Сделай Сам Свою Работу на 5

Продувка и наддув дизелей

Для улучшения очистки цилиндров от отработавших газов а, следовательно, повышения мощности, к.п.д. в дизелях осуществляется продувка и наддув. Часть такта, когда открыты впускные и выпускные окна, называется продувкой.

Процесс, когда выпускные органы дизеля закрыты, а через впускные продолжает поступать свежий заряд в цилиндр, называется наддувом. Для осуществления продувки и наддува в тепловозных дизелях используют различного рода нагнетатели: роторные, центробежные, турбокомпрессоры. Наибольшее распространение получили турбокомпрессоры (рис. 3).

Рис.3.

На дизелях современных тепловозов применен двухступенчатый наддув с промежуточным охлаждением воздуха. В качестве нагнетателей работают в 1-й ступени сжатия турбокомпрессоры, а во 2-й – нагнетатели с механическим приводом.

Уменьшать или увеличивать подачу топлива в цилиндры необходимо для поддержания заданной частоты вращения коленчатого вала дизеля. Нагрузка на дизель изменяется в зависимости от профиля пути, по которому движется тепловоз; соответственно изменяется и частота вращения коленчатого вала. Стабилизация ее достигается своевременным изменением подачи топлива в цилиндры дизеля. Механизм, который регулирует частоту вращения вала дизеля в соответствии с внешней нагрузкой, называется регулятором частоты вращения. Широкое распространение на современных 1 мощных тепловозах получили центробежные регуляторы непрямого действия (рис. 14).

Рис. 14. Регулятор частоты вращения

Вал регулятора приводится во вращение коленчатым валом дизеля с помощью специального привода. Вместе с валом вращается диск, в котором шарнирно закреплены грузы. Под действием центробежных сил грузы расходятся в стороны, поднимая муфту 5 или опуская ее. Последняя через двуплечий рычаг 6 связана с легким золотником 8, который управляет силовым поршнем 2 серводвигателя 3. Золотник может свободно перемещаться в камере, к которой подводится масло под давлением. Камера золотника 7 каналами связана с цилиндром 4 силового поршня серводвигателя. Привод силового поршня связан с насосами высокого давления.



При установившейся частоте вращения вала дизеля золотник перекрывает окна: подвод и выход, масла из цилиндра серводвигателя прекращаются. Как только нагрузка увеличится, частота вращения коленчатого вала дизеля и, следовательно, регулятора уменьшится; муфта переместится вниз. Золотник тоже переместится вниз и откроет канал подвода масла в пространство над силовым поршнем серводвигателя.

Четырехтактный дизель

Дизель, в котором рабочий цикл совершается за четыре такта, называется четырехтактным (рис. 1). Цилиндр 1 такого дизеля, находящийся в блоке цилиндров 6, закрыт крышкой 10, в которой расположены топливная аппаратура 8, клапаны 7 для впуска свежего воздуха и клапаны 9 для выпуска отработавших газов. Клапаны открываются с помощью специального газораспределительного механизма, приводимого в действие коленчатым валом дизеля.

Рассмотрим рабочий цикл четырехтактного дизеля (рис. 1).

Рис.1.

Такт 1 - наполнение. При движении поршня 2 от верхней мертвой точки (в.м.т.) вниз специальный распределительный механизм открывает впускной клапан 7 и воздух заполняет полость цилиндра. Впускные клапаны открываются чуть раньше прихода поршня в в.м.т. - точка r" на индикаторной диаграмме под цилиндром (рис. 1,а). В точке г давление меньше, чем во впускном канале трубопровода (давление Рк), но больше атмосферного Р0. Процесс впуска воздуха в цилиндр описывается линией r"rr'аm. Когда поршень придет в нижнюю мертвую точку (н.м.т.), распре делительный механизм закроет впускной клапан. Такт 1 закончен. Произошло наполнение цилиндра зарядом свежего воздуха.

Такт 2 - сжатие. Поршень движется от н. м. т. (точка а) к в.м.т. Заряд свежего воздуха сжимается до давления и температуры, обеспечивающих надежное воспламенение топлива, поданного в цилиндр через топливную аппаратуру 8 (см. рис. 1, а) - этому соответствует линия ас. Топливо подается в точке n (рис. 1, б), горение начинается в точке n' еще до прихода поршня в в.м.т.

Такт 3- рабочий ход (расширение). Поршень движется от в.м.т. к н.м.т. под действием образовавшихся газов - линия сzz'b'b (рис. 1,в). Температура образованных газов достигает 1700-1900°С, давление повышается до 90-105 Па. В цилиндре 1 происходит расширение газов, во время которого теплота преобразуется в механическую работу - в перемещение поршня 2, а затем кривошипно-шатунным механизмом 4, 5 - во вращение коленчатого вала 3.

Такт 4 - выхлоп (выпуск) газов. Выпускные клапаны 9 открываются на такте расширения (в точке b', рис. 1, г), когда давление в цилиндре еще достаточно высокое. Это уменьшает сопротивление движению поршня к н.м.т. и улучшает очистку цилиндра. На индикаторной диаграмме выпуск происходит по линии b'br"rr'. В точке r рабочий цикл завершается.

Индикаторная диаграмма делает процесс наглядным и, кроме того, позволяет определить работу, совершаемую рабочим телом за цикл. Заштрихованная площадь диаграммы, измеренная в определенном масштабе, показывает полезную работу. Если же эту площадь изобразить в том же масштабе в виде прямоугольника с основанием Vh, то высота этого прямоугольника даст среднее индикаторное давление Рi. Площадь между линиями наполнения rа и выпуска br - отрицательная работа, затрачиваемая в цилиндре на преодоление сопротивлений во всасывающей и выпускной системах. В рабочем цикле (четыре хода поршня) один такт рабочий, а три - вспомогательные, совершающиеся с затратой энергии.



©2015- 2019 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.