Двигатели внутреннего сгорания

Двигатели внутреннего сгорания — это двигатели, в которых топливо сжигается внутри рабочего цилиндра и часть выделившегося тепла преобразуется в механическую работу.

Двигатели внутреннего сгорания, применяемые на сельскохозяйственных машинах, по роду сжигаемого топлива делятся на:

• двигатели, работающие на легком жидком топливе, — бензиновые двигатели
• двигатели, работающие на тяжелом жидком топливе (дизельном), — дизели
• двигатели, работающие на газообразном топливе, — газовые двигатели

По способу заполнения цилиндров свежим зарядом двигатели бывают четырехтактные и двухтактные; без наддува и с наддувом. Наддув используют для увеличения количества свежего заряда горючей смеси, поступающей в цилиндры, за счет повышения давления при впуске. Применение наддува позволяет повысить мощность двигателя на 20…45%, а также снизить токсичность и дымность отработавших газов благодаря более полному сгоранию топлива. Наддув осуществляют при помощи турбокомпрессора.

В четырехтактных двигателях рабочий процесс происходит за четыре такта (четыре хода поршня), т. е. за два оборота коленчатого вала: наполнение цилиндра свежим зарядом, сжатие, рабочий ход и выталкивание (выпуск) отработавших газов.

В двухтактных двигателях рабочий процесс осуществляется за два такта, т. е. за один оборот коленчатого вала. Двухтактные двигатели ввиду высокой Термической напряженности расходуют топлива на 15…20% больше, а надежность их работы ниже, чем у четырехтактных. Поэтому они не нашли широкого применения в сельском хозяйстве, их используют только в виде пусковых устройств на основных двигателях.

В быстроходных двигателях применяют жидкое и газообразное топливо. К жидкому топливу относятся бензин и дизельное топливо, к газообразному — сжиженные газы: пропан и бутан. Одно из основных требований, предъявляемых к бензину, — скорость сгорания бензино-воздушной смеси. Она не должна превышать определенной величины. Если сгорание протекает с очень большой скоростью, то двигатель перегревается, появляются ненормальные, так называемые детонационные, стуки в цилиндрах, увеличивается износ двигателя.

Бензин, полученный из нефти разных месторождений, имеет разную склонность к детонации. Для оценки по этому показателю бензин испытывают на детонационную стойкость. Единицей измерения служит октановое число. Бензин, применяемый на отечественных автомобильных двигателях, имеет октановое число в пределах 72…89. Чем выше октановое число, тем лучше качество бензина и тем для более высокого класса двигателей его применяют. Каждый двигатель рассчитан для работы на бензине определенного сорта. Марка рекомендуемого бензина для двигателя приведена в его технической характеристике. Применение бензина другого сорта, отличного от рекомендуемого, не допускается, так как это приводит к нарушению нормальной работы двигателя.

В зависимости от климатических условий работы дизелей для них применяют три вида топлива: арктическое, зимнее и летнее, различающиеся температурой застывания, вязкостью, температурой выкипания и другими показателями.

Качество дизельного топлива оценивается цетановым числом (ЦЧ), содержанием в топливе серы, механических примесей, воды и другими показателями.

Цетановое число характеризует одно из основных свойств дизельного топлива — его воспламеняемость. Чем меньше интервал времени от момента поступления топлива в цилиндр дизеля до его воспламенения, тем выше цетановое число. Оно в зависимости от качества топлива изменяется в пределах 45…50. Чем больше цетановое число, тем лучше качество топлива.

Содержание серы в топливе допускается в пределах 0,2…0,5%. Чем меньше содержание серы, тем меньше износ двигателей, возникающий под влиянием образующихся в процессе сгорания химически агрессивных веществ.

Содержание механических примесей и воды в дизельном топливе не допускается, так как они вызывают повышенный износ прецизионных деталей топливной аппаратуры.