Призначення і класифікація двигунів внутрішнього згоряння
Як відомо, на сьогоднішній день існує велика кількість різних типів двигунів внутрішнього згоряння. Зазначені типи силових агрегатів є джерелом енергії для транспортних засобів, механізмів та агрегатів, а також відрізняються по продуктивності, конструкції, за призначенням і т.д.
У наших попередніх статтях ми вже розглядали всілякі види двигунів, які встановлюються на автомобілі. Далі ми маємо намір поговорити про те, яка існує класифікація двигунів внутрішнього згоряння.
Загальна класифікація двигунів
Почнемо з того, що двигуни внутрішнього згоряння класифікують за рядом ознак і особливостей. Перш за все, силові установки відрізняються за своїм призначенням. ДВС бувають:
- стаціонарного типу;
- двигуни на транспорті;
Перші широко використовуються в якості приводного механізму для різних насосів, генераторів, і т.д. Другий тип можна зустріти на автомобілях, мотоциклах, судах, літаках, поїздах та інших видах повітряних, наземних і водних транспортних засобів. Відзначимо, що дана класифікація не зачіпає реактивні, водневі і ракетні двигуни, поширюючись на масові агрегати.
Також силові установки відрізняються за типом використовуваного палива. Двигуни можуть працювати на:
- рідкому і легкому паливі (бензин, дизпаливо, спирт);
- рідкому важкому паливі (мазут, соляровое масло, газойль)
- газовому паливі;
- використовувати пальне комбінованого типу, коли в двигуні одночасно використовується рідке паливо і газ (наприклад, газо);
- застосовується відразу кілька видів палива для багатопаливного ДВС (агрегат працює як на бензині, так і на гасі і т.д.);
Також двигуни внутрішнього згоряння можна розділити по тому, як реалізовано перетворення теплової енергії в результаті спалювання палива в механічну корисну роботу. Двигуни бувають:
- поршневими ДВС (згоряння і перетворення теплової енергії в механічну роботу відбувається в циліндрі двигуна;
- газотурбінні двигуни (в таких двигунах паливо згорає в особливій камері згоряння, після теплова енергія перетворюється в механічну на лопатках турбінного колеса;
- двигуни комбінованого типу, в яких паливо згорає в циліндрах поршневого двигуна, при цьому такий двигун є генератором газу. Це означає, що теплова енергія тільки частково перетворюється в механічну в циліндрі, а також частково перетворення відбувається на лопатках турбінного колеса (наприклад, турбопоршневий двигун).
Ще двигуни внутрішнього згоряння відрізняються за способом сумішоутворення. Силові агрегати бувають:
- мотори з зовнішнім сумішоутворенням (робоча суміш утворюється не в циліндрі). Якщо просто, це карбюраторні бензинові і газові двигуни, а також інжекторні двигуни з уприскуванням палива у впускний колектор.
- установки з внутрішнім сумішоутворенням (на такті впуску в циліндр окремо подається повітря, потім прямо в камеру згоряння впорскується паливо, а робоча суміш утворюється вже в самому циліндрі). Таке смесеобразование відбувається в дизельних двигунах, в бензинових установках з іскровий системою запалювання і газових двигунах, де реалізована подача пального в циліндр перед початком стиснення.
Також двигуни класифікують і за способом займання робочої паливно-повітряної суміші. Суміш може займатися:
- від зовнішнього джерела, яким виступає електрична іскра на свічці запалювання;
- від стиснення, де суміш запалюється від високих температур під час сильного стиснення повітря і палива в циліндрі (наприклад, дизельний ДВС);
- агрегати з форкамерно-факельним запалюванням. У таких форкамерних моторах є дві камери згоряння. У першій (малої) камері суміш запалюється від іскри, потім подальше займання основного заряду в основний (великий) камері відбувається завдяки поширенню фронту полум’я з малої камери.
- двигуни, які працюють за принципом первинної подачі невеликої кількості рідкого палива (самозаймається від стиснення), в результаті чого вдається підпалити і основний заряд, який складається з газового палива (газодизельний двигун).
Додамо, що також поршневі двигуни поділяються за способом здійснення робочого циклу. Мотори бувають 2-х і 4-х тактних. Силові агрегати можуть бути атмосферними (впуск повітря відбувається завдяки розрідженню в циліндрах) і з наддувом, коли повітря нагнітається примусово під тиском.
Що стосується наддуву, двигуни бувають компресорними і турбованим, а також можуть відразу мати обидва рішення. Мотори з турбокомпресором отримують газову турбіну, яка працює завдяки впливу відпрацьованих газів.
Агрегати з механічним компресором конструктивно оснащені пристроєм, який приводиться в дію від двигуна, забираючи у нього частину енергії. Комбінований тип передбачає, що двигун має і турбокомпресор, і механічний нагнітач.
Ще слід згадати відмінності за способом регулювання подачі палива в циліндри при зміні навантаження. Існують двигуни з регулюванням суміші по:
- якості;
- кількості;
- змішаного типу;
У першому випадку мова йде про зміну складу суміші з урахуванням навантажень і режимів роботи ДВС. У другому випадку склад не змінюється, при цьому подається тільки більшу або меншу кількість. У двигунах зі змішаним регулюванням змінюється як склад суміші, так і кількість, що залежить від навантажень на агрегат.
Також потрібно згадати і відмінності моторів за способом охолодження. Двигуни бувають з рідинним охолодженням, повітряним охолодженням і комбінованим охолодженням. Ще на окрему увагу заслуговує і система мастила. Наприклад, в двотактних моторах мастило згорає прямо в циліндрах, тоді як в чотиритактних двигунах масло практично не потрапляє в камеру згоряння.
Наостанок зазначимо, що класифікація автомобільних двигунів зачіпає поршневі ДВС (бензинові, дизельні і газові), карбюраторні і інжекторні, з зовнішнім сумішоутворенням або прямим уприскуванням палива, з займанням від іскри або із запалюванням від стиснення.
Також на деяких авто можна зустріти газотурбінні, форкамерно або роторно-поршневі двигуни, однак сьогодні такі агрегати не можна назвати масовими стосовно автоіндустрії.
Основні конструктивні відмінності ДВС
Якщо говорити про головні відмінності в конструкції поршневих двигунів, різні силові агрегати діляться на рядні горизонтальні і вертикальні по розташуванню циліндрів. Також двигуни бувають V-подібними, оппозітнимі і т.д.
Ще агрегати бувають однопоршневими двигунами, коли в одному циліндрі є один поршень і робоча порожнину. При цьому також зустрічаються ДВС, в яких поршні рухаються протилежно в одному циліндрі, а робоча порожнину знаходиться між двома поршнями. Також бувають мотори подвійної дії, в яких по обидва боки від поршня є робочі порожнини.
Окремо варто згадати і роторно-поршневі двигуни (двигун Ванкеля), які також мають різну конструкцію. Найбільш поширеним варіантом є такий, де ротор, який і є поршнем, рухається (планетарний рух) в корпусі. Під час такого руху між ротором і стінками корпусу двигуна утворюються камери згоряння з перемінним робочим об’ємом.Рекомендуємо також прочитати окрему статтю про те, які бувають види і типи двигунів внутрішнього згоряння. З цієї статті ви дізнаєтеся про різні різновиди існуючих ДВС, а також їх відмінностях.
При цьому існують варіанти роторного двигуна, де поршень-ротор НЕ рухається, а планетарний рух робить корпус ДВС. Ще одним різновидом можна вважати агрегати, в яких рухається як корпус, так і сам ротор.
Що в підсумку
Отже, вище були розглянуті призначення і класифікація двигунів внутрішнього згоряння. При цьому дана інформація наочно демонструє найширшу сферу застосування поршневих ДВС.
Як видно, двигуни можуть мати різну конструкцію, використовують різні види палива, а також мають різні системи змащення, подачі палива, охолодження і запалювання.Рекомендуємо також прочитати статтю про те, як влаштований і працює двигун внутрішнього згоряння. З цієї статті ви дізнаєтеся про принципи роботи і схемою пристрою теплових двигунів даного типу.
З урахуванням тих чи інших особливостей конкретного типу ДВС такі агрегати використовуються як на транспортних засобах, так і в якості генераторів, пристроїв приводу всіляких агрегатів і механізмів.
