Техника - молодёжи 1953-02, страница 28

дом дешевом топливе, еще и ныне широко применяются в железнодорожном транспорте- Полный перевод железнодорожного транспорта на тепловозную тягу был бы нецелесообразен ввиду необходимости сохранять жидкое топливо для тех отраслей, где оно не может быть заменено твердым. Более рациональной является уже широко развернувшаяся электрификация железных дорог.

Второй недостаток, присущий поршневым двигателям внутреннего сгорания, как и вообще всем поршневым двигателям, — техническая нецелесообразность создания агрегатов большой мощности.

Ведь в -таких ■ двигателях обязательно имеются детали, совершающие возвратно-поступательшкю движение, что неизбежно связано с появлением в {механизме высоких напряжений.

Поэтому мощности современных Двигателей внутреннего сгорания в большинстве случаев не превышают нескольких тысяч лошадиных сил, достигая лишь в опытных конструкциях 50—70 тыс. л. с. Для Крупных же электрических станций нужны агрегаты мощностью 100 и более тысяч киловатт. При таких мощностях паровые двигатели (турбины), работающие на паре высокого давления, оказываются лишь немногим менее экономичными, чем двигатели внутреннего сгорания, а при комбинированном производстве электрической энергии и тепла даже более экономичными. Заменять поэтому на крупных электростанциях паровые турбины, пар для которых производится в котлах, работающих на твердом топливе, двигателями внутреннего сгорания нет оснований.

Теперь можно точно указать те области народного хозяйства, в которых двигатели внутреннего сгорания могут быть наиболее рационально использованы. Это в первую очередь транспорт и те машины-орудия, которые по характеру своей работы должны обладать автономностью, то-есть не быть связанными с посторонними источниками

энергии, и не требовать слишком частых и длительных заправок топливом. К числу подобных машин прежде всего относятся сельскохозяйственные машины. Поэтому большая часть механизмов для полевых сельскохозяйственных работ и приводится в действие двигателями внутреннего сгорания.

Широкое развитие механизации тяжелых и трудоемких работ также в значительной степени основывается на применении двигателей внутреннего сгорания. Так, например, дорожное строительство, происходящее часто вдали от источников энергоснабжения, естественно оснащается механизмами, приводящимися в действие двигателями этого типа. Грандиозные стройки гидроэлектростанций и оросительных систем также располагают огромным парком строительных механизмов, приводимых двигателями внутреннего сгорания.

Директивы XIX съезда партии по пятому пятилетнему плану ставят перед советским двигателестроени-ем огромные и почетные задачи. Развитие всех видов транспорта и механизация производственных

процессов требуют создания новых, еще более экономичных, производительных и легких двигателей. В директивах особо отмечается необходимость увеличения производства тракторов и автомобилей, в частности дизельных большегрузных и газогенераторных. Кроме того, перед советскими двигателе-строителями стоит задача создания новых типов тепловозов, в том числе газогенераторных. Выполнение этой задачи позволит значительно расширить применение двигателей внутреннего сгорания в железнодорожном транспорте.

Каковы же основные технические возможности дальнейшего совершенствования двигателей внутреннего сгорания?

Как известно, мощность двигателя определяется тем, сколько горючей смеси может быть сожжено в цилиндре его в единицу времени. Таким образом, для получения большей мощности двигателя при

том же размере цилиндра необходимо или увеличить «заряд» цилиндра, то-есть количество горючей смеси, заполняющей цилиндр при каждом рабочем цикле, или увеличить число рабочих циклов в единицу времени. Дальнейшее совершенствование двигателей идет в обоих указанных направлениях.

Новые типы двигателей выполняются все более быстроходными. Это увеличивает мощность двигателя, так как за единицу времени в цилиндрах сгорает большее число «порций» горючего. Однако значительному увеличению мощности за счет увеличения числа оборотов препятствует ухудшение заполнения цилиндра горючей смесью — она не успевает заполнить весь рабочий объем.

Увеличение числа рабочих циклов в единицу времени возможно также путем перехода от четырехтактного к двухтактному процессу. Однако до последнего времени теория двухтактного процесса была разработана еще недостаточно хорошо. Советскими учеными сделаны в этой области значительные успехи. Двухтактный процесс, при котором заряд воздуха (или рабочей смеси) вводится под давлением, создаваемым специальным продувочным насосом, является в настоящее время очень перспективным.

Величину порции горючего, сгорающего за один раз, определяет количество воздуха, которое может быть введено в цилиндр. Количество воздуха, участвующего в горении, может быть увеличено при переходе от всасывания к заполнению цилиндра зарядом воздуха, предварительно сжатого в особом насосе — нагнетателе. Этот способ наполнения цилиндра, называемый «наддувом», сначала применялся только для авиационных двигателей, так как на большой высоте, где плотность воздуха меньше, чем на поверхности земли, двигатель «задыхался». В настоящее время наддув получает все большее распространение в двигателях и других типов. Благодаря наддуву мощ-

СУД0В0Й ДВУХТАКТНЫЙ две

На рисунке изображена схема судовой установки двухтактного двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия.

Основным элементом такого двигателя является рабочий цилиндр, в котором производится <жигание жидкого Топлива. Рабочее Пространство цилиндра ограничено Hpышкой цилиндра

(I) и днищем рабьего поршня (2), движущегося во втулке цилиндра (3). Поршень, связанны^ при помощи шатуна (4) с кривошипом коленчатого вала (5), передает движение коленчатому валу двигателя (6), опирающемуся на подшипники (7) фундаментной рамы (8). Коленчатый вал связан с гребным винтом судна (9).

топливо подводится из расходной цистерны (10) топливным насосом низкого давления, прогоняющим топливо через топливный фильтр к уравнительному баку. Отсюда топливные насосы высокого давления

(II) впрыскивают топливо под давлением в 300—400 атмосфер через

Псунки (12) в цилиндр двигателя, ри крайнем нижнем положении поршня л цилиндре двигателя открыты продувочные (13) и выпускные (14) окна. Воздух, подаваемый нагнетателем в воздушный ресивер (15),

26

поступает в цилиндр и вытесняет из него продукты сгорания в выпускной коллектор (16) и далее а атмосферу.

При движении вверх поршень закрывает сначала меньшие по высоте продувочные, а затем и выпускные окна цилиндра. Оставшийся в цилиндре воздух сжимается поршнем до давления 20—40 атмосфер, причем температура его поднимается до 500—600°С. В момент подхода поршня к крайнему верхнему положению топливо попадает в цилиндр двигателя и воспламеняется.

Стремясь расшириться, газы давят на поршень, и он начинает двигаться вниз. При атом поршень открывает выпускные окна цилиндра, и газы выходят в выпускной коллектор. Таким образом, весь рабочий цикл в цилиндре двигателя совершается за два такта, то-есть за один оборот коленчатого вала.

Для охлаждения деталей, подверженных действию высоких температур, двигатель имеет водяную систему охлаждения. Из водяных холодильников, охлаждаемых забортной водой, водяной насос (17) подает холоднук» воду в водяные рубашки цилиндров (18; ив полости крышек цилиндров (19). Охлаждение поршней производится маслом, подаваемым специальным устройством.

Смазка трущихся деталей и механизмов двигателя осуществляется

системой смазки, состоящей из масляной цистерны, насоса (20), фильтров (21) и холодильников (22). Запуск двигателя осуществляется сжатым воздухом, впускаемым в цилиндр через пусковой клапан (24) из баллонов (23).