«Поршневые двигатели внутреннего сгорания»
— проектирования и конструирования, исследований, монтажа и эксплуатации поршневых двигателей внутреннего сгорания, а также вспомогательного оборудования, обеспечивающего функционирование двигателей внутреннего сгорания.
Объектами профессиональной деятельности выпускников являются:
— двигатели внутреннего сгорания средств наземного, водного и воздушного транспорта;
— двигатели внутреннего сгорания для малой энергетики;
— комбинированные энергоустановки с двигателями внутреннего сгорания;
— средства автоматики, исполнительные устройства, системы и устройства управления работой установок с поршневыми двигателями внутреннего сгорания;
— вспомогательное оборудование, обеспечивающее работу двигателей внутреннего сгорания.
ДВС нашли широкое применение в самых разнообразных отраслях народного хозяйства: почти весь наземный транспорт, морской и речной флот, легкомоторная авиация, строительно-дорожные и сельскохозяйственные машины, лесное хозяйство, мелиорация, электростанции малой мощности и, наконец, разнообразная техника вооруженных сил. Это объясняется, прежде всего, тем, что поршневые двигатели являются самыми экономичными из всех других типов тепловых машин.
Выбор образовательной траектории по двигателям внутреннего сгорания открывают молодым специалистам широкие возможности для творческой работы в области двигателестроения:
— в конструкторских и технологических бюро на производстве;
— в экспериментальных лабораториях и научно-исследовательских центрах;
— на предприятиях, эксплуатирующих всевозможную технику, оснащенную двигателями внутреннего сгорания.
Основной потребитель выпускников это – ООО «Уральский дизель-моторный завод» (УДМЗ), входящий в группу «Синара-транспортные машины». Более 50% выпускников устраивается на работу именно на этот завод. Выпускники работают инженерами-конструкторами, инженерами-технологами, на сборке и испытаниях двигателей, а также в сервисных центрах. При непосредственном участии выпускников на УДМЗ разработано и налажено производство нового семейства дизельных двигателей Д-185.
Обучение по двигателям внутреннего сгорания не означает, что они в состоянии работать только на крупных заводах. Общая подготовка такова, что полученных знаний достаточно для работы в сфере обслуживания, проектирования и производства любых тепловых машин. Например, большую часть вопросов по эксплуатации современного автомобиля представляет его двигатель. Зная по-настоящему принципы и процессы, которые положены в основу конструкции двигателя, выпускник может разобраться в принципах действия и конструкции любого автомобиля, мотоцикла, тепловоза и других энергетических машин.
Таким образом, выпускник может работать на промышленных предприятиях, в научных, конструкторских, проектных и эксплуатирующих ДВС предприятиях.
Производственной базой являются практически все ведущие предприятия Урало-Сибирского энергетического и энергомашиностроительного региона: ЗАО «Уральский турбинный завод», ООО «Уральский дизель-моторный завод», ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург», ООО «Газпром трансгаз Югорск», ООО «Газпром трансгаз Ухта», ООО «Газпром трансгаз Надым», ОАО «Теплоэнергосервис», ТГК-9, ОГК-1, ОГК-2, ОГК-4, ОГК-5 (Enel) и другие.
Учебно-лабораторная база включает в себя ряд уникальных лабораторий, в том числе полномасштабный тренажер газокомпрессорной станции с газоперекачивающими агрегатами, лабораторию динамики и прочности, специализированные аудитории и компьютерные классы с мультимедийным оборудованием, а также оборудованием для проведения дистанционных занятий.
Поддерживаются творческие контакты с учебными заведениями и учеными зарубежных стран: Чехии, Словакии, КНР, Монголии, Израиля, Англии, Германии, Италии.
Создано / Изменено: 6 ноября 2016 / 6 ноября 2016
Архив WinRAR_1 / 2 — Двигатели / 26 — области применения ДВС. Классификация ДВС
Среди двигателей, применяющихся в настоящее время, а также перспективных для использования на автомобильном транспорте, следует отметить следующие типы: 1. Двигатели внутреннего сгорания, которые подразделяют на поршневые и роторно-поршневые. 2. Газотурбинные двигатели (ГТД). 3. Двигатели внешнего сгорания (паровые, двигатели Стирлинга). 4. Электрические двигатели. 5. Криогенные двигатели. 6. Инерционные двигатели. Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) в настоящее время являются наиболее распространенными автомобильными двигателями. В этих двигателях топливо сгорает непосредственно внутри рабочего органа — цилиндра (в поршневых двигателях) или в полости, образованной ротором и корпусом (в роторных двигателях). Основным преимуществом ДВС является непосредственное воздействие продуктов сгорания топлива на поршень. Это дает возможность добиться сравнительно высоких значений термического коэффициента полезного действия (ТКПД). Высокая (по сравнению с другими типами тепловых двигателей) экономичность ДВС, возможность построения их в большом диапазоне мощностей, достаточно быстрый пуск, небольшие масса и размеры, сравнительно невысокая стоимость, большой ресурс обусловили их широчайшее распространение в различных сферах деятельности. ДВС в настоящее время являются практически единственным типом двигателей в силовых агрегатах не только автомобилей, но и тракторов, сельскохозяйственной техники, дорожных, строительных машин. Судовые, локомотивные и авиационные силовые установки малой мощности обычно также представлены двигателями внутреннего сгорания различных типов.
Области применения ДВС
Поршневые и комбинированные двигатели в зависимости от их назначения изготовляются с мощностью от нескольких сот ватт до 40000кВт. Основные области их применения: 1. Автомобильный транспорт, тракторы, сельхозмашины и др. 2. Железнодорожный транспорт, в т.ч. энергопоезда. 3. Морской и речной флот, катера. 4. Легкомоторная авиация. 5. Строительная, дорожная техника (экскаваторы, бульдозеры, скреперы, грейдеры, самоходные краны, компрессоры, передвижные электростанции и др.). 6. Стационарная электроэнергетика. 7. Привод компрессоров, насосов на трубопроводах, в бурильных установках. 8. Модели и модельные установки. 9. Военная и специальная техника.
Классификация ДВС.
Признаки классификации ДВС могут быть различными и определяются как назначением, особенностями практического применения, так и принципами построения, элементами конструкции и др. Поэтому при некоторой условности все же следует отметить следующие общепринятые принципы и признаки классификации поршневых двигателей. 1. По назначению: стационарные, переносные, транспортные (автомобильные, тракторные, судовые, авиационные и др.). 2. По роду применяемого топлива: двигатели легкого топлива, тяжелого, газообразного, многотопливные. 3. По способу осуществления зарядки цилиндров: четырехтактные и двухтактные двигатели. 4. По способу смесеобразования: двигатели с внешним и внутренним смесеобразованием. 5. По способу воспламенения смеси: двигатели с искровым зажиганием и двигатели с воспламенением от сжатия. 6. По конструктивному расположению цилиндров и схеме: рядные и звездообразные, вертикальные и горизонтальные схемы. Кроме того, рядные двигатели подразделяют на V-, W-, H-, Y- и X-образные и др. Некоторые варианты компоновки представлены на рис.1.1. 7. По способу охлаждения двигатели разделяют на двигатели с жидкостным и воздушным охлаждением. Помимо перечисленных признаков иногда двигатели классифицируют по способам регулирования, скорости вращения, признакам цикла, наличию систем наддува и т.д. В современных автомобилях применяются преимущественно четырехтактные поршневые двигатели с рядным, V-образным и оппозитным расположением цилиндров.
Двигатель внутреннего сгорания где применяются
1. Назначение двигателей
Двигатель — это машина, преобразующая какой-либо вид энергии в механическую работу. На большинстве современных автомобилей установлены тепловые поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС), в которых теплота, выделяющаяся при сгорании топлива в цилиндрах, преобразуется в механическую работу.
Классификация двигателей
ДВС применяются на тракторах, автомобилях и других машинах они классифицируются по следующим признакам:
по способу смесеобразования различают двигатели с внешним смесеобразованием (карбюраторные и газовые), у которых горючая смесь приготовляется вне цилиндров, и двигатели с внутренним смесеобразованием (дизели), у которых рабочая смесь образуется внутри цилиндров;
по способу выполнения рабочего цикла двигатели подразделяются на двух- и четырехтактные;
по способу воспламенения рабочей смеси — с принудительным воспламенением от электрической искры (бензиновые, газовые и др.) и с воспламенением от сжатия, т. е. с самовоспламенением (дизели);
по способу наполнения цилиндров свежим зарядом — без наддува, т. е. со свободным впуском (наполнение осуществляется за счет перепада давления в цилиндрах и окружающей среде, возникающего при движении поршня) и с наддувом (наполнение происходит под давлением, создаваемым компрессором);
по способу охлаждения различают двигатели с жидкостным и воздушным охлаждением;
по виду применяемого топлива двигатели подразделяются на бензиновые (карбюраторные, газовые), дизельные и многотопливные, а также других (альтернативных) видах топлива (спирте, водороде и т. п.);
по числу цилиндров двигатели подразделяются на одно-, двух- и многоцилиндровые;
по расположению цилиндров различают двигатели с вертикальным или наклонным расположением цилиндров в один ряд и V-образные двигатели с расположением цилиндров под углом (при расположении цилиндров под углом 180° двигатель называют оппозитным, или двигателем с противолежащими цилиндрами), Х- и звездообразные (четырех-, пяти-, шестицилиндровые и т.д.).
Общее устройство одноцилиндрового четырехтактного двигателя
Рисунок 1 — Четырехтактный одноцилиндровый карбюраторный двигатель:
1 — зубчатые колеса; 2 — распределительный вал; 3 — толкатели; 4 — штанги; 5 — поршень; 6 — головка цилиндров; 7 — глушитель; 8 — коромысла; 9 — клапанные пружины; 10 — карбюратор; 11 — впускной клапан; 12 — свеча зажигания; 13 — выпускной клапан; 14 — поршневые кольца; 15 — рубашка (полость) охлаждающей жидкости; 16 — поршневой палец; 17 — цилиндр; 18 — шатун; 19 — маховик; 20 — картер двигателя; 21 — коленчатый вал; 22 — поддон.
Принцип и устройство двигателя внутреннего сгорания, классификация
Двигатель ДВС используется для современных автомобилей чаще всего, несмотря на активное развитие более современных технологий. Его работа основана на довольно простом принципе воспламенения и сгорания топлива внутри рабочей камеры, а не снаружи. При этом происходит расширение нагретого газа, что и становится основой работы основных узлов.
Классификация и устройство ДВС
Современные двигатели этого типа классифицируются на следующие виды:
1.Поршневые с рабочей камерой внутри цилиндров. Образующаяся тепловая энергия переходит в механическое действие на вал посредством специального механизма. Такие моторы дополнительно разделяются на карбюраторные, инжекторные и дизельные. Для карбюраторных моделей воспламенение смеси осуществляется в том же цилиндре, где и происходит ее смешивание. Для инжекторных предусмотрена система непосредственного впрыска смеси в коллектор. Для дизельных двигателей не применяются свечи, так как воспламенение происходит при помощи тепла от трения (топливо впрыскивается через форсунки).
2.Роторно-поршневые моторы оснащаются роторами, которые двигаются по планетарной траектории внутри камеры. Они одновременно выполняют несколько функций – поршня, ГРМ, коленчатого вала.
3.Газотурбинные двигатели оснащаются роторами с клиновидными лопатками. Именно они и приводят вал в движение.
Для автомобилей используются ДВС первого типа. Такие конструкции отличаются надежностью, простотой эксплуатации, оптимальной стоимостью.
Корпус этого типа двигателя включает в себя следующие узлы:
- блок рабочих цилиндров, где происходит сжигание топлива;
- механизм передачи энергии движения на вал;
- газораспределение для обеспечения работы цилиндров;
- системы подачи и воспламенения топлива;
- удаление продуктов сгорания.
Принцип работы ДВС
Двигатель, в зависимости от конструктивного исполнения, может быть 2-хтактным и 4-хтактным, что оказывает влияние на принцип работы. В первом случае при запуске поршни под воздействием вала быстро начинают свое движение, в камеру начинает подаваться нагнетаемая топливная смесь. При движении смесь сжимается, ее давление повышается, искра от свечи становится катализатором воспламенения. Пары расширяются, толкают поршень вниз, цикл повторяется. Система предельно простая, но имеющая некоторые минусы. В частности, выбросы отработанного газа достаточно большие, а расход топлива неэффективный.
Рабочий цикл для 4-хтактного двигателя предусматривает такие шаги:
- впуск, при котором в камере образуется разреженная атмосфера;
- рабочий ход, формирование искры;
- удаление отработанного газа;
- расширение, то есть повторение рабочего хода.
Вспомогательные системы
Работу ДВС обеспечивает также ряд вспомогательных систем, одной из которых является система зажигания. Именно она обеспечивает воспламенение топливной смеси. В состав системы входят:
- аккумулятор и генератор в качестве источника питания;
- замок зажигания, который в современных моделях представляет собой контактное электрическое устройство;
- катушка в качестве накопителя энергии для свечей зажигания;
- трамблер для распределения импульса при срабатывании свечей.
Впускная система используется для подачи атмосферного воздуха и его смешивания с топливом. В состав такой системы входят:
- воздухозаборник;
- воздушный фильтр для защиты двигателя от твердых частиц и пыли;
- заслонка дросселя для регулировки потока;
- впускной коллектор, распределяющий воздушные массы.
Топливная система необходима для правильного распределения и бесперебойной подачи топлива в двигатель. Конструкция узла включает в себя:
- бак для дизельного топлива или бензина;
- шланги для подачи смеси;
- инжектор или карбюратор (зависит от конструктивного исполнения);
- электронный блок, используемый для управления подачи, формирования смеси;
- насос (применяется для нагнетания);
- фильтр, очищающий топливную смесь.
Назначение системы смазки заключается в защите мотора от повреждений, отвода тепла, снижения трения на движущиеся узлы.
Конструкция включает в себя:
- поддон, используемый для хранения технической жидкости, для контроля уровня используется датчик и щупы;
- насос, качающий смазку из поддона;
- фильтр для очистки поступающей смеси от возможных включений и частиц грязи;
- радиатор – используется для охлаждения смазки.
Выхлопная система предназначена для вывода наружу газа. Конструкция включает в себя:
- коллектор для выпуска, для изготовления которого используется чугун, устойчивый к высоким температурам;
- газоотвод из особой огнестойкой стали;
- резонатор для разделения отработанной смеси, снижения скорости выброса;
- катализатор, применяемый для нейтрализации, а также очистки отработанной смеси;
- глушитель с внутренними перегородками для изменения направления потока, снижения уровня шума.
Охладительная система может быть воздушной или жидкостной. Первая используется сегодня достаточно редко, обычно для недорогих авто. Жидкостная обладает большей эффективностью, она снижает тепловые нагрузки и продлевает сроки эксплуатации мотора.
В состав системы включены:
- радиатор для отвода тепла;
- вентилятор, усиливающий эффект охлаждения;
- помпа для прогона охлаждающей жидкости;
- термостат, контролирующий температуру.
Сегодня двигатель ДВС остается основной разновидностью моторов, не имеющих реальной альтернативы для всеобщей замены. Несмотря на то, что объем электромобилей постепенно увеличивается, говорит о всеобщем их распространении пока рано. ДВС на данный момент является основным видом двигателя, который еще длительное время будет использоваться в автопромышленности.