Классификация двигателей внутреннего сгорания ДВС

Классификация двигателей внутреннего сгорания

По способу осуществления рабочего цикла

Классификация

Любой двигатель внутреннего сгорания основан на принципе использования повторяющегося рабочего цикла, за который происходит превращение энергии топлива в кинетическую энергию, заставляющую механизм работать. По особенностям данного цикла можно выделить несколько категорий двигателей.

  • Двухтактные модели. Весь рабочий цикл состоит всего из двух тактов или точек, которые проходит поршень под действием давления, вызываемого сгоранием топлива.
  • Четырёхтактные модели. Принцип работы представленных моделей отличается тем, что цикл представляет собой повторение четырёх действий поршня.
  • С наддувом и без него. Существуют варианты с дополнительной системой увеличения давления в рабочей части, а также модели без данной функции.

По способу воспламенения топлива

Классификация

Поскольку от способа возгорания топлива зависит качество работы механизма, были разработаны различные варианты, среди которых можно выделить следующие:

  • С принудительным зажиганием. Такой двигатель имеет в своей конструкции специальный механизм, воспламеняющий топливо.
  • С воспламенением от сжатия. В данной модификации топливная смесь загорается самостоятельно под действием высокого давления в камере.

По способу образования топливной смеси

Классификация

Перед началом цикла в двигатель должна попасть топливная смесь, подготовленная к использованию. В связи с этим существуют различные варианты образования топливной смеси.

  • С внешним образованием. Такие модели подразумевают подготовку топлива перед входом в основную часть, горючая смесь смешивается с воздухом и по специальным трубкам попадает в двигатель.
  • Система с внутренним образованием подразумевает поступление в камеру цилиндра топлива и воздуха по отдельным трубкам. Только после их поступления происходит подготовка смеси.

По способу охлаждения

Классификация

Чтобы во время работы двигатель не сломался от перегрева, были придуманы специальные охлаждающие системы. В настоящее время известны следующие модификации:

  • С жидкостной системой охлаждения. Здесь за основу берётся жидкость, которая циркулирует вокруг основных элементов, охлаждая их.
  • С воздушным способом охлаждения. Наиболее простым в эксплуатации является именно этот вариант, поскольку охлаждение в представленных моделях осуществляется за счёт циркуляции воздуха.

По расположению цилиндров

Классификация

Поскольку одним из ключевых компонентов в двигателях являются цилиндры, различают несколько модификаций механизмов по их расположению.

  • С расположенными в один ряд цилиндрами конструкции представляют собой наиболее простую конфигурацию устройства.
  • Цилиндры, расположенные в два ряда с различным углом наклона, являются более сложной системой по сравнению со своим предшественником.
  • От трёх и более цилиндров, расположенных в несколько рядов. Подобные системы используются в сложных конструкциях и установках, требующих высокой производительности.

По основному предназначению

Классификация

В современном мире область применения ДВС очень обширна, однако, основное разделение по назначению предоставлено ниже:

  • Стационарные двигатели применяются на стройках и крупных промышленных объектах. Они чаще всего крепятся к фундаменту и выполняют роль подъёмников.
  • Транспортные двигатели чаще всего используются в движущихся объектах, устройствах и изобретениях. Наиболее привычным примером является машина, автобус, корабль, самолёт.

Разновидности двигателей по типу

Классификация

Существуют и другие классификации ДВС, среди которых есть деление по определённому типу модификации механизма.

  • Поршневые модели работают за счёт поступательных движений поршней, расположенных внутри конструкции.
  • Карбюраторные модели подразумевают использование внешнего способа образования смеси при прохождении через карбюратор.
  • Дизельные двигатели отличаются прежде всего тем, что работают на более тяжёлом топливе по сравнению с бензиновыми вариантами.
  • Инжекторные двигатели являются наиболее распространённым вариантом с установленной автоматической системой впрыска топлива.
  • Роторно-поршневые варианты осуществляют работу по преобразованию энергии за счёт действия газов на роторную конструкцию.
  • Газотурбинные варианты используют принцип преобразования поступающей энергии за счёт ротора с особой конфигурацией.

Классификация и маркировка двигателей

Основой большинства двигателей внутреннего сгорания (ДВС) служат рабочий цилиндр и кривошипно-шатунный механизм, которые преобразуют тепловую энергию сгорания углеводородного топлива в механическую работу. Кривошипно-шатунный механизм преобразует полезную работу поступательного перемещения поршня в крутящий момент на коленчатом валу, передаваемый потребителю энергии — гребному винту, электрическому генератору или любому другому потребителю механической работы.

Классификация двигателей производится по следующим признакам.

По расположению рабочих цилиндров:

  • вертикальные;
  • горизонтальные;
  • однорядные (рис. 16.а);
  • двухрядные (рис. 16.ж);
  • многорядные (число рядов цилиндров более двух);
  • V- образные (рис. 16.з);
  • W-образные (рис. 16.к);
  • звездообразные (рис. 16.л)
  • Δ-видные (рис. 16.и) и др.

по средней скорости поршня – Сm:

  • тихоходные – Сm = 4 ÷ 6 м/с;
  • средней быстроходности – Сm = 6 ÷ 9 м/с;
  • быстроходные – Сm = 9 ÷ 13 м/с;
  • повышенной быстроходности – Сm > 13 м/с;

по эффективной мощности – Ne:

    маломощные – Ne по отношению хода поршня к диаметру цилиндра – S /D:

  • короткоходовые – S /D = 0,9 ÷ 1,2;
  • среднеходовые – S /D = 1,2 ÷ 1,5;
  • длинноходовые – S /D = 1,5 ÷ 1,8;

Дизели с S /D 1,8 применяются крайне редко.

По способу наполнения цилиндра воздухом ДВС подразделяются на двигатели с наддувом и без наддува. В первом случае в цилиндры при наполнении поступает воздух, предварительно сжатый до давления выше атмосферного в специальном компрессоре, во втором — наполнение цилиндра осуществляется воздухом при атмосферном давлении. Практически все современные судовые ДВС являются двигателями с газотурбинным наддувом.

По способу осуществления рабочего цикла: четырехтактные – рабочий цикл осуществляется за два оборота коленчатого вала или за четыре хода (такта) поршня, двухтактные – рабочий цикл осуществляется за один оборот коленчатого вала или за два хода (такта) поршня.

По способу действия: простого действия – рабочий цикл осуществляется только в одной полости цилиндра (над поршнем), двойного действия – рабочий цикл совершается в обоих полостях цилиндра, с расходящимися поршнями – рабочий цикл осуществляется в полости цилиндра, образованной двумя противоположно движущимися поршнями.

По роду применяемого топлива

  • работающие на легком жидком топливе (бензин, лигроин, керосин, бензол);
  • работающие на тяжелом жидком топливе (дизельное, моторное топлива, соляровое масло, газойль, мазут);
  • работающие на газообразном топливе (газы: естественный, генераторный, сжиженный и др.);
  • многотопливные – приспособленные для работы на широком ассортименте топлив;

По способу смесеобразования ДВС : подразделяются на две группы. К первой группе относятся двигатели с внешним смесеобразованием,, в которых топливо-воздушная смесь приготовляется вне цилиндра (карбюраторные и газовые двигатели с воспламенением от электрической искры). Эти двигатели на морских и речных судах не применяются из-за малой мощности, низкой экономичности и пожароопасности.

Ко второй группе относятся двигатели с внутренним смесеобразованием и самовоспламенением топлива от сжатия (дизели). Дизели являются основным типом ДВС, используемых в качестве главных и вспомогательных двигателей на судах.

По способу воспламенения рабочей смеси: с принудительным воспламенением, например, от электрической искры (карбюраторные двигатели), с самовоспламенением (дизели) и со смешанным воспламенением (калоризаторные двигатели).

По роду рабочего цикла: работающие по циклу быстрого сгорания (карбюраторные двигатели), по циклу постепенного сгорания (компрессорные дизели), по циклу смешанного сгорания (бескомпрессорные дизели).

по частоте вращения коленчатого вала – n:

  • малооборотные двигатели (МОД) – n = 100 ÷ 350 об/мин;
  • среднеоборотные двигатели (СОД) – n = 350 ÷ 750 об/мин;
  • высокооборотные двигатели (ВОД) – n = 750 ÷ 2500 об/мин;

По конструктивному исполнению кривошипно-шатунных механизмов (КШМ) :

ДВС могут иметь несколько конструктивных схем. Основные варианты исполнения судовых двигателей представлены на рис. 1.1.

Двигатели, схемы которых показаны на рис. 1.1 а, в и г , называют тронковыми. На рис. 1.1. 6 представлена схема крейцкопфного ДВС. В тронковых ДВС шатун 2 верхней частью с помощью поршневого пальца крепится к поршню (этот узел называют головным подшипником шатуна). Нижняя часть поршня 1, называемая тронком, служит направляющей при возвратно-поступательном движении поршня в цилиндре.

В крейцкопфных ДВС верхняя часть шатуна крепится к крейцкопфу 4, который выполняет роль направляющей для поршневой группы — штока поршня 3 и поршня 1.

Тронковый двигатель, схема которого приведена на рис. 1.1 г , называют ДВС с противоположно движущимися поршнями (ПДП). Здесь, в отличие от обычной компоновки, камера сгорания образуется при сближении поршней на минимальное расстояние в середине цилиндра. Верхний и нижний коленчатые валы соединены вертикальной передачей для синхронизации движения поршней и передачи мощности с обоих валов потребителю энергии.

Двигатели, схемы которых показаны на рис. 1.1 а, б и г, называют однорядными, на рис. 1.1 в представлен двухрядный ДВС. Могут быть и другие компоновочные схемы — многорядные или звездообразные, это в основном легкие высокооборотные дизели, используемые на судах с подводными крыльями и военных кораблях.

По направлению вращения коленчатого вала: реверсивные двигатели, у которых можно изменять направление вращения коленчатого вала, и нереверсивные, правого и левого вращения.

Читайте также  Двигатель от газонокосилки на велосипед

По конфигурации камер сгорания:

  • с неразделенными однополостными КС (рис. 16.г);
  • с полуразделенными КС (дизели с КС в поршне – рис. 16.д);
  • с разделенными двумя и более полостными КС (предкамерные, вихре-камерные, воздушно-камерные двигатели – рис. 16.е);

По назначению: главные двигатели (главные дизель-генераторы), мощность которых используется для движения судна, и вспомогательные двигатели для привода генераторов, компрессоров и других вспомогательных механизмов.

На крупнотоннажных морских судах в качестве главных двигателей устанавливают, как правило, малооборотные крейцкопфные дизели. Эти двигатели являются реверсивными, т.е. их конструкция предусматривает возможность изменять направление вращения коленчатого вала. Это необходимо для обеспечения заднего хода судна при прямой передаче мощности на гребной винт фиксированного шага (ВФШ). Четырехтактные тронковые среднеоборотные дизели, наоборот, как правило, выполняют нереверсивными, так как они используются в качестве главных на судах с винтом регулируемого шага (ВРШ), судах с электродвижением или в качестве вспомогательных двигателей, во всех перечисленных случаях изменять направление вращения коленчатого вала не требуется.

Маркировка дает представление об основных размерах и конструктивных особенностях двигателей. Стандартная маркировка отечественных бескомпрессорных двигателей включает в себя цифровые и буквенные обозначения.

Буквы обозначают: Ч – четырехтактный, Д – двухтактный, ДД – двухтактный двойного действия, К – крейцкопфный, Р – реверсивный, Н – с наддувом, С – судовой с реверсивной муфтой, П – судовой с редукторной передачей.

Цифра перед буквенным обозначением показывает число цилиндров, две по последующие цифры: числитель – диаметр цилиндра, см, знаменатель – ход поршня, см.

Согласно принятой маркировке судовой семицилиндровый двухтактный крейцкопфный реверсивный двигатель с наддувом, с диаметром цилиндра 500мм и ходом поршня 1100мм имеет марку 7 ДКРН 50/110 .

Двигатели иностранных фирм имеют свою маркировку. У двигателей фирмы «Бурмейстер и Вайн» буквы обозначают: V – двухтактный простого действия, F – реверсивный, T – крейцкопфный, B – с газотурбинным наддувом. Двигатель 7ДКРН 50/110 этой системы маркировки будет иметь следующую маркировку: 750 VTBF 110.

В маркировке двигателей фирмы «Зульцер» буквы обозначают: D – реверсивный, S – крейцкопфный, T – тронковый, A – с газотурбинным наддувом.

У двигателей фирмы MAH буквы обозначают: К – крейцкопфный, G – тронковый, Z – двухтактный, C – с наддувом.

Двигатели зарубежного производства маркируются каждой фирмой-изготовителем по своим правилам, единой международной системы маркировки нет. Более того, фирмы меняют со временем даже собственную маркировку. На крупнотоннажных морских судах, принадлежащих российским судоходным компаниям, в большинстве случаев устанавливают двигатели зарубежного производства.

Ведущим по количеству производимых судовых малооборотных дизелей в мире является концерн «МАН-Бурмейстер и Вайн» (Германия и Дания соответственно), включая его лицензиатов во многих странах. Основные серии выпускаемых дизелей: LMC, SMC, КМС и новые серии LME, SME, КМЕ — дизели с электронным управлением подачей топлива и газораспределением. Пример маркировки: 12К98МЕ-С; по российскому стандарту маркировки — 12ДКРН 98/266.

Второе место по производству малооборотных дизелей принадлежит объединенному концерну «Вяртсиля-Зульцер» (Финляндия — Швейцария), который выпускает малооборотные судовые дизели серии RTA и новую модификацию с электронным управлением RT-flex. Пример маркировки: 6RT-flex58T, по российскому стандарту этот двигатель обозначается 6ДКРН 58/242.

Собственные малооборотные судовые дизели в небольших количествах выпускают также Япония («Мицсубиси»), Италия («Фиат»), Англия («Доксфорд») и др.

Производство судовых средне- и высокооборотных четырехтактных дизелей отличается широким разнообразием. Практически все промышленно развитые государства имеют многочисленных производителей таких дизелей.

Литература

Судовые двигатели внутреннего сгорания — Возницкий И.В. Пунда А.С. [2010]

Классификация и назначение ДВС

Как известно, на сегодняшний день существует большое количество различных типов двигателей внутреннего сгорания. Указанные типы силовых агрегатов являются источником энергии для транспортных средств, механизмов и агрегатов, а также отличаются по производительности, конструкции, по назначению и т.д.

В наших предыдущих статьях мы уже рассматривали всевозможные виды двигателей, которые устанавливаются на автомобили. Далее мы намерены поговорить о том, какая существует классификация двигателей внутреннего сгорания.

Общая классификация двигателей

Начнем с того, что двигатели внутреннего сгорания классифицируют по ряду признаков и особенностей. Прежде всего, силовые установки отличаются по своему назначению. ДВС бывают:

  • стационарного типа;
  • двигатели на транспорте;

Первые широко используются в качестве приводного механизма для различных насосов, генераторов, и т.д. Второй тип можно встретить на автомобилях, мотоциклах, судах, самолетах, поездах и других видах воздушных, наземных и водных транспортных средств. Отметим, что данная классификация не затрагивает реактивные, водородные и ракетные двигатели, распространяясь на массовые агрегаты.

Также силовые установки отличаются по типу используемого топлива. Двигатели могут работать на:

  • жидком и легком топливе (бензин, дизтопливо, спирт);
  • жидком тяжелом топливе (мазут, соляровое масло, газойль)
  • газовом топливе;
  • использовать горючее комбинированного типа, когда в двигателе одновременно используется жидкое топливо и газ (например, газодизель);
  • применяется сразу несколько видов топлива для многотопливного ДВС (агрегат работает как на бензине, так и на керосине и т.д.);

Также двигатели внутреннего сгорания можно разделить по тому, как реализовано преобразование тепловой энергии в результате сжигания топлива в механическую полезную работу. Двигатели бывают:

  • поршневыми ДВС (сгорание и преобразование тепловой энергии в механическую работу происходит в цилиндре двигателя;
  • газотурбинные двигатели (в таких двигателях топливо сгорает в особой камере сгорания, после тепловая энергия преобразуется в механическую на лопатках турбинного колеса;
  • двигатели комбинированного типа, в которых топливо сгорает в цилиндрах поршневого двигателя, при этом такой двигатель является генератором газа. Это значит, что тепловая энергия только частично превращается в механическую в цилиндре, а также частично преобразование происходит на лопатках турбинного колеса (например, турбопоршневой двигатель).

Еще двигатели внутреннего сгорания отличаются по способу смесеобразования. Силовые агрегаты бывают:

  • моторы с внешним смесеобразованием (рабочая смесь образуется не в цилиндре). Если просто, это карбюраторные бензиновые и газовые двигатели, а также инжекторные двигатели с впрыском топлива во впускной коллектор.
  • установки с внутренним смесеобразованием (на такте впуска в цилиндр отдельно подается воздух, затем прямо в камеру сгорания впрыскивается топливо, а рабочая смесь образуется уже в самом цилиндре). Такое смесеобразование происходит в дизельных двигателях, в бензиновых установках с искровой системой зажигания и газовых двигателях, где реализована подача горючего в цилиндр перед началом сжатия.

Также двигатели классифицируют и по способу воспламенения рабочей топливно-воздушной смеси. Смесь может воспламеняться:

  • от внешнего источника, которым выступает электрическая искра на свече зажигания;
  • от сжатия, где смесь воспламеняется от высоких температур во время сильного сжатия воздуха и топлива в цилиндре (например, дизельный ДВС);
  • агрегаты с форкамерно-факельным зажиганием. В таких форкамерных моторах имеется две камеры сгорания. В первой (малой) камере смесь воспламеняется от искры, затем дальнейшее воспламенение основного заряда в основной (большой) камере происходит благодаря распространению фронта пламени из малой камеры.
  • двигатели, которые работают по принципу первичной подачи небольшого количества жидкого топлива (самовоспламеняется от сжатия), в результате чего удается поджечь и основной заряд, который состоит из газового топлива (газодизельный двигатель).

Добавим, что также поршневые двигатели делятся по способу осуществления рабочего цикла. Моторы бывают 2-х и 4-х тактными. Силовые агрегаты могут быть атмосферными (впуск воздуха происходит благодаря разрежению в цилиндрах) и с наддувом, когда воздух нагнетается принудительно под давлением.

Что касается наддува, двигатели бывают компрессорными и турбированными, а также могут сразу иметь оба решения. Моторы с турбокомпрессором получают газовую турбину, которая работает благодаря воздействию отработавших газов.

Агрегаты с механическим компрессором конструктивно оснащены устройством, которое приводится в действие от двигателя, забирая у него часть энергии. Комбинированный тип предполагает, что двигатель одновременно имеет и турбокомпрессор, и механический нагнетатель.

Еще следует упомянуть различия по способу регулирования подачи топлива в цилиндры при изменении нагрузки. Существуют двигатели с регулированием смеси по:

  • качеству;
  • количеству;
  • смешанного типа;

В первом случае речь идет об изменении состава смеси с учетом нагрузок и режимов работы ДВС. Во втором случае состав не меняется, при этом подается только большее или меньшее количество. В двигателях со смешанным регулированием меняется как состав смеси, так и количество, что зависит от нагрузок на агрегат.

Также нужно упомянуть и различия моторов по способу охлаждения. Двигатели бывают с жидкостным охлаждением, воздушным охлаждением и комбинированным охлаждением. Еще отдельного внимания заслуживает и система смазки. Например, в двухтактных моторах смазка сгорает прямо в цилиндрах, тогда как в четырехтактных двигателях масло практически не попадает в камеру сгорания.

Напоследок отметим, что классификация автомобильных двигателей затрагивает поршневые ДВС (бензиновые, дизельные и газовые), карбюраторные и инжекторные, с внешним смесеобразованием или прямым впрыском топлива, с воспламенением от искры или с воспламенением от сжатия.

Читайте также  Работа предпускового подогревателя дизельного двигателя

Также на некоторых авто можно встретить газотурбинные, форкамерные или роторно-поршневые двигатели, однако сегодня такие агрегаты нельзя назвать массовыми применительно к автоиндустрии.

Основные конструктивные отличия ДВС

Если говорить о главных отличиях в конструкции поршневых двигателей, различные силовые агрегаты делятся на рядные горизонтальные и вертикальны по расположению цилиндров. Также двигатели бывают V-образными, оппозитными и т.д.

Еще агрегаты бывают однопоршневыми двигателями, когда в одном цилиндре имеется один поршень и рабочая полость. При этом также встречаются ДВС, в которых поршни движутся противоположно в одном цилиндре, а рабочая полость находится между двумя поршнями. Также бывают моторы двойного действия, в которых по обеим сторонам от поршня имеются рабочие полости.

Отдельно стоит упомянуть и роторно-поршневые двигатели (двигатель Ванкеля), которые также имеют разную конструкцию. Наиболее распространенным вариантом является такой, где ротор, который и является поршнем, движется (планетарное движение) в корпусе. Во время такого движения между ротором и стенками корпуса двигателя образуются камеры сгорания с переменным рабочим объемом.Рекомендуем также прочитать отдельную статью о том, какие бывают виды и типы двигателей внутреннего сгорания. Из этой статьи вы узнаете о различных разновидностях существующих ДВС, а также их отличительных особенностях.

При этом существуют варианты роторного двигателя, где поршень-ротор не движется, а планетарное движение совершает корпус ДВС. Еще одной разновидностью можно считать агрегаты, в которых движется как корпус, так и сам ротор.

Классификация и назначение ДВС

Как известно, на сегодняшний день существует большое количество различных типов двигателей внутреннего сгорания. Указанные типы силовых агрегатов являются источником энергии для транспортных средств, механизмов и агрегатов, а также отличаются по производительности, конструкции, по назначению и т.д.

В наших предыдущих статьях мы уже рассматривали всевозможные виды двигателей, которые устанавливаются на автомобили. Далее мы намерены поговорить о том, какая существует классификация двигателей внутреннего сгорания.

Общая классификация двигателей

Начнем с того, что двигатели внутреннего сгорания классифицируют по ряду признаков и особенностей. Прежде всего, силовые установки отличаются по своему назначению. ДВС бывают:

  • стационарного типа;
  • двигатели на транспорте;

Также силовые установки отличаются по типу используемого топлива. Двигатели могут работать на:

  • жидком и легком топливе (бензин, дизтопливо, спирт);
  • жидком тяжелом топливе (мазут, соляровое масло, газойль)
  • газовом топливе;
  • использовать горючее комбинированного типа, когда в двигателе одновременно используется жидкое топливо и газ (например, газодизель);
  • применяется сразу несколько видов топлива для многотопливного ДВС (агрегат работает как на бензине, так и на керосине и т.д.);

Также двигатели внутреннего сгорания можно разделить по тому, как реализовано преобразование тепловой энергии в результате сжигания топлива в механическую полезную работу. Двигатели бывают:

  • поршневыми ДВС (сгорание и преобразование тепловой энергии в механическую работу происходит в цилиндре двигателя;
  • газотурбинные двигатели (в таких двигателях топливо сгорает в особой камере сгорания, после тепловая энергия преобразуется в механическую на лопатках турбинного колеса;
  • двигатели комбинированного типа, в которых топливо сгорает в цилиндрах поршневого двигателя, при этом такой двигатель является генератором газа. Это значит, что тепловая энергия только частично превращается в механическую в цилиндре, а также частично преобразование происходит на лопатках турбинного колеса (например, турбопоршневой двигатель).

Еще двигатели внутреннего сгорания отличаются по способу смесеобразования. Силовые агрегаты бывают:

  • моторы с внешним смесеобразованием (рабочая смесь образуется не в цилиндре). Если просто, это карбюраторные бензиновые и газовые двигатели, а также инжекторные двигатели с впрыском топлива во впускной коллектор.
  • установки с внутренним смесеобразованием (на такте впуска в цилиндр отдельно подается воздух, затем прямо в камеру сгорания впрыскивается топливо, а рабочая смесь образуется уже в самом цилиндре). Такое смесеобразование происходит в дизельных двигателях, в бензиновых установках с искровой системой зажигания и газовых двигателях, где реализована подача горючего в цилиндр перед началом сжатия.

Также двигатели классифицируют и по способу воспламенения рабочей топливно-воздушной смеси. Смесь может воспламеняться:

  • от внешнего источника, которым выступает электрическая искра на свече зажигания;
  • от сжатия, где смесь воспламеняется от высоких температур во время сильного сжатия воздуха и топлива в цилиндре (например, дизельный ДВС);
  • агрегаты с форкамерно-факельным зажиганием. В таких форкамерных моторах имеется две камеры сгорания. В первой (малой) камере смесь воспламеняется от искры, затем дальнейшее воспламенение основного заряда в основной (большой) камере происходит благодаря распространению фронта пламени из малой камеры.
  • двигатели, которые работают по принципу первичной подачи небольшого количества жидкого топлива (самовоспламеняется от сжатия), в результате чего удается поджечь и основной заряд, который состоит из газового топлива (газодизельный двигатель).

Что касается наддува, двигатели бывают компрессорными и турбированными, а также могут сразу иметь оба решения. Моторы с турбокомпрессором получают газовую турбину, которая работает благодаря воздействию отработавших газов.

Агрегаты с механическим компрессором конструктивно оснащены устройством, которое приводится в действие от двигателя, забирая у него часть энергии. Комбинированный тип предполагает, что двигатель одновременно имеет и турбокомпрессор, и механический нагнетатель.

Еще следует упомянуть различия по способу регулирования подачи топлива в цилиндры при изменении нагрузки. Существуют двигатели с регулированием смеси по:

  • качеству;
  • количеству;
  • смешанного типа;

В первом случае речь идет об изменении состава смеси с учетом нагрузок и режимов работы ДВС. Во втором случае состав не меняется, при этом подается только большее или меньшее количество. В двигателях со смешанным регулированием меняется как состав смеси, так и количество, что зависит от нагрузок на агрегат.

Напоследок отметим, что классификация автомобильных двигателей затрагивает поршневые ДВС (бензиновые, дизельные и газовые), карбюраторные и инжекторные, с внешним смесеобразованием или прямым впрыском топлива, с воспламенением от искры или с воспламенением от сжатия.

Также на некоторых авто можно встретить газотурбинные, форкамерные или роторно-поршневые двигатели, однако сегодня такие агрегаты нельзя назвать массовыми применительно к автоиндустрии.

Основные конструктивные отличия ДВС

Если говорить о главных отличиях в конструкции поршневых двигателей, различные силовые агрегаты делятся на рядные горизонтальные и вертикальны по расположению цилиндров. Также двигатели бывают V-образными, оппозитными и т.д.

Еще агрегаты бывают однопоршневыми двигателями, когда в одном цилиндре имеется один поршень и рабочая полость. При этом также встречаются ДВС, в которых поршни движутся противоположно в одном цилиндре, а рабочая полость находится между двумя поршнями. Также бывают моторы двойного действия, в которых по обеим сторонам от поршня имеются рабочие полости.

При этом существуют варианты роторного двигателя, где поршень-ротор не движется, а планетарное движение совершает корпус ДВС. Еще одной разновидностью можно считать агрегаты, в которых движется как корпус, так и сам ротор.

Что в итоге

Итак, выше были рассмотрены назначение и классификация двигателей внутреннего сгорания. При этом данная информация наглядно демонстрирует широчайшую сферу применения поршневых ДВС.

С учетом тех или иных особенностей конкретного типа ДВС такие агрегаты используются как на транспортных средствах, так и в качестве генераторов, устройств привода всевозможных агрегатов и механизмов.

Разновидности ДВС и принцип действия теплового двигателя. Рабочий цикл и такты, преимущества и недостатки. Основные и альтернативные виды топлива.

Виды двигателей внутреннего сгорания, отличия различных типов ДВС. Особенности компоновки, объем двигателя, мощность, крутящий момент и другие параметры.

Список самых надежных бензиновых и дизельных моторов: 4-х цилиндровые силовые агрегаты, рядные 6-ти цилиндровые ДВС и V-образные силовые установки. Рейтинг.

Устройство и схема работы инжектора. Плюсы и минусы инжектора по сравнению с карбюратором. Часты неисправности инжекторных систем питания. Полезные советы.

Какие существуют самые маленькие двигатели внутреннего сгорания. Для чего используются миниатюрные ДВС. Самый маленький дизель в мире: особенности.

Особенности и отличия оппозитного двигателя от других поршневых ДВС. Преимущества оппозитного мотора, минусы данной конструкции, нюансы обслуживания.

Классификация двигателей внутреннего сгорания ДВС

назначение и классификация двигателей внутреннего сгорания

ДВС предназначен для преобразования тепловой энергии, выделяемой в цилиндрах двигателя при сгорании топлива, в механическую энергию.
классификация двигателей
1 По назначению
1.1 стационарные (дизель-электрические станции, компрессорные установки и т. п.

1.3 специального назначения

2 по роду топлива
2.1 двигатели легкого жидкого топлива, работающие на бензине (карбюраторные и инжекторные двигатели).
2.2 двигатели тяжелого жидкого топлива , работающие на дизельном топливе (дизели).
2.3 двигатели газового топлива, работающие на природном, генераторном газе, пропан-бутановой смеси, водороде и т п.
2.4 двигатели смешанного топлива. В этих двигателях основное топливо газ, а для обеспечения воспламенения используются присадки дизельного топлива или бензина.

Читайте также  Керамический двигатель внутреннего сгорания

2.5 многотопливные двигатели.
Такие двигатели работают на различных сортах топлива от лигроина до сырой нефти.

2.6 газогенераторные двигатели.

3 По способу воспламенения.
3.1 Принудительное воспламенение. Производится от электрической искры.
3.2 Воспламенение от сжатия. (дизель).

принудительное воспламенение и самовоспламенение от сжатия.

3.3 Калильное воспламенение.
Калильное воспламенение на сегодняшний день не применяется. Оно осуществлялось следующим образом: на головке цилиндров выполнялся специальный прилив в виде конуса, который в такте сжатия раскалялся до очень высокой температуры и воспламенял рабочую смесь.
Термин калильное воспламенение тем не менее остался, но обозначает он теперь совсем другое. Это воспламенние топлива от раскаленных частей цилиндра, головки цилиндров, свечи зажигания. Двигатель при этом после выключения зажигания продолжает работать.
4 По способу смесеобразования.
4.2 ДВС внутреннего смесеобразования
У этих двигателей топливо и воздух перемешиваются внутри цилиндра.
4.1 ДВС внешнего смесеобразования
У этих двигателей топливо и воздух перемешиваются во внешнем устройстве — карбюраторе, смесителе или впускном коллекторе.

двигатель внутреннего и внешнего смесеобразования.
5 По способу охлаждения.
5.1 С воздушным охлаждением.
5.2 С жидкостным охлаждением.

двигатели с воздушным и жидкостным охлаждением.
6 По числу и расположению цилиндров.
6.1 по числу цилиндров бывают одно-, двух-, и т.д. цилиндровые.
6.2 рядные, с горизонтальным или вертикальным расположением цилиндров, V-образные, W-образные.

рядный, V-образный, горизонтальный оппозитный, W-образный двигатель.
7 По способу подачи воздуха.
7.1 ДВС с наддувом.
7.2 ДВС без наддува.
8 По принципу действия:
8.1 двухтактные.
8.2 четырехтактные.
9 По конструкции:
роторные и поршневые.

роторный двигатель.
На самоходных машинах используют только поршневые двигатели.
Пример классификации:
Д-243- поршневой двигатель, тяговый (транспортный), тяжелого жидкого топлива (работает на дизельном топливе), внутреннего смесеобразования, с воспламенением от сжатия, жидкостного охлаждения, может выпускаться в исполнениях с турбонаддувом и без него, четырехцилиндровый рядный четырехтактный.
§6 Основные определения.
Рабочим циклом называется периодически повторяющийся ряд процессов, обеспечивающий преобразование энергии. Рабочий цикл ДВС разбивается на такты, в ходе каждого такта происходит ряд своих физических и механических процессов. Тактом называется движение поршня в цилиндре из одной мертвой точки в другую.
Мертвыми точками называются крайние положения поршня в цилиндре. (ВМТ и НМТ).
Ход поршня расстояние между мертвыми точками. Ход поршня численно равен двум радиусам кривошипа.
Радиус кривошипа расстояние между осями коренных и шатунных шеек коленчатого вала.

Объем цилиндра над поршнем находящимся в ВМТ называется объёмом камеры сгорания.
Объем цилиндра над поршнем находящимся в НМТ называется полным объёмом.
Разность между полным объёмом и объёмом камеры сгорания называется рабочим объёмом.
Рабочий объём всех цилиндров выраженный в литрах — литраж двигателя.
Степенью сжатия называется отношение между полным объемом и объемом камеры сгорания.
Коэффициент полезного действия это отношение количества механической энергии, полученной на коленчатом валу, к количеству тепловой энергии выделенной в цилиндрах двигателя.
Эффективная мощность — мощность развиваемая на коленчатом валу двигателя.
Номинальная мощность — эффективная мощность двигателя изготовленного и отрегулированного в соответствии с технической документацией предприятия изготовителя, без вентилятора, воздухоочистителя, глушителей шума впуска и выпуска, искрогасителя, выпускной трубы, нейтрализатора отработавших газов, с отключенным генератором, насосом и компрессором, прошедшего обкатку в течение 60 часов, при полной подаче топлива и стандартных атмосферных условиях.
Эксплуатационная мощность — эффективная мощность двигателя изготовленного и отрегулированного в соответствии с технической документацией предприятия изготовителя, с вентилятором, воздухоочистителем, глушителями шума впуска и выпуска, искрогасителем, выпускной трубой, нейтрализатором отработавших газов, с отключенным или работающим без нагрузки генератором, насосом и компрессором, прошедшего обкатку в течение 60 часов, при полной подаче топлива и стандартных атмосферных условиях.
Максимальная мощность — наибольшее значение эффективной мощности развиваемой двигателем при полной подаче топлива.

Классификация и назначение ДВС

Как известно, на сегодняшний день существует большое количество различных типов двигателей внутреннего сгорания. Указанные типы силовых агрегатов являются источником энергии для транспортных средств, механизмов и агрегатов, а также отличаются по производительности, конструкции, по назначению и т.д.

В наших предыдущих статьях мы уже рассматривали всевозможные виды двигателей, которые устанавливаются на автомобили. Далее мы намерены поговорить о том, какая существует классификация двигателей внутреннего сгорания.

Общая классификация двигателей

Начнем с того, что двигатели внутреннего сгорания классифицируют по ряду признаков и особенностей. Прежде всего, силовые установки отличаются по своему назначению. ДВС бывают:

  • стационарного типа;
  • двигатели на транспорте;

Первые широко используются в качестве приводного механизма для различных насосов, генераторов, и т.д. Второй тип можно встретить на автомобилях, мотоциклах, судах, самолетах, поездах и других видах воздушных, наземных и водных транспортных средств. Отметим, что данная классификация не затрагивает реактивные, водородные и ракетные двигатели, распространяясь на массовые агрегаты.

Также силовые установки отличаются по типу используемого топлива. Двигатели могут работать на:

  • жидком и легком топливе (бензин, дизтопливо, спирт);
  • жидком тяжелом топливе (мазут, соляровое масло, газойль)
  • газовом топливе;
  • использовать горючее комбинированного типа, когда в двигателе одновременно используется жидкое топливо и газ (например, газодизель);
  • применяется сразу несколько видов топлива для многотопливного ДВС (агрегат работает как на бензине, так и на керосине и т.д.);

Также двигатели внутреннего сгорания можно разделить по тому, как реализовано преобразование тепловой энергии в результате сжигания топлива в механическую полезную работу. Двигатели бывают:

  • поршневыми ДВС (сгорание и преобразование тепловой энергии в механическую работу происходит в цилиндре двигателя;
  • газотурбинные двигатели (в таких двигателях топливо сгорает в особой камере сгорания, после тепловая энергия преобразуется в механическую на лопатках турбинного колеса;
  • двигатели комбинированного типа, в которых топливо сгорает в цилиндрах поршневого двигателя, при этом такой двигатель является генератором газа. Это значит, что тепловая энергия только частично превращается в механическую в цилиндре, а также частично преобразование происходит на лопатках турбинного колеса (например, турбопоршневой двигатель).

Еще двигатели внутреннего сгорания отличаются по способу смесеобразования. Силовые агрегаты бывают:

  • моторы с внешним смесеобразованием (рабочая смесь образуется не в цилиндре). Если просто, это карбюраторные бензиновые и газовые двигатели, а также инжекторные двигатели с впрыском топлива во впускной коллектор.
  • установки с внутренним смесеобразованием (на такте впуска в цилиндр отдельно подается воздух, затем прямо в камеру сгорания впрыскивается топливо, а рабочая смесь образуется уже в самом цилиндре). Такое смесеобразование происходит в дизельных двигателях, в бензиновых установках с искровой системой зажигания и газовых двигателях, где реализована подача горючего в цилиндр перед началом сжатия.

Также двигатели классифицируют и по способу воспламенения рабочей топливно-воздушной смеси. Смесь может воспламеняться:

  • от внешнего источника, которым выступает электрическая искра на свече зажигания;
  • от сжатия, где смесь воспламеняется от высоких температур во время сильного сжатия воздуха и топлива в цилиндре (например, дизельный ДВС);
  • агрегаты с форкамерно-факельным зажиганием. В таких форкамерных моторах имеется две камеры сгорания. В первой (малой) камере смесь воспламеняется от искры, затем дальнейшее воспламенение основного заряда в основной (большой) камере происходит благодаря распространению фронта пламени из малой камеры.
  • двигатели, которые работают по принципу первичной подачи небольшого количества жидкого топлива (самовоспламеняется от сжатия), в результате чего удается поджечь и основной заряд, который состоит из газового топлива (газодизельный двигатель).

Добавим, что также поршневые двигатели делятся по способу осуществления рабочего цикла. Моторы бывают 2-х и 4-х тактными. Силовые агрегаты могут быть атмосферными (впуск воздуха происходит благодаря разрежению в цилиндрах) и с наддувом, когда воздух нагнетается принудительно под давлением.

Что касается наддува, двигатели бывают компрессорными и турбированными, а также могут сразу иметь оба решения. Моторы с турбокомпрессором получают газовую турбину, которая работает благодаря воздействию отработавших газов.

Агрегаты с механическим компрессором конструктивно оснащены устройством, которое приводится в действие от двигателя, забирая у него часть энергии. Комбинированный тип предполагает, что двигатель одновременно имеет и турбокомпрессор, и механический нагнетатель.

Еще следует упомянуть различия по способу регулирования подачи топлива в цилиндры при изменении нагрузки. Существуют двигатели с регулированием смеси по:

  • качеству;
  • количеству;
  • смешанного типа;