Основы работы двигателей внутреннего сгорания

Тепловые двигатели - это машины, в которых химическая энергия топлива преобразуется сначала в тепловую энергию, а затем в механическую работу. К тепловым двигателям относятся паровые машины, паровые турбины, поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС), газотурбинные двигатели (ГТД), комбинированные турбопоршневые двигатели, реактивные двигатели.

Особенность тепловозных ДВС - превращение химической энергии в тепловую, происходит при сгорании топлива в самом рабочем цилиндре в течение очень короткого времени (тысячных долей секунды). Это и обусловливает преимущества поршневых ДВС - малые тепловые и гидравлические потери и высокий коэффициент полезного действия, а также компактность. Процесс превращения тепла в двигателях внутреннего сгорания в работу можно проследить по схеме, изображенной на (рис. 47). Поступивший в цилиндр двигателя воздух сжимается поршнем 1 нагревается при этом до температуры 600-650 °С, что выше температуры самовоспламенения распыленного жидкого топлива. В конце сжатия в нагретый воздух впрыскивается через форсунку 3 топливо, которое воспламеняется и сгорает. В результате сгорания топлива в цилиндре образуются газы с высокой температурой и давлением. Под давлением газов поршень 1 перемещается вниз и совершает работу. Во время расширения температура и давление газов понижаются. Отдав часть тепла на совершение работы, отработавшие газы выбрасываются в атмосферу при движении поршня 1 вверх, а свежий воздух вновь поступает в цилиндр. Затем все повторяется снова. Двигатели внутреннего сгорания имеют шатунно-кривошипный механизм, состоящий из поршня, шатуна, кривошипа и вала.

Рис 47. Принципиальная схема двигателя внутреннего сгорания.