Особенности конструкции двигателя внутреннего сгорания. Форсирование двигателя - Курсовая работа

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Шадринский государственный педагогический университет"Рывок в истории создания автомобилей, произошел благодаря изобретению двигателя внутреннего сгорания. Попытки создать устройство, подобное двигателю внутреннего сгорания, начались с 18 века. В качестве топлива для данного двигателя должна была использоваться угольная пыль. Однако изобретатель не учел потребность в смазке и охлаждении своего двигателя, поэтому он работал очень недолго. В 1863 году Ленуар переделал свой двигатель - добавил недостающие системы и в качестве топлива ввел в использование керосин.Для транспортных двигателей характерны: многорежимность, требующая поддержания высокой эффективности их функционирования при варьировании в широких пределах скоростного и нагрузочного режимов работы; необходимость сохранять работоспособность при изменении положения двигателя в пространстве; высокие требования к габаритным размерам и массе. Тепловые двигатели классифицируют по следующим признакам: по способу подвода теплоты к рабочему телу, с помощью которого теплота преобразуется в механическую работу, - двигатели внутреннего сгорания (ДВС) и двигатели с внешним подводом теплоты. по конструкции расширительной машины, с помощью которой теплота, выделяющаяся в результате сгорания топлива, преобразуется в механическую работу, - поршневые ДВС с возвратно-поступательно движущимися поршнями; роторно-поршневые ДВС с вращающимися поршнями; газотурбинные двигатели; реактивные двигатели. Поршневые ДВС (в дальнейшем - двигатели) классифицируют следующим образом: по способу воспламенения рабочего тела - двигатели с искровым (принудительным) зажиганием и с воспламенением от сжатия (дизели); В них возможно использование бензина и газа Бензиновые двигатели разделяют на две модификации - двигатели с впрыскиванием топлива через форсунку во впускную систему (обычно на впускной клапан или в цилиндр) и карбюраторные (топливовоздушная смесь, поступающая в цилиндры, подготавливается карбюратором).В двигателе внутреннего сгорания давление газов, образующееся в результате сгорания топливовоздушной смеси, воздействует на днище поршня и перемещает поршень в цилиндре. Перемещая поршень, газы совершают полезную работу, а двигатель развивает определенную мощность. Эффективная мощность - мощность, развиваемая двигателем на коленчатом валу и измеряемая в киловаттах (КВТ). Крутящий момент двигателя - средний момент, развиваемый на коленчатом валу двигателя и измеряемый в ньютон-метрах (Н-м). К основным конструктивным параметрам относятся следующие: диаметр цилиндра, ход поршня; отношение диаметра цилиндра к ходу поршня (для современных двигателей величина этого отношения изменяется в пределах1,4-1,8); радиус кривошипа; отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.Режим работы двигателя определяется сочетанием его нагрузки, характеризуемой параметрами: средним эффективным давлением , эффективным крутящим моментом или эффективной мощностью , и частоты вращения коленчатого вала п. Варьирование мощности двигателя на каждом скоростном режиме осуществляется изменением положения органа управления двигателем - педали управления дроссельной заслонкой или подачей топлива (для дизеля). Скоростной характеристикой называется зависимость показателей работы двигателя от частоты вращения коленчатого вала при неизменном положении органа управления двигателем (дроссельной заслонки - для двигателя с искровым зажиганием, рычага управления подачей топлива - для дизеля). Сверху область активных режимов двигателя ограничена максимально возможными или максимально допустимыми значениями крутящего момента , которые двигатель может развивать на каждом скоростном режиме при предельном положении органа управления. Справа область активных режимов работы двигателя ограничена ветвью снижения крутящего момента при частоте вращения выше номинальной (двигатели с искровым зажиганием легковых автомобилей) или регуляторной ветвью (дизели и двигатели с искровым зажиганием грузовых автомобилей).Степень форсирования ДВС определяется величиной мощности двигателя на номинальном режиме Ne.ном, получаемой с единицы его рабочего объема IVH, которая называется литровой мощностью Комплекс технических мероприятий, позволяющих повысить литровую мощность, называется форсированием ДВС.Например, у двигателей массово выпускаемых автомобилей Хендай Солярис, имеющих рабочий объем 1,6 л и ход поршня 85,4 мм, номинальная частота вращения составляет 6300 мин-1 , что соответствует средней скорости поршня Сп= 17,94 м/с. Дальнейшее значительное увеличение средней скорости поршня нецелесообразно, поскольку возрастают нагрузки, вызванные центробежными силами деталей кривошипно-шатунного механизма, что приводит к повышению потерь на трение, вызывающих снижение мощности и топливной экономичности, нарушаются условия смазки, что приводит к повышенному износу деталей, и ухудшаются параметры рабочего процесса.

Содержание

Введение

1. Основные характеристики двигателя

1.1 Назначение и типы двигателей

1.2 Основные определения и параметры двигателя

1.3 Понятие о характеристиках двигателя

2. Форсирование двигателя

2.1 Способы и методы форсирования двигателя

2.2 Классификация компрессоров

Заключение

Литература

Двигатель - одно из основных составляющих автомобиля. Без изобретения двигателя автомобилестроение, скорее всего, остановилось в развитии сразу же после изобретения колеса.

Рывок в истории создания автомобилей, произошел благодаря изобретению двигателя внутреннего сгорания. Это устройство стало реальной движущей силой, дающей скорость.

Попытки создать устройство, подобное двигателю внутреннего сгорания, начались с 18 века. Созданием устройства, которое могло бы преобразовывать энергию топлива в механическую, занимались многие изобретатели.

Первыми в этой области были братья Ньепс из Франции. Они придумали прибор, который сами назвали "пирэолофор". В качестве топлива для данного двигателя должна была использоваться угольная пыль. Однако, данное изобретение так и не получило научного признания, и существовала, по сути, только в чертежах.

Первым успешным двигателем, который начал продаваться, был двигатель внутреннего сгорания бельгийского инженера Ж.Ж. Этьена Ленуара. Год рождения этого изобретения - 1858.

Двигатель Ленуара в двух проекциях.

Двигатель Ленуара (музейный экспонат).

Это был двухтактовый электрический двигатель с карбюратором и искровым зажиганием. Топливом для устройства служил каменноугольный газ. Однако изобретатель не учел потребность в смазке и охлаждении своего двигателя, поэтому он работал очень недолго.

В 1863 году Ленуар переделал свой двигатель - добавил недостающие системы и в качестве топлива ввел в использование керосин.

Устройство было крайне несовершенным - сильно нагревался, неэффективно использовал смазку и топливо. Однако с помощью него ездили трехколесные автомобили, которые так же были далеки от совершенства.

В 1864 году был изобретен одноцилиндровый карбюраторный двигатель, работающий от сгорания нефтепродуктов. Автором изобретения стал Зигфрид Маркус, он же представил общественности транспортное средство, развивающее скорость 10 миль в час.

В 1873 году еще один инженер - Джордж Брайтон - смог сконструировать 2-х цилиндровый двигатель. Изначально он работал на керосине, а позже на бензине. Недостатком этого двигателя была излишняя массивность.

В 1876 году произошел рывок в индустрии создания двигателей внутреннего сгорания. Николас Отто впервые создал технически сложное устройство, которое эффективно преобразовывало энергию топлива в механическую энергию.

В 1883 году француз Эдуард Деламар разрабатывает чертеж двигателя, топливом для которого служит газ. Однако его изобретение существовало только на бумаге.

В 1185 году в истории автомобилестроения появляется громкое имя - Готтлиб Даймлер. Он смог не только изобрести, но и запустить в производство прототип современного газового двигателя - с вертикально расположенными цилиндрами и карбюратором. Это был первый компактный двигатель, который к тому же способствовал развитию приличной скорости перемещения.

Параллельно с Даймлером над созданием двигателей и автомобилей работал Карл Бенц.

В 1903 году предприятия Даймлера и Бенца объединились, дав начало полноценному предприятию автомобилестроения. Так началась новая эра, послужившая дальнейшему совершенствованию двигателя внутреннего сгорания.