Параметры двигателя (ход поршня, объем камеры сгорания, степень сжатия, рабочий и полный объем цилиндра, рабочий объем двигателя и другие)

Чем выше компрессия, тем лучше: сказка четвертая

Частенько от апологетов разных присадок приходится слышать, как подпрыгнула компрессия после очередной обработки мотора. Рост до 15 бар, до 17 бар! Но надо иметь в виду, что в нормальном состоянии, даже восстановив зазоры до состояния нового двигателя, компрессию выше штатной не получить.

Откуда же цифры? Обычно на разобранном двигателе видно, что камера сгорания после обработки заросла непонятно чем и, как следствие, уменьшился объем камеры сжатия. Но эти отложения нарушают теплоотвод от камеры сгорания. Отсюда детонация, калильное зажигание и прочее. Так что небывалому росту компрессии не радоваться надо, а наоборот.

Изменение удельного расхода топлива при фиксированных оборотах (2500 об/мин) в двух вариантах двигателя — базовом и с кольцами, в которых увеличены зазоры. Компрессия упала, но по расходу это заметно только при малых нагрузках.

Камера — сгорание — двигатель

Камера сгорания двигателя — прямоточная кольцевого типа, состоит из следующих основных узлов: наружного и внутреннего корпусов, жаровой части с 32 горелками и двух воспламенителей.
 

Камеры сгорания двигателей с подвесными клапанами по сравнению с камерами сгорания двигателей с боковыми клапанами и двигателей со смешанным расположением клапанов обладают рядом преимуществ. Эти камеры имеют компактную форму, благодаря чему их относительная поверхность, а следовательно, и потери на охлаждение получаются меньшими, чем в камерах с боковым и смешанным расположением клапанов. Благодаря меньшим сопротивлениям при всасывании ( отсутствие резких поворотов всасываемого потока и относительно слабые его удары о днище поршня, меньшие вихри и меньшие потери на трение смеси о стенки камеры) коэффициент наполнения r v двигателей с подвесными клапанами выше, чем двигателей с боковыми клапанами.
 

Камеры сгорания двигателей с подвесными клапанами допускают более высокие степени сжатия, что позволяет повысить литровую мощность и экономичность двигателя. Двигатели западноевропейских автомобилей, работающие на бензинах с октановым числом 75 — 85, характеризуются менее высокими степенями сжатия ( 6 5 — 8 5), чем американские двигатели.
 

Камера сгорания двигателя — прямоточная кольцевого типа, состоит из следующих основных узлов: наружного и внутреннего корпусов, жаровой части с 32 горелками и двух воспламенителей.
 

Камеры сгорания двигателей с подвесными клапанами допускают более высокие степени сжатия, что позволяет повысить литровую мощность и экономичность двигателя.
 

Камера сгорания двигателя имеет наружное охлаждение горючим. Система охлаждения устроена по принципу двух ходов, в соответствии с которым охладитель проходит по одной трубке и возвращается обратно по соседней. Существуют конструкции, в которых используется пористо-регенеративная система, включающая в себя пористую вставку, расположенную от форсуночной головки до линии несколько ниже критического сечения, и трубки регеративного охлаждения.
 

Камера сгорания двигателя короткая, кольцевого типа, спроектирована специально для работы при большом давлении газа. Она работает бездымно с высокой полнотой сгорания, что достигнуто с помощью хорошего перемешивания топлива и воздуха непосредственно за форсунками и применения завихрителя с увеличенным расходом воздуха через первичную зону. Кроме того, перед фронтовым устройством камеры установлен разделитель потока воздуха, гарантирующий распределение воздуха по наружному и внутреннему кольцевым каналам камеры.
 

Камера сгорания двигателя — кольцевая, с форсунками испарительного типа, бездымная. В задней части внутреннего корпуса расположен роликовый подшипник турбины высокого давления.
 

Камера сгорания двигателя — кольцевая, противоточная, с пневматическими форсунками, имеет высокую полноту сгорания в расчетной точке работы двигателя. Камера обеспечивает низкий уровень выделения загрязняющих веществ, работая на обедненной топливовоздушгюй смеси в первичной зоне.
 

Камера сгорания двигателя — кольцевого типа, очень короткая, с оригинальным смесеобразующим устройством. В этом устройстве топливо через 20 трубок подается в небольшие смесители вихревого типа, где оно предварительно смешивается с поступающим воздухом. Такая конструкция обеспечивает хорошее смешение и полное сгорание топлива на длине камеры менее 255 мм, причем в зоне длиной приблизительно 50 мм происходит смешение, а в остальной части — горение.
 

Камера сгорания двигателя — прямоточная кольцевого типа, состоит из следующих основных узлов: наружного и внутреннего корпусов, жаровой части с 32 горелками и двух воспламенителей.
 

Камера сгорания двигателя кольцевого типа имеет внутреннее пленочное и внешнее конвективное охлаждение. Для получения расчетного поля температур на выходе из камеры применены высокоэффективный диффузор за компрессором и относительно большое число ( тридцать) топливных форсунок.
 

Конструкция камеры сгорания двигателя существенно влияет на ег о работу по циклу Дизеля — Отто на газе. Наилучшие результаты получаются у однокамерных дизелей, наихудшие-у двигателей с разделенной камерой сгорания и другими теплоаккумулирующими и вихревыми приспособлениями.
 

Охлаждение камер сгорания двигателей, особенно форсированных, как правило, выполняется жидкостным.
 

Отсек камер сгорания двигателя газовой турбины включает: сборник камеры сгорания; пламенные трубы; переходные патрубки в сборе; топливные форсунки; запальные свечи; трансформаторы запала; индикаторы пламени; пламеперебросные патрубки; различные элементы материального обеспечения и прокладки.
 

ПРИЧИНЫ ПЕРЕГРЕВА ДВИГАТЕЛЯ

Перегреву могут способствовать множество причин, все они связаны с неисправностью системы охлаждения, либо качеством охлаждающей жидкости, а также с загрязнением рубашки системы охлаждения, которая ухудшает пропускную способность жидкости

Немаловажно применять качественные запчасти, иначе нижеуказанные причины произойдут внезапно. Рассмотрим каждую из причин

НИЗКИЙ УРОВЕНЬ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ

Наиболее распространенная проблема — недостаток охлаждающей жидкости в системе. Охлаждающая жидкость, в виде тосола или антифриза, постоянно циркулирует по системе, отводя тепло от нагретых деталей мотора. При недостаточном уровне ОЖ тепло будет будет отводится недостаточно, а значит рост температуры будет неизбежен.

Если нет возможности долить ОЖ, то включите печку, чтобы снизить вероятность перегрева. В крайнем случае долейте обычной или дистиллированной воды, после чего систему охлаждения нужно промыть, после залить свежий антифриз. При t° выше 90 градусов следует немедленно остановить автомобиль и выключить зажигание, дать мотору остыть.

ОТКАЗАЛ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ВЕНТИЛЯТОР ОХЛАЖДЕНИЯ

Электровентилятор нагнетает холодный воздух на радиатор, что особенно необходимо при движении на малой скорости, когда воздушного потока недостаточно. Вентилятор может устанавливаться как спереди, так и сзади радиатора. Если стрелка температуры начала подниматься — остановите авто и проверьте на исправность вентилятор. Причины отказа работы вентилятора:

• вышел из строя электродвигатель
• окислился разъем
• реле вентилятора сгорело
• вышел из строя датчик температуры ДВС.

Для проверки вентилятора снимите с него разъемы, и “подкиньте” провода напрямую к АКБ, что позволит определить причину отказа.

НЕИСПРАВНОСТЬ ТЕРМОСТАТА

Термостат — один из главных элементов системы охлаждения. В системе охлаждения есть два контура: малый и большой. Малый контур означает то, что жидкость циркулирует только по двигателю. В большом контуре жидкость циркулирует по всей системе. Термостат помогает скорее набрать и поддерживать рабочую температуру. Благодаря чувствительному элементу, который при 90 градусах открывает клапан, жидкость попадает в большой круг, и наоборот. Термостат считается неисправным в двух случаях:

• рабочая t° охлаждающей жидкости не достигается
• силовой агрегат стремится к перегреву.

Термостат может находится непосредственно в блоке цилиндров, в отдельном корпусе, или как одно целое с датчиком температуры и помпой.

ОБРЫВ РЕМНЯ ВЕНТИЛЯТОРА ОХЛАЖДЕНИЯ

У автомобилей с продольно расположенным двигателем, вентилятор может приводится в движение посредством приводного ремня от шкива коленчатого вала. В этом случае вентилятор работает принудительно. Ресурс приводного ремня от 30 до 120 тыс. км. Обычно одним ремнем приводится в движение несколько узлов. При обрыве ремня ДВС моментально стремится к перегреву, особенно при снижении скорости движения. Если у вас отечественный авто с ременным приводом вентилятора, рекомендуется установить дополнительно электровентилятор, во избежание неприятных случаев.

ГРЯЗНЫЙ РАДИАТОР

Раз в 80-100 тысяч километров требуется промывать радиатор вместе со всей системой охлаждения. Радиатор забивается по следующим причинам:

• несвоевременная замена антифриза
• применения некачественной жидкости
• применение в системе воды
• применение герметика системы охлаждения.

Для мойки радиатора следует использовать специальные составы, которые добавляются в старый антифриз, на этой “смеси” мотор работает в течении 10-15 минут, после нужно удалить воду из системы. Желательно снять радиатор, промыть его водой под давлением снаружи и внутри.

Что представляет собой газовый котел с закрытой камерой?

Данного типа котлы также используют для сжигания газа атмосферный воздух. Однако продукты сгорания рассматриваемые агрегаты выводят не через традиционный дымоход, а через коаксиальный. Это возможно благодаря задействованию функции горизонтального удаления образующегося дыма. Коаксиальный дымоход — более простой в установке, чем традиционный. Забор воздуха из атмосферы выполняет специальный вентилятор, и действие естественной тяги при этом не используется.

Газовый котел с закрытой камерой

Преимущество котлов рассматриваемого типа заключается в том, что их, в отличие от агрегатов с открытой системой, необязательно инсталлировать в специальных помещениях, при необходимости — можно и в жилых. Правда, комнаты должны иметь достаточную площадь, поскольку газовый котел — весьма объемный агрегат.

Основной элемент конструкции вентилятора, осуществляющего удаление образующегося в котле дыма, — электродвигатель. Поэтому в помещении, в котором инсталлируется газовый котел, должна также иметься свободная розетка.

Классификация камер сгорания ГТУ, основные требования к ним

Камера сгорания(КС) – один из самых ответственных и теплонапряженных узлов ГТУ.

В КС совершается процесс подвода тепла к рабочему телу в результате протекания реакции горения топливного газа.

Классификация:

По назначению: основные, резервные, промежуточного подогрева

По принципу действия: переодического и неприрывного действия

По движению рабочего тела: прямоточные и противоточные

По компановки: выносные и встроенные

Конструктивные особенности корпуса и жаровой трубы: трубчатые, кольцевые, трубчато-кольцевые

Требования

· Высокая устойчивость горения во всем диапазоне эксплуатационных режимов работы двигателя без срывов, опасных пульсаций и затухания пламени

· Максимально возможная полнота сгорания (экономичность процесса сгорания)

· Малые габаритные размеры и небольшой вес

· Оптимальный закон распределения температуры газов на выходе из КС во избежание местных перегревов и повреждений сопел и лопаток.

Камера сгорания ГТУ (КС) –

это устройство, предназначенное для сжигания топлива и повышения энергии рабочего тела с целью использования ее в проточной части турбины.

На рис 4.1 приведена схема камеры сгорания ГТУ. Поток воздуха после компрессора, поступающий в КС, разделяется на первичный воздух GВ1 и вторичный – GВ2. Первичный воздух, подаваемый в количестве не менее стехиометрического, служит для полного сгорания топлива, а вторичный – для снижения температуры про­дуктов сгорания до требуемого уровня. Весь объем камеры сгорания делится на зоны горения и смешения. Рис. 4.1 Конструкция камеры сгорания. Воздухонаправляющее устройство (регистр) I служит для распределения и турбулизации первичного воздуха с целью улучше­ния смесеобразования для создания условий устойчивого процесса горения. Запальное устройство 2 служит для зажигания топлива в ка­мере сгорания в момент пуска. Горелочное устройство 3 предназначено для подачи топлива в КС и равномерного распределения по объему зоны горения. Пламенная (жаровая) труба 4 служит для ограничения огне­вого пространства и восприятия тепловых нагрузок. Силовой корпус 5 воспринимает нагрузки внутреннего давле­ния в камере сгорания. Смесители 6 перемешивают вторичный воздух с продуктами сго­рания с целью получения на выходе заданного температурного по­ля. Устойчивое горение топлива в КС обеспечивается следующими факторами: 1) подачей воздуха в количестве, необходимом для создания смеси нужного состава; 2) созданием нужного температурного режима; 3) наличием зоны стабилизации фронта пла­мени. Для обеспечения необходимого уровня температур и поля скоростей организуется зона обратных токов. 4.2.1. Требования к камерам сгорания и их характеристики Камеры сгорания ГТУ работают в широком диапазоне нагрузок. Они должны иметь малые габариты, массу, быть работоспособным при сжигании различных видов топлива. Кроме того, КС должны обеспечить допустимый уровень вредных выбросов с продуктами сгорания (окислов азота, серы). Особые требования к КС предъяв­лялся с точки зрения эксплуатационной надежности, так как они находятся в тяжелых температурных условиях. Кроме того, камеры сгорания должны иметь: высокий коэффициент полноты сгорания; малые потери давления; малые габариты, т.е. большую теплонапряженность; заданное поле температур; быстрый и надежный пуск; достаточно большой ресурс; достаточное удобство монтажа и профилактического обслуживания.

Снижение выбросов экологически вредных веществ в выхлопных газах гту

Объем — камера — сгорание

Объем камеры сгорания и трубопроводов, соединяющих ее с турбиной, невелик по сравнению с расходом воздуха. Поэтому влияние объема газа перед турбиной на процесс регулирования сказывается слабо. Регулирование работает вполне устойчиво, без пульсаций, как во время синхронизации, так и при нормальной эксплуатации. При полном сбросе нагрузки перерегулирование получается очень незначительным.
 

Объем камеры сгорания и рабочий объем в сумме составляют полный объем цилиндра. Степень сжатия показывает, во сколько раз полный объем цилиндра больше камеры сгорания.
 

Объем камеры сгорания при этом предполагают заполненным остаточными газами. Числовые значения величин, входящих в уравнение (21.9), за исключением R0, зависят от условий работы двигателя и оказывают существенное влияние на величину весового заряда.
 

Сумма объема камеры сгорания и рабочего объема цилиндра называется полным объемом цилиндра.
 

В объеме камеры сгорания ( объемное смесеобразование), когда топливо впрыскивается непосредственно в движущуюся воздушную среду, причем: не предполагается его попадание на поверхности, ограничивающие камеру сгоранпя. В этом случае то плпво может воспламеняться в нескольких зонах, где температуры наиболее высокие, а состав смеси находится в концентрационных пределах, при которых возможно воспламенение топлива.
 

Для изменения объема камеры сгорания, в случае работы на различных сортах топлива, в верхней части цилиндровой головки двигателя установлен специальный небольшой поршень.
 

При увеличении расстояния объем камеры сгорания возрастает, давление газов снижается и заглубление дюбеля уменьшается.
 

Отношение поверхности и объема камеры сгорания может быть понижено путем увеличения рабочего объема цилиндра, путем увеличения отношения длины хода поршня к диаметру цилиндра, путем снижения степени сжатия и путем изменения формы камеры сгорания.
 

Эти тепловые напряжения объема камер сгорания были установлены для определенных агрегатов ( паровых котлов), оборудуемых горелками, мало различающимися по факелу, который они создавали.
 

Отношение поверхности к объему камеры сгорания имеет большое значение. Если несгоревший заряд сжат в малом пространстве, то стенки камеры достаточно охлаждают газ и действуют на течение химических реакций. Большая поверхность повышает вероятность обрыва цепей, не столько за счет диффузии ( так как давление слишком велико), сколько вследствие, переноса активных частиц движущимся газом, что вызывает увеличение задержки воспламенения.
 

Рабочий объем цилиндра и объем камеры сгорания, вместе взятые, составляют полный объем цилиндра. В многоцилиндровых двигателях сумма рабочих объемов всех цилиндров выражается в литрах и называется литражом двигателя. При малых объемах — до одного литра — он выражается в кубических сантиметрах.
 

1 Корпус камеры сгорания

Корпус камеры сгорания I (рис. 3.1) состоит
из обо­лочки со сферическим дном и
приваренной к оболочке улиткой 4 с двумя
воздухоподводящими трубами. Корпус
камеры в передней части своим фланцем
21 кре­пится к фланцу 20 корпуса соплового
аппарата турбины компрессора.

Для обеспечения герметичности соединения,
фланцы кор­пусов камеры сгорания и
соплового аппарата покрываются
силоксановой эмалью.

Воздухоподводящие трубы крепятся своими
фланцами к флан­цам улитки компрессора.

Для компенсация неравномерных термических
расширений на воздухоподводящих трубах
5 (рис. 3.2) установлены подвижные элементы
— многослойные сильфоны 4. Сильфоны
защищены наружными стаканами 3, которые
предохраняют сильфоны от поперечных
нагрузок и обеспечивают соосность обоих
концов сильфонов. Внутри сильфонов
вставлены гладкие стаканы 2 для уменьшения
гидравлических потерь. Производственные
отклонения при изготовлении проточной
части узлов двигателя влияют на
равномерность темпера­турного поля
потока газов перед турбиной и могут
соз­дать местные повышения температур
сверх нормы. В этих случаях для выравнивания
температурного поля применя­ются
регулировочные шайбы I, которые
устанавливаются в разъёме между
патрубками улитки и воздухоподводящими
трубами. Шайба закрывает своим сегментом
часть рабочего сечения, что позволяет
регулировать температурное поле.
Фиксация шайбы от проворачивания
обеспечивается штифтом, запрессованным
во фланец улитки компрессора. На корпусе
камеры имеются два фланца: один 9 (рис.
3.1)

в центре для установки топливной форсунки
и крепления жаровой трубы, другой 7 —
справа вверху для крепления пускового
воспламенителя.

На корпусе камеры сгорания перед сопловым
аппаратом турбины приварено восемь
фланцев 19 для установки термопар и
штуцер 24 для отбора воздуха на 3-ью опору.

При замере температурного поля газа
перед турбиной в отверстия фланцев
устанавливается восемь четырехто­чечных
термопар. После оценки и отладки
температур­ного поля, для постоянного
контроля температурного режима при
эксплуатации двигателя, вместо
четырехточеч­ных термопар устанавливаются
одноточечные термопары. Показатели
всех восьми термопар осредняются и
выводятся на указатель ИТГ-1.

Для обеспечения стабильности показаний
термопар в отверстия фланцев установлены
предохранительные втулки 18, плотно
входящие в отверстия в корпусе сопло­вого
аппарата турбины компрессора. Втулки
предотвраща­ют попадание холодного
воздуха к приемному отверстию термопар.

В нижней части улитки имеется фланец
16. для крепления блока дренажных клапанов.
При ложных и неудачных запусках не
сгоревшее топливо собирается в нижней
точке камеры сгорания — в улитке, откуда
через отвер­стия во фланце 16 поступает
в дренажную систему. Корпус и улитка
изготовлены из нержавеющей стали.

Котлы с закрытой камерой сгорания

Конструкция подобного устройства является наиболее производительной, поскольку газ, попадающий в нее, выжигается практически до конца. Дым обладает менее токсичными свойствами, в отличие от выше рассматриваемого типа камеры сгорания. Наличие дымохода для него необязательно.

Принцип работы

Работа газовых котлов с закрытой камерой сгорания происходит благодаря тому, что воздух в принудительном порядке отправляется в зону, где происходит горение. Конструкция блока нагревания претерпела некоторые изменения, и является камерой, внутри которой находится форсунка и канал для осуществления подачи воздуха из наружного вентилятора. Промеж двойных стенок находится вода. Когда газ горит, она подвергается нагреву, а дым выходит через дымоотвод под давлением, которое создает нагнетатель, на дальние расстояния. Часто используются и короткие дымоходы, чтобы осуществлять отвод дыма наружу. В таких случаях их устанавливают горизонтально. Воздух в котел попадает тем же путем, по которому выводится дам. За счет двойных стенок дымохода, забираемый воздух нагревается о тепло выхлопов.

Преимущества и недостатки

К ряду преимуществ котлов с таким видом камеры сгорания относят:

• минимальный расход топлива, если сравнивать с расходом открытых горелок;
• если турбина находится в рабочем состоянии, тяга и стабильность работы котла гарантируется;
• подходит для установки в многоэтажных домах, так как сооружать дымоход не нужно. Выброс дыма происходит под давлением на расстояние более трех метров;
• не требует создания отдельного помещения или обеспечение непрерывной вентиляции. Смесь из газа приготавливается вместе с наружным воздухом.

У всякого сложного агрегата помимо достоинств, всегда можно выделить ряд недостатков, которые помогут сделать правильный выбор:

Для котлов с таким видом камеры сгорания довольно часто необходимо проходить техническое обслуживание

При проверке всегда следует обращать внимание на состояние турбины, очищать лопасти и производить смазку. У турбины есть ограниченный срок использования

Это свойственно всем агрегатам, у которых имеются движущиеся части. Область сгорания может перемерзнуть. Это случается из-за того, что дымоход слишком короткий и при плохих погодных условиях в виде ветра и мороза может сулить аварией. Модели, которые выпускаются в наше время, оборудуются дополнительными деталями в виде заглушек, реагирующих на температуру извне. Такие конструкции больше склонны к поломкам. Шум от котла находится на довольно высоком уровне, создает его работающая турбина. С течением времени втулки изнашиваются и загрязняются лопатки, что способствует еще большему усилению шума. Хоть и расход топлива происходит экономично, но этого нельзя сказать об электричестве. Турбина и система электронного контроля нуждается в большом объеме электроэнергии.

Какой вид камеры сгорания лучше выбрать: открытый или закрытый?

Газовые котлы с открытой камерой сгорания устанавливаются довольно редко. Их ставят обычно тогда, когда не хватает финансов на настенные котлы (касается бюджетных напольников). Либо ставят когда, когда частные перебои со светом. Служат так же хорошим выбором в дома с большой площадью, где нет стабильно электроснабжения.

Котлы с закрытой камерой сгорания пользуются наибольшей популярностью и распространенность, поскольку не нуждаются в создании котельных, а сами выступают в их роли, вмещая все самое необходимое в размеры, подобные одному кухонному шкафу и значительно экономичнее напольников.

Наши рекомендации будут простыми: если ваш дом не превышает 350 кв. метров и нет систематических проблем с электричеством, ставьте настенный газовый котел. В остальных случаях рассматривайте напольные модели.

Но есть и альтернативно противоположная точка зрения. Вы можете с ней так же ознакомиться и поделиться ниже, какой подход вам ближе:

Читайте так же:

Процесс сжатия в дизельных двигателях

Как правило, в дизельных двигателях степень сжатия значительно выше. Если в бензиновых двигателях она в среднем составляет 10:1 – 12:1, то у дизелей значение может достигать от 15:1 до 22:1. Рабочий процесс в дизельном моторе происходит следующим образом: вначале в цилиндр попадает чистый воздух, который за счет большой степени сжатия разогревается до 700-900°С. Дизтопливо впрыскивается под высоким давлением в камеру сгорания при подходе поршня к ВМТ. А так как воздух уже сильно разогрет, после смешивания с ним происходит воспламенение топлива. Возгорание под давлением (без необходимости применения сложной системы зажигания) является главным преимуществом дизельного двигателя. Но, с другой стороны, повышаются требования к герметичности. Также необходим насос высокого давления, который является одним из слабых мест такого типа силовых агрегатов.