить его как двигатель V-образного типа с углом 180 ° в нижней части V, что делает его плоским.

Плоские двигатели чаще всего используются в автомобилях Porsche, поскольку с 1960-х годов они используют исключительно оппозитные 6 двигателей в своих знаменитых 911. У Porsche были плоские двигатели с различными рабочими объемами, состояниями впуска и количеством цилиндров, но они придерживались своей теперь уже давно почитаемой конфигурации дольше, чем, возможно, любой другой производитель оставался эксклюзивным для одной компоновки двигателя. Еще один известный пример плоской конфигурации двигателя можно найти в Subaru WRX STi, в котором используется Flat 4. 

Другие типы двигателей

Три типа двигателей, перечисленных выше, используются в 90 % автомобилей. Однако есть и другие типы двигателей, составляющие последние 10%, и некоторые из них довольно интересны.

Двигатели VR Style

Здесь показан блок двигателя VW VR6, который использовался в нескольких автомобилях VW в 90-х и 2000-х годах.

Если бы можно было объединить двигатели Inline и V, результатом был бы двигатель VR. Двигатель VR не имеет угла, поскольку все цилиндры имеют одну и ту же головку, однако они смещены, а не встроены. Если вы возьмете движок в стиле V и закроете его, как если бы это была открытая книга, результатом будет движок в стиле VR.

Двигатели VR почти исключительно используются в VW по причинам, которые может объяснить только VW. Тем не менее, их использование в VW стало чем-то вроде культа, поскольку их знаменитый VR6 звучит довольно хорошо и в свое время был мощной силовой установкой.

Двигатели W Style

Блок Volkswagen W12 от Bentley (фото предоставлено eBay)

В бесконечном стремлении VW связать каждую букву алфавита с конфигурацией двигателя они придумали стиль W двигатель. Двигатель типа W, который производился только в 12-цилиндровых вариантах от Volkswagen, фактически представляет собой два двигателя VR6, соединенных в 9.Угол 0 °, как у двигателя V-образного типа. Это означает, что у вас есть два ряда по 6 цилиндров со смещением в конфигурации VR.

W12 использовался в роскошных седанах и внедорожниках и может быть найден в таких моделях, как Audi A8 W12, а также Volkswagen Phaeton W12. Я считаю, что W12 не стоил ничего, кроме нескольких лошадиных сил и классного значка W12, но некоторые утверждают, что они более плавные и лучше подходят для роскошного седана, чем альтернатива V8.

Роторные двигатели

Если вы заинтересованы в автомобиле, который проработает в гараже больше часов, чем пройдено миль, тогда роторный двигатель для вас! Роторный двигатель полностью отличается от других двигателей, которые мы обсуждали, поскольку в нем нет ни поршней, ни цилиндров. Вместо этого есть большой ротор в форме Дорито, который вращается внутри корпуса и создает энергию, используя это вращение. Роторные двигатели довольно сложны, по крайней мере, для людей, которые гораздо лучше знакомы с поршневыми двигателями, поэтому, если вы хотите узнать больше о роторных двигателях, я направлю вас на YouTube-канал «Технические объяснения», который даст гораздо лучшее объяснение, чем я. способен.

Роторный двигатель широко использовался Mazda в модели RX7 90-х годов, которая завоевала такую ​​же преданность, как и знаменитая Toyota Supra. Эта эпоха тюнингованных автомобилей прославилась благодаря фильмам «Форсаж», но невероятные двигатели, используемые в этих автомобилях, такие как 2JZ и роторный двигатель, несомненно, также имеют какое-то отношение к этой славе.

Заключительные мысли

Как видите, автопроизводители любят пробовать множество разных методов, чтобы выполнить одну и ту же работу: смешать воздух, топливо и огонь, чтобы произвести взрыв и привести машину в действие. Что касается плюсов и минусов, они действительно недостаточно конкретны, чтобы перечислять их с уверенностью, поскольку каждый стиль был выполнен как очень хорошо, так и очень плохо, а это означает, что любые преимущества можно отнести к общей инженерии, а не к конфигурации цилиндра явно.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Основы двигателя

Основы двигателя

Ханну Яаскеляйнен, Магди К. Хайр

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

• Эффективность двигателя

Реферат :
Поршневые двигатели внутреннего сгорания — подкласс тепловых двигателей — могут работать в четырех- и двухтактном циклах. В каждом случае двигатель может быть оснащен системой сгорания с искровым зажиганием (SI) или с воспламенением от сжатия (CI). Возможен ряд других классификаций двигателей, основанных на подвижности двигателя, применении, топливе, конфигурации и других конструктивных параметрах. Теоретически процесс сгорания можно смоделировать, применив к процессам в цилиндре двигателя законы сохранения массы и энергии. Основные конструктивные и эксплуатационные параметры двигателей внутреннего сгорания включают степень сжатия, рабочий объем, объем зазора, выходную мощность, указанную мощность, термический КПД, указанное среднее эффективное давление, среднее эффективное тормозное давление, удельный расход топлива и многое другое.

• Тепловые двигатели
• Классификация поршневых двигателей внутреннего сгорания
  • Четырехтактные и двухтактные циклы
  • Другие классификации двигателей
• Основы поршневого двигателя внутреннего сгорания
• Параметры работы двигателя

Определение и классификация

Тепловые двигатели — это машины для преобразования энергии: они преобразуют химическую энергию топлива в работу, сжигая топливо в воздухе для получения тепла. Это тепло используется для повышения температуры и давления рабочая жидкость , которая затем используется для выполнения полезной работы. Тепловые двигатели можно классифицировать как:

• Двигатели внутреннего сгорания , в которых продукты сгорания или реагенты (воздух и топливо) служат рабочим телом двигателя, или
• Двигатели внешнего сгорания , в которых энергия передается (например, через теплообменник) рабочей жидкости, отделенной от продуктов сгорания или реагентов.

Двигатели также можно разделить на поршневые или роторные:

• В поршневых двигателях рабочая жидкость используется для линейного перемещения поршня. Затем линейное движение обычно преобразуется во вращательное движение с помощью кривошипно-ползункового механизма (шатун / коленчатый вал).
• В роторном двигателе рабочая жидкость раскручивает ротор, соединенный с выходным валом.

Двигатели внутреннего сгорания

В двигателях внутреннего сгорания (ДВС) рабочее тело состоит из воздуха, топливно-воздушной смеси или продуктов сгорания самой топливно-воздушной смеси. Поршневые двигатели с возвратно-поступательным движением являются, пожалуй, наиболее распространенной формой известных двигателей внутреннего сгорания. Они приводят в действие автомобили, грузовики, поезда и большинство морских судов. Они также используются во многих небольших утилитах. Они могут работать на жидком топливе, таком как бензин и дизельное топливо, или на газообразном топливе, таком как природный газ и сжиженный нефтяной газ. Двумя распространенными подкатегориями поршневых двигателей с возвратно-поступательным движением являются 9.0026 двухтактный двигатель и четырехтактный двигатель . Примеры роторных двигателей внутреннего сгорания включают роторный двигатель Ванкеля и газовую турбину.

Общие цели при проектировании и разработке всех тепловых двигателей включают: максимизацию работы (выходной мощности), минимизацию потребления энергии и уменьшение загрязняющих веществ, которые могут образовываться в процессе преобразования химической энергии в работу. На рис. 1 показаны основные узлы поршневых двигателей внутреннего сгорания. Конструкция магистрального двигателя является наиболее распространенной, хотя термин «магистральный двигатель» редко используется за пределами индустрии крупных двигателей. Конструкция крейцкопфа в настоящее время используется только в больших тихоходных двухтактных двигателях. Впускные и выпускные клапаны для простоты опущены, однако стоит отметить, что в некоторых конструкциях двухтактных двигателей вместо клапанов используются впускные и выпускные каналы.

Рисунок 1 . Основные узлы поршневых тронковых (а) и крейцкопфных (б) двигателей

Как двух-, так и четырехтактный поршневой двигатель внутреннего сгорания может быть оснащен системой сгорания с искровым зажиганием (SI) или с воспламенением от сжатия (CI).

Обычно системы с искровым зажиганием характеризуются предварительно смешанным зарядом (т. е. топливо и воздух смешиваются перед воспламенением) и внешним источником воспламенения, таким как свеча зажигания. Предварительное смешение может происходить во впускном коллекторе или в цилиндре. Хотя предварительно смешанный заряд имеет относительно однородное пространственное распределение воздуха и топлива в большинстве применений, это распределение также может быть неоднородным. Горение инициируется искрой, и пламя распространяется наружу вдоль фронта от места искры. Говорят, что сгорание в двигателях SI контролируется кинетическим путем, потому что вся смесь легко воспламеняется, а скорость сгорания определяется тем, насколько быстро химическая реакция может поглотить эту смесь, начиная с источника воспламенения.

Обычные дизельные двигатели характеризуются впрыском топлива непосредственно в цилиндр примерно в то время, когда требуется зажигание. В результате заряд воздуха и топлива в этих двигателях очень неоднороден: одни регионы чрезмерно обогащены, а другие — обеднены. Между этими крайностями будет существовать смесь топлива и воздуха в различных пропорциях. При впрыске топливо испаряется в этой высокотемпературной среде и смешивается с горячим окружающим воздухом в камере сгорания. Температура испаряемого топлива достигает температуры самовоспламенения и самовоспламеняется, чтобы начать процесс горения. Температура самовоспламенения топлива зависит от его химического состава. В отличие от системы СИ, сгорание в двигателях с воспламенением от сжатия может происходить во многих точках, где соотношение воздух-топливо и температура могут поддерживать этот процесс. Говорят, что большая часть процесса сгорания в двигателях с центральным охлаждением регулируется смешиванием, поскольку скорость контролируется образованием воспламеняющихся смесей воздуха и топлива в камере сгорания.

В некоторых случаях различие между двигателями SI и CI может быть размыто. Из-за стремления сократить выбросы и расход топлива были разработаны системы сгорания, которые могут использовать некоторые функции двигателей как с SI, так и с CI; например, самовозгорание предварительно смешанных смесей бензина, дизельного топлива или их смеси.

Газовые турбины, рис. 2, являются еще одним примером двигателей внутреннего сгорания. Однако, в отличие от поршневых двигателей, сгорание происходит отдельно в специальной камере сгорания.

Рисунок 2 . Газовая микротурбина для увеличения запаса хода в транспортных средствах средней и большой грузоподъемности.

(Источник: Wrightspeed Inc.)

Двигатели внешнего сгорания

В двигателях внешнего сгорания рабочее тело полностью отделено от топливно-воздушной смеси. Тепло от продуктов сгорания передается рабочему телу через стенки теплообменника. Паровая машина является хорошо известным примером двигателя внешнего сгорания.

Примером поршневого двигателя внешнего сгорания является двигатель Стирлинга, в котором тепло передается рабочему телу при высокой температуре и отводится при низкой температуре. Тепло, добавленное к рабочей жидкости, может быть получено практически из любого источника тепла, такого как сжигание ископаемого топлива, дерева или любого другого органического материала.

Цикл Ренкина, на котором основаны многие конструкции паровых двигателей, является еще одним примером двигателя внешнего сгорания. Тепло, добавляемое из внешнего источника, повышает температуру жидкости, такой как вода, до тех пор, пока она не превратится в пар, который используется для движения поршня или вращения турбины. Паровые двигатели приводили в движение автомобили в США между 1900 и 1916; однако к 1924 году они почти исчезли. Паровые грузовики были популярны в Англии до середины 1930-х годов. В то время как паровые локомотивы во многих странах постепенно заменялись тепловозами на протяжении большей части 20 90 192 го 90 193 века, некоторые из них оставались на магистральных линиях вплоть до 21 90 192 го 90 193 века.