Характеристики двс – Какие бывают двигатели внутреннего сгорания: виды, типы и особенности двс

Еще судовые агрегаты можно разделить и по тому, как в них сгорает топливо. Судовые дизельные двигатели могут быть как двух-, так и четырехтактными. Первыми можно выделить модели, где сгорание смешанное – в них обеспечивается постоянный уровень давления. Можно выделить и модели, где топливная смесь горит в условиях постоянного объема. Существуют ДВС, оснащенные наддувом и без него.

Типы судовых моторов по мощности

По материалам Центрального научно-исследовательского института, моторы по мощностным характеристикам можно разделить на четыре основные группы. Так, маломощными считаются агрегаты ниже 74 кВт. Машины со средними мощностными характеристиками – от 74 до 736 кВт. Мощными ДВС читаются машины, выдающие от 736 до 7360 кВт. Сверхмощный двигатель способен выдавать 7360 кВт и более. В основном судовые двигатели, выпускаемые серийно, развивают около 1600 кВт энергии. Этот параметр встречается чаще всего.

Моторы по горению топливной смеси

Четырехтактные двигатели, как и их двухтактные собратья, функционируют на базе цикла, где сгорание воздушно-топливной смеси смешанное. Как это происходит? Одна часть сгорает при постоянном объеме. Вторая порция горит под воздействием постоянного давления. Есть и исключения. Процесс может быть и в условиях постоянного объема (так, смесь горит целиком, когда поршни находятся в ВМТ).

ДВС и забор воздуха

В зависимости от того, каким образом камеры сгорания заполняются воздухом, судовые двигатели могут быть оснащены системой, повышающей давление и без таковых. Так, ДВС оснащается наддувом или работает без него.

Наддув позволяет создать давление, за счет которого в камеры поместится большее количество воздуха. Это приводит также и к увеличению объема горючего, которое сгорает в течение одного цикла. Таким образом, возрастает мощность, крутящий момент и другие характеристики.

В качестве наддува в четырехтактных дизельных судовых агрегатах применяют компрессоры. Они подают воздух под давлением. Компрессор в таких моторах подключен к коленчатому валу и от него приводится в действие. Это механическая система. Воздух попадает к клапанам через наддувочный коллектор.

За счет того, что компрессор приводится в действие от коленвала, двигатель теряет полезную мощность. Это снижает экономичность. Особенно это заметно, когда система работает под большим давлением. Механический наддув по этой причине применяют редко. Можно встретить только один вид ДВС с наддувом механического типа. Это М400, который устанавливают на речном транспорте.

Некоторые модели судовых агрегатов могут оснащаться посторонней системой наддува. Здесь воздух предварительно сжимается компрессором, который приводится в действие от независимого источника. Чаще всего применяют судовые дизельные двигатели с газотурбинной наддувочной системой. Так, отработанные газы поступают в коллектор, а затем — в газовую турбину. Они обеспечивают вращение ротора, на валу которого установлено приводное колесо компрессора. Воздух, который забирается из атмосферы, подается в коллектор. Далее он поступает в цилиндры.

В двухтактном ДВС, где система подачи воздуха контурная и прямоточная, используют наддув комбинированного типа. В зависимости от того, как подключены приводы компрессора, схем наддува может быть три. Так, различают:

• Последовательное.
• Параллельное.
• Последовательно-параллельное подключение компрессорных систем.

Типы по виду горючего

Как и автомобильные моторы, агрегаты для судов также могут работать на «светлом» горючем и на «темном». ДВС, способные работать на горючем разной фракции без существенных изменений в их конструкции, являются многотопливными. Различают и двухтопливные системы, работающие на жидких видах горючего, а также на газу. Во время работы можно переводить машину с одного вида топливной смеси на другую.

По методу воспламенения

В моторах, где смесь образуется внутри агрегата, процесс воспламенения происходит за счет высоких температур в камере сгорания за счет сжатия. В моделях низкого сжатия процесс самовоспламенения невозможен. Здесь применяют принудительное зажигание, аналогичное автомобильному. Это могут быть свечи.

Современная промышленность также выпускает конвертируемые типы судовых двигателей. При минимальных конструктивных изменениях они преобразовываются в дизели или же моторы с принудительным искровым зажиганием.

По типу образования смеси

В газовых ДВС, а также в предназначенных для работы на жидком светлом топливе, применяются внешние системы образования смеси. Так, в камеры сгорания поступает уже готовая к употреблению смесь. Приготавливается она в карбюраторах.

В моделях, где смесь образуется внутри, воздух и горючее подаются в камеру сгорания по отдельности. Топливо готовится непосредственно внутри цилиндра двигателя. Процесс организации качественного смешивания жидкого топлива и воздуха с внутренним типом смесеобразования достаточно сложный. А производство судовых двигателей с внешним образованием смеси для топлива невозможно. В случае с легким светлым топливом оно испаряется, а темное остается в виде жидкости.

Дизельные агрегаты, где смесь образуется внутри, распыление может быть объемным. В этом случае большая порция впрыскиваемой смеси направлена на стенки цилиндра, образуя пленку. Лишь небольшая часть смешивается с воздухом. Также существуют объемно-пленочные модели. Здесь одна часть порции горючего находится в объеме цилиндра, вторая же направлена на стенки цилиндра для создания пленки.

По камерам сгорания

Образец агрегата, где камера сгорания находится в поршне, – дизель 6XCG 18/22. Здесь для создания смеси и горения сделана одна камера. Она находится в головке на поршне. Камера соединяет напдпоршневое пространство, обеспечивая движение воздуха. В данной конструкции вихреобразование обеспечивается радиально-направленными воздушными потоками.

Если цилиндр размещен в головке на поршне, в крышке цилиндра или же между дном поршней, то такой агрегат называют ДВС с открытой камерой сгорания и непосредственной системой впрыска.

В некоторых моторах применяется предкамерный способ образования смеси. Здесь заложен принцип перепада давлений за счет частичного сгорания топливной смеси. В воздушно-камерных машинах применяется воздушна струя, которая создается в дополнительной воздушной камере во время такта сжатия.

По частоте вращения коленвала

По ГОСТ 10448-80 моторы можно разделить на пять основных групп. В первую входят агрегаты, где рабочий режим никак не контролируется, а вал вращается с частотой больше 1800 оборотов в минуту. Вторая группа – безнаддувные моторы с частотой вращения коленвала от полутора тысяч и более. Третья группа включает в себя наддувные модели, где вал вращается с частотой от двух и более. Четвертая группа – частота вращения коленчатого вала от 250 об./мин до 1500 об./мин. Пятая группа – двигатели, где коленчатый вал вращается на оборотах меньше 250 об./мин.

Характеристики четырёхтактных ДВС

Мощность судовых двигателей четырехтактного вида в среднем составляет 40 кВт. Они оснащены поддонами с дейдвудами, а приводные валы находятся над центральной камерой. Водяная помпа отсутствует. Некоторые модели оснащаются фиксаторами заднего хода. Иногда на отдельных модификациях имеются шестеренки для заднего хода.

Маломощные модели

Эти агрегаты чаще всего применяют с переходными коннекторами.

Моторы оснащены ручным стартером. Гребной вал установлен над поддоном. Существуют модификации, оснащенные нагнетателями. Фиксаторов заднего хода на большинстве моделей нет.

Модели средней мощности

Двигатели четырехтактные и двухтактные средней мощности чаще встречаются на судах, предназначенных для пассажирских перевозок. Модели отличаются по объему и количеству цилиндров. Карбюраторы на таких моторах можно найти в задней части корпуса двигателя. На большинстве модификаций имеются фиксаторы для заднего хода. Вал может быть расположен над поддоном. Модели оснащены ручным стартером.

Сверхмощные агрегаты

Эти ДВС производятся на базе распределительного вала. Характеристики судового двигателя такого плана очень высокие. Поэтому в модификациях имеется глушитель. Карбюраторные системы расположены около поддона. Частота вращения коленчатого вала в таких ДВС не выше 2,3 тысячи оборотов в минуту.

ДВС с наддувом

Эти решения более подходят для установки на танкеры.

Стартер – ручной. Румпели находятся над струбциной и закреплены на распределительном валу. По объему моторы различаются. Стоит сказать, что двигатель может быть оснащен фиксаторами различного типа. Масло подается при помощи помпы.

Машины без наддува

Эти агрегаты подойдут для транспортных судов. Многие модели оснащены ручным стартером. Клапаны удерживают давление до 5,5 атм. Поддон изготавливается из стальных сплавов. Некоторые модификации имеют фиксаторы для заднего хода и другие системы. Судовой двигатель имеет вал, расположенный за ведущей шестерней. Характеристики зависят от мощности. Агрегаты такого плана оснащены охлаждающими системами.

Судовые моторы и их обслуживание

В отличие от автомобилей, где обслуживают мотор через определенный пробег, судовые силовые агрегаты обслуживают по моточасам. Существует несколько видов ТО. Первое техническое обслуживание нужно выполнять через 60-250 рабочих часов. В ходе ТО выполняют очистку и промывку фильтров, проверяют показатели масла, удаляют осадок из топливного и масляного баков, а также осматривают крепежи.

На втором техническом обслуживании, которое производится через 250-750 моточасов, выполняется проверка зазоров клапанов, надежность крепления фундаментных рам, коренных и шатунных подшипников, а также крышек цилиндров. Диагностируется качество распыления топлива, состояние насосов, компрессоров и другого навесного оборудования.

Все последующие операции включают в себя проверку состояния валов, охладителей, электрооборудования, поршневых колец, а также других важных систем. В каждом случае периодичность, а также порядок обслуживания судового двигателя устанавливается службами судового хозяйства или судоходными компаниями.

Характеристики двигателей

В зависимости от заданной скорости судна главные двигатели, непосредственно или через передачу соединенные с гребным вин­том, работают на разных режимах, в широком диапазоне мощно­стей и при разных частотах вращения. Вспомогательные двига­тели, спаренные с генераторами электрического тока, работают при постоянной частоте вращения, но с различной мощностью, определяемой нагрузкой на генератор (характеристики ДВС по­зволяют оценить его рабочие качества в различных условиях экс­плуатации) .

Наибольшая мощность N_emax, которую двигатель может раз­вивать ограниченное время (1—2 часа), называется максимальной. Мощность N_{e ном}, которую двигатель может развивать дли­тельное время (она гарантируется заводом-изготовителем), называется номинальной. Мощность N_{e экс} которую двигатель фактически развивает в условиях эксплуатации, называется экс­плуатационной. Обычно N_{e экс} = (0,85?0,9) N_{e ном}. Длительная мощ­ность N_{e экс}, при которой достигается наименьший удельный эф­фективный расход топлива, называется экономической. Мощность N_{e min} , устойчиво развиваемая двигателем при минимальных ходах судна, называется минимальной.

Под характеристикой понимают графическое изображение зависимости технико-экономических показателей работы двигателя от других независимых показателей или факторов, влияющих на работу ДВС. Различают характеристики нагрузочные, скоростные и регуляторные.

Нагрузочная характеристика показывает, как изменяются мощ­ность, удельный расход топлива, механический к. п. д. и другие параметры двигателя в зависимости от нагрузки при постоянной частоте вращения.

На рис. 208 дано изменение основных пара­метров ДВС при работе по нагрузочной характеристике.

Как видно из этого рисунка, ?_м растет с увеличением нагрузки, причем вначале быстро, а затем медленнее. Изменение мощностей N_i и N_e характеризуют две прямые, причем расстояния между ними равно мощности механических потерь, т. е. N_i – N_e = N_м. Коэффициент а изменяется по закону прямой обратно пропорцио­нально нагрузке. При определенном значении нагрузки, b_е дости­гает наименьшего значения, а ?_е — наибольшего; b_i и ?_i изменя­ются по закону прямой. Нагрузочные характеристики позволяют оценить основные показатели дви­гателя при работе на генератор электрического тока.

Скоростные характеристики по­казывают, как изменяются основ­ные показатели двигателя с изме­нением частоты вращения его ко­ленчатого вала. К скоростным характеристикам относятся внеш­ние и винтовые.

Внешние показывают зависи­мость параметров двигателя от частоты вращения при постоянном количестве подаваемого топлива. При снятии характеристики регули­руют подачу топлива, соответствую­щую той или иной мощности, и, оставляя затем подачу неизменной, производят испытания. Поэтому различают характеристики максимальных мощностей, номиналь­ных и эксплуатационных.

Наибольший интерес представляет характеристика номиналь­ных мощностей (рис. 209). Так как подача топлива за цикл неизменна, то р_i и р_е должны быть постоянными. Но из рис. 209 видно, что р_i и р_е с ростом частоты вращения несколько умень­шаются. Это объясняется тем, что уменьшается коэффициент по­дачи топливной системы вследствие увеличения насосных потерь и сжимаемости топлива. Характер кривых N_i и N_e определяется уравнением N_i = kp_in (где k — постоянный числовой коэффициент для данного двигателя). С ростом частоты вращения увеличива­ются потери N_м, уменьшается механический к. п. д. ?_м и незначи­тельно возрастают удельные расходы топлива b_i и b_e.

Винтовые характеристики показывают характер изменения параметров двигателя при работе на винт (рис. 210). Характер кривой будет в основном определяться элементами винта. Ориен­тировочно можно считать N_е = сп³ (где с — коэффициент пропор­циональности) .

При совмещении винтовой характеристики с внешней, постро­енной для номинального режима (рис. 211), они пересекаются в точке 1, где мощность двигателя полностью поглощается вин­том. На других скоростных режимах двигатель значительно недогружен, что снижает экономические показатели двигателя.

Если частота вращения двигателя составляет n₁, то его мощ­ность N₁ = сп₁³. При п₂ мощность N₂= сп₂³. Находим отношение

Из этого выражения можно определить частоту вращения дви­гателя при работе на любом мощностном режиме N_e:

Стационарные бензиновые двигатели производства СССР — Википедия

В СССР в различные годы выпускались несколько серий стационарных бензиновых двигателей для привода электрических генераторов, насосов, сельскохозяйственных машин. Эти же двигатели широко использовались на маломерных судах.

Двигатели серии Л были разработаны в конце 30-х годов на Ульяновском моторном заводе и производились до начала 60-х годов. Серия включала в себя три двигателя, унифицированных по цилиндро-поршневой группе: Л-3/2, Л-6/2 и Л-12, соответственно одноцилиндровый, двухцилиндровый и четырёхцилиндровый. Рабочий объем цилиндра — 300 см³. Рабочая частота вращения — 2000 об/мин. Цилиндровая мощность 3 л.с. Двигатели карбюраторные, четырёхтактные. Охлаждение — жидкостное. Смазка — разбрызгиванием.

Двигатели «Л» изначально разрабатывались для привода электрогенераторов, насосов и др., но нашли применение и для лодок.

УД — марка многоцелевых малолитражных бензиновых двигателей внутреннего сгорания, выпускаемых Ульяновским моторным заводом. УД расшифровываются как Ульяновский Двигатель, в простонародии — «Топ-нога». Двигатели четырёхтактные, воздушного охлаждения, с нижним расположением клапанов. С 1952 года выпускались 3 основных модели и их модификации:

• УД-1 одноцилиндровые двигатели мощностью 4 л.с. с нижним расположением клапанов; 305 см³
• УД-2 двухцилиндровые двигатели мощностью 8 л.с. с нижним расположением клапанов; 610 см³
• УД-4 четырёхцилиндровые двигатели мощностью 15 л.с. с нижним расположением клапанов; 1220 см³

С 1967 года начат выпуск двигателей еще двух моделей, верхнеклапанных, с конструкцией, базирующейся на моторе малолитражки «Запорожец» ЗАЗ-965:

• УД-15 — одноцилиндровые двигатели мощностью 6 л.с. с верхним расположением клапанов;
• УД-25 — двухцилиндровые двигатели мощностью 12 л.с. с верхним расположением клапанов;

Базовые модели двигателей на заводе комплектовались различным оборудованием, которое обозначалось литерой после цифр:

• Г — двигатели, предназначенные для привода генераторов. Комплектовались электростартером и переходным кожухом. Магнето с фиксированным углом опережения зажигания.
• С — двигатели, предназначенные для привода малогабаритных сельхозмашин. Комплектовались понижающим редуктором. Магнето с фиксированным углом опережения зажигания.
• В — двигатели для маломерных судов. Комплектовались разобщительной муфтой, реверс-редуктором, гребным валом и гребным винтом, магнето с регулятором угла опережения зажигания. Изначально имели водяное охлаждение, но серийно выпускались с воздушным (под маркой ПД-221).
• Т — двигатели, предназначенные для работы на минитракторах и катках для асфальта. Комплектовались переходным фланцем для коробки передач, электростартером, бумажным воздушным фильтром, магнето с регулятором угла опережения зажигания (выпускались также под маркой СМ-12).
• М — модернизированные в 90-х годах двигатели.

Эти двигатели выпускались и другими заводами под марками ПД, СК и УД на «Петропавловском заводе малолитражных двигателей» (Петропавловск, Казахстан)^[1] и СМ на заводе «Серп и Молот» (Харьков, Украина).

Основное применение двигателей — бензиноэлектрические агрегаты серии АБ. Применялись также для привода средств малой механизации: микротракторов, катков для асфальта, компрессоров, лебёдок и в качестве стационарных двигателей на хозяйственных, рыбацких и бакенщицких лодках.

Двигатели УД относятся к среднефорсированным карбюраторным двигателям и характеризуются удельной массой порядка 9 кг/л.с., что является нормальным показателем для современных стационарных двигателей.

Конструкция двигателей рассчитана на продолжительную работу при номинальной мощности в тяжёлых условиях (пониженные или повышенные температуры воздуха). Ресурс двигателя до капитального ремонта — порядка 3000 часов. По своим удельным показателям двигатели УД-15М и УД-25М находятся на одном уровне со стационарными двигателями аналогичной долговременной мощности, выпускаемыми в США и лишь немного уступают современным типам стационарных двигателей Honda и Robin Subaru.

Следует учитывать, что для зарубежных двигателей в технических характеристиках указывается кратковременно реализуемая максимальная мощность, а для двигателей УД — долговременная. Например, двигатель УД-15 по своей долговременной мощности сопоставим с двигателем Robin Subaru 8,5hp, а УД-25 с двигателем Robin Subaru 18hp^{[источник не указан 3489 дней]}. Несколько большая масса двигателей УД (по сравнению с зарубежными аналогами) объясняется тем, что при их проектировании важно было обеспечить совместимость по привязочным размерам с предыдущими моделями. Поэтому двигатели получили картер излишне большого размера и излишне тяжелый маховик-вентилятор. Следует отметить, что после модернизации двигателей в 90-х годах их масса и размеры были уменьшены.

Характеристики:

• карбюраторный, четырехтактный, одноцилиндровый, с воздушным охлаждением и рабочим объемом цилиндра 520 см³;
• ход поршня 90 мм;
• диаметр цилиндра 86 мм; степень сжатия — 5,3; номинальная мощность — 4,5 л.с.;
• число оборотов коленчатого вала при этой мощности не более 2000 об/мин.

ЗИД-4,5 оснащён встроенным редуктором , передаточные числа 1:2.91, 1:6, вал которого вращается со скоростью 333 об/мин на первой передаче и со скоростью 687 об/мин — на второй. Расход топлива 1,5 кг/ч. Система зажигания с маховичным магнето, запуск — шнуром или пусковой рукояткой, габаритные размеры: 615×490×678 мм. Сухой вес двигателя 65 кг. Существовали также версии с диаметром цилиндра 82 мм и стальной улиткой охлаждения вместо алюминиевой.

2СД — серия двухтактных бензиновых стационарных двигателей, унифицированных по деталям цилиндро-поршневой группы и коленчатого вала с двигателями мотоцикла «Минск». Двигатели имеют воздушное охлаждение. Выпускались Петропавловским заводом малолитражных двигателей. Основное топливо — бензин А-72, топливо допустимое Б-70 или А-76. Масло для топливной смеси MC-20 в пропорции 1:33 по объёму. Свеча зажигания экранированная А10Н с резьбой M18×1,5 или неэкранированная с резьбой M14×1,25 через переходник. Рабочий объем — 123 см³, температура эксплуатации −50 … +50 градусов, допускалось использование эфира для зимнего пуска. Угол опережения зажигания −8 градусов для низкокачественных топлив, −4 градуса для нормального. Номинальные обороты 3000 об. в мин. Мощность номинальная 0.75-1.0 квт. Имели следующие модификации:

• 2СД-В — первая модификация с карбюратором К-55, степень сжатия 5,5 , под А-66 бензин;
• 2СД-М — модификация с карбюратором К-41;
• 2СД-М1 — модификация с карбюратором К-41 и измененной головкой цилиндра (степень сжатия 6,5)
• 2СД-М2 — модификация с измененным пусковым механизмом.
• 2СД-М1К — модификация для работы на керосине (запуск осуществлялся на бензине)

Двигатель СД-60 Б/3 — модификация двигателя бензиномоторной для генератора тип ГАБ-0,5-0/115/Ч-400 и пилы «Дружба», дефорсированная до 1,2 л.с., оснащенная регулятором частоты вращения и предназначенная для продолжительной работы.

Карбюраторный двигатель, используется в качестве силового агрегата для привода различных машин, потребляющих не свыше 5 л. с. Двигатель рассчитан на номинальную мощность 5,5 л. с. при 3000 об/мин. При работе в комплекте электростанции скорость двигателя — 1500 об/мин.

Техническая характеристика:^[2]

На базе двигателей автомобилей ГАЗ и УАЗ были созданы конвертированные стационарные двигатели. Как правило, конструкция двигателя практически не отличалась от базовой модели. Основное различие было в системах двигателей. Так в системе питания устанавливался карбюратор, лишенный эконостата и ускорительного насоса. Двигатели дооборудовались центробежным регулятором частоты вращения. В комплект двигателя включался пульт управления и щиток приборов. Система охлаждения оснащалась более производительным радиатором.

• ГАЗ-331 (позже ЗМЗ-331) — модификация двигателя автомобиля ГАЗ М-20 «Победа». Долговременная мощность, в зависимости от модицикации от 26 до 33 л.с.

1. ↑ Двигатели УД (СК) (неопр.). moymotoblok.ru. Дата обращения 5 декабря 2018.
2. ↑ Шестопалов, К.С. Справочная книга сельского киномеханика. — М.: Издательство «Советская Россия», 1964. — 600 с.

• Руководство по обслуживанию двигателя Л-6/2. М.: Оборонгиз, 1940.