Паровые турбины. Газотурбинные установки. Двигатели внутреннего сгорания, страница 37

где V_h – рабочий объем цилиндра; D – диаметр цилиндра; S – ход поршня.

Полным объемом цилиндра является сумма его рабочего объема и объема камеры сгорания:

                                                          .                   (3.6)

Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия называется степенью сжатия и определяется по формуле:

                                               .         (3.7)

Для современных дизелей величина степени сжатия принимается в пределах 12 – 20, а для бензиновых двигателей – 6 – 9.

В тех случаях, когда требуются компактные мобильные силовые установки малой передней мощности, используют ДВС, у которых наибольший КПД среди других тепловых двигателей, в том числе и паровых турбин. Малая масса, высокая экономичность, быстрый пуск, небольшие габаритные размеры – преимущества ДВС.

Однако паровые турбины позволяют получать значительно большую мощность в одном агрегате и могут использовать любое топливо. Паровые турбины используются в качестве первичных двигателей во всех атомных электростанциях, а также в большинстве ТЭЦ, работающих на твердом топливе.

Таким образом, основные преимущества ДВС по сравнению с ПТУ:

 – отсутствие котельной и конденсационной установок;

 – быстрый запуск;

 – малые габариты и меньший вес;

недостатки:

 – необходимость использования высококачественного топлива;

 – трудность создания ДВС большой мощности.

3.3. Классификация ДВС и их маркировка

Двигатели внутреннего сгорания можно классифицировать по следующим основным признакам:

по роду рабочего цикла – с подводом теплоты к рабочему телу при постоянном объеме, с подводом теплоты при постоянном давлении газов и со смешанным подводом теплоты, т. е. вначале при постоянном объеме, а потом при постоянном давлении газов;

по способу осуществления рабочего цикла – четырехтактные, у которых цикл совершается за четыре последовательных хода поршня (за два оборота коленчатого вала), и двухтактные, у которых цикл осуществляется за два последовательных хода поршня (за один оборот коленчатого вала);

по способу воздухоснабжения – с наддувом и без наддува. В четырехтактных ДВС без наддува цилиндр наполняется свежим зарядом (воздухом или горючей смесью) всасывающим ходом поршня, а в двухтактных ДВС – продувочным компрессором с механическим приводом от двигателя. Во всех ДВС с наддувом наполнение цилиндра осуществляется специальным компрессором. Двигатели с наддувом нередко называют комбинированными, так как помимо поршневого двигателя они имеют и компрессор, подающий воздух в двигатель при повышенном давлении;

по способу, воспламенения топлива – с воспламенением от сжатия (дизели) и с искровым зажиганием (карбюраторные и газовые);

по роду применяемого топлива – жидкого топлива и газовые. К ДВС жидкого топлива относятся и многотопливные двигатели, которые без конструктивных изменений могут работать на различных топливах. К газовым ДВС относятся и двигатели с воспламенением от сжатия, в которых  основное топливо газообразное, а жидкое топливо в небольшом количестве используется как запальное, т. е. для воспламенения;

по способу смесеобразования – с внутренним смесеобразованием, когда топливовоздушная смесь образуется внутри цилиндра (дизели), и с внешним смесеобразованием, когда эта смесь приготовляется до ее подачи в рабочий цилиндр (карбюраторные и газовые двигатели с искровым зажиганием). Основные способы внутреннего смесеобразования – объемное, объемно-пленочное и пленочное;

по типу камеры сгорания (КС) – с неразделенными однополостными КС, с полуразделенными КС (КС в поршне) и разделенными КС (предкамерные, вихрекамерные и воздушно–камерные КС);

по частоте вращения коленчатого вала n – малооборотные (МОД) с n до 240 мин^–1, среднеоборотные (СОД) с 240 < n ≤ 750 мин^–1, повышенной оборотности (ПОД) с 750 < n ≤ 1500 мин^–1 и высокооборотные (ВОД) с
n > 1500 мин^–1;

по назначению – главные, предназначенные для привода судовых движителей (гребных винтов), и вспомогательные, приводящие в движение электрические генераторы судовых электростанций или судовые механизмы;