Reja: 1 ichki yonuv dvigateli

ICHKI YONUV DVIGATELLARI VA FIK .KOMPRESERLAR
REJA:
1 ICHKI YONUV DVIGATELI
2 ICHKI YONUV DVIGATELI FIK
3 KOMPRESSERLAR

Ichki yonish dvigateli - yonilgʻining kimyoviy energiyasini mexanik ishga aylantirib beradigan porshenli issiqlik dvigateli. Gaz bilan ishlaydigan birinchi yarokli Ichki yonish dvigatelini fransuz mexanigi E. Lenuar (1860) loyihalagan; 1876 yilda nemis kashfiyotchisi N. Otto ancha mukammal 4 taktli Ichki yonish dvigateli yasagan. Rossiyada 1880-yillarda O. S. Kostovich benzin bilan ishlaydigan karbyuratorli dvigatel yasadi. R. Dizel 1897 yilda yonilgʻini siqilgan havo alan-galatadigan Ichki yonish dvigateli (dizel)nn taklif qildi. AKD1 da Ichki yonish dvigateli oʻrnatilgan birinchi traktor 1901 yilda ishlab chiqildi; aka uka O. va U. Raitlar Ichki yonish dvigateli oʻrna-tilgan dastlabki samolyotni yasashdi; bunday samolyotlar 1903 yilda ucha boshladi. Shu yili rus muxandislari Ichki yonish dvigatelini "Vandal" kemasiga oʻrnatishib, birinchi teploxodni yaratishdi. 1924 yilda Rossiyada Ya. M. Gakkel loyihasi boʻyicha birinchi teplovoz qurildi. 1957 yilda rotorporshenli Vankel dvigateli yaratildi. Hozirgi paytda Ichki yonish dvigateli avtomobillar, qishloq xoʻjaligi va yoʻl qurilishi ma-shinalarida, oʻziyurar harbiy texnikada, mototsikllar va b.da keng ishlatilmoqda.

Yonilgʻi turiga qarab, Ichki yonish dvigateli suyuq va gazmison yonilgʻida ishlaydigan, silindrning yangi yonuvchi aralashma bilan toʻlish usuliga koʻra, 4 taktli va 2 taktli, yonilgʻi va havodan yonuvchi aralashma tayyorlash usuliga karab, aralashma silindrdan tashqarida va silindr ichida tayyorlanadigan xillarga bulinadi.
Yonuvchi aralashma silindrdan tashqarida, yaʼni karbyuratorda tayyorlanadigan Ichki yonish dvigateli karbyuratorli dvigatel, silindr ichida tayyorlanadigani dizel deb ataladi. Karbyuratorli Ichki yonish dvigatelida ish aralashmasi sham (svecha) elektrodlari orasida hosil boʻladigan elektr uchquni bilan, dizellarda esa silindrda siqib qizdirilgan havoga yonilgʻi purkash yoʻli bilan oʻt oldiriladi.
Ichki yonish dvigateli 1, 2, 4, 6 va h. k. silindrli boʻladi. Bir silindrli, 4 taktli, karbyuratori Ichki yonish dvigateli quyidagicha ishlaydi (rasm): kirititish taktida (A) havo tozalagich / orqali havo oʻtib, karbyurator 2 da u yonilgʻiga aralashadi va yonuvchi aralashma hosil qiladi; bu aralashma kiritish klapani 3 orqali silindr 6 ga kiradi, qisish takti (£)da yonuvchi aralashma 0,8—2 Mpa gacha siqiladi, 200—400 gacha qiziydi. Porshen 10 yuqori chekka nuqta (yu.ch.n.)ga 20—40° (tirsakli valning aylanish burchagi) yetmasdan aralashma sham 4 dan oʻt oladi. Porshen yu.ch.n.ga yetgach, aralashma tekis yona boshlaydi. Gazlar bosimi 3—6 Mpa ga, temperaturasi esa 2200° gacha yetadi. Kengayish (ish) takdi (V)da porshen gaz bosimi taʼsirida pastga harakatlanib, shatun 7 vositasida tirsakli val 8 ni aylantiradi. Gaz bosimi 0,3—0,4 MPa, temperaturasi esa 900—1200° gacha pasayadi. Chiqarish takti (G) da chiqarish klapani 5 porshen pastki chekka nuqta (p.ch.n.)ga 30—60° yetmasdan ochila boshlab, yu.ch.n.dan 10—28° oʻtgandan keyin yopiladi. Demak, Ichki yonish dvigatelining bir ish siklida tirsakli val ikki marta aylanadi, shundan yarim aylanish gazlarning porshenga taʼsiri hisobiga, qolgan bir yarim aylanish zalvar massa (maxovik) 9 ning inersiya kuchi hisobiga yuz beradi. Silindrlar soni qancha koʻp boʻlsa, Ichki yonish dvigateli shuncha tekis ishlaydi, tirsakli val ham shuncha ravon aylanadi. Toʻrt taktli dvigatelda ish sikli porshenning toʻrt yoʻli (takti)da, ikki taktli dvigateley esa ikki yoʻlida bajaradi.
Karbyuratorli Ichki yonish dvigatelining ish sikli paytida val katta (3000—7000 ayl/ min) tezlikda aylanishi mumkin, poyga avtomobillari va mototsikllarida val 15000 ayl/min va bundan ham tez aylanadi. Toʻrt taktli karbyuratorli Ichki yonish dvigateli 600 kVt (800 o.k.). Porshenli aviatsiya dvigatellari 1100 kVt (1500 o.k.) gacha quvvat hosil qiladi.
Ichki yonish dvigatelini takomillashtirishda quvvatini borgan sari oshira borish, avtomobillarda karbyuratorli dvigatellar oʻrniga dizellarni koʻproq qoʻllash, har xil yonilgʻi bilan ishlaydigan dvigatellar yaratish va b. tadbirlarni amalga oshirishga harakat qilinmoqda.
Dvigatellar traktomikimi yoki avtomobillamikimi bundan qat’i nazar yuk tashishda yoki qishloq xo‘jalik ishlarini bajarishda yuqori ish unumini ta’minlashi, shuningdek, ishonchli va xavfsiz ishlashi zarur. Buning uchun ular quyidagi talablarga javob berishi kerak: - avtomobil yoki traktomi harakat tezligidan qat’i nazar, kerakli miqdorda quwatni ishlab chiqarishi, o‘midan siljishi va kerakli tezlikka erishishi uchun kam vaqt sarf qilishi kerak; - dvigatelning qaysi rejimda ishlashidan qat’i nazar, iqtisodiy samaradorligi yuqori bo‘lishi kerak; - ta’mirlash va texnik xizmat ko‘rsatishga qulay bo‘lishi uchun konstruksiyasi sodda bo‘lishi kerak; - dvigatel detallarini tayyorlash texnologiyasini osonlashtirish va og‘irligini kamaytirish hisobiga traktor va avtomobil dvigatelini ishlab chiqarilishi arzon bo‘lishi kerak; - dvigatelning ishonchli ishlashi va ishlash muddatini kamaytirmagan holda solishtirma va 1 litrga to‘g‘ri keluvchi og‘irligi kam boiishi kerak; - dvigatellaming gabarit o‘lchamlari kichik bo‘lishi kerak; - dvigatel muvozanatlashgan va bir tekisda ishlashi kerak; - ishonchli ishlashi va uzoq ishlashi yuqori bo‘lishi kerak. Porshenli dvigatellaming umumiy tuzilishi Dvigatellarda energiyani bir ko‘rinishidan ikkinchi ko‘rinishiga aylantirishda bir necha mexanizm va tizimlar ishtirok etadi. Shu mexanizm va tizimlaming bir-biri bilan uzviy holda, belgilangan me’- yorda ishlashi esa dvigatelning uzoq muddat ishlashini ta’minlaydi. Porshenli ichki yonuv dvigatellari traktorlamikimi, avtomobil yoki yengil avtomobillamikimi, qaysi davlatda ishlab chiqarilganligidan qat’i nazar quyidagi mexanizm va tizimlardan iborat: 1. Krivoship-shatunli mexanizmi (KShM). 2. Gaz taqsimlash mexanizmi (GTM). Krivoship-shatunli mexanizmning vazifasi porshenning bordi keldi, chiziqli harakatini tirsakli valning aylanma harakatiga aylantirib berishdan iborat. Agar bu ta’rifga kengroq qaraydigan 9 bo‘lsak, KSHM kengayish taktida porshenning chiziqli harakatini tirsakli valning aylanma harakatiga aylantirsa, qolgan chiqarish, kiritish va siqish taktlarida esa tirsakli valning aylanma harakatini, porshenning chiziqli harakatiga aylantiradi. Gaz taqsimlash mexanizmining vazifasi silindming ichiga kerakli paytda aralashmani (uchqun yordamida alangalantiriladigan dvigatellarida) yoki havoni (dizel dvigatellarida) o‘z vaqtida kiritish va yonib bo‘lgan gazlami atmosferaga chiqarib yuborishdan iborat. Har bir porshenli dvigatellarda, yuqorida aytilganidek, yuqorida sanab o‘tilgan mexanizmlar mavjud. Faqat har xil dvigatellarda ba’zi qismlaming xilida va detallaming o‘lchamlarida farq bo‘lishi mumkin. Ba’zi manbalarda uchinchi mexanizm, ya’ni dekompressiya mexanizmi ham tilga olinadi. Bu mexanizmning vazifasi sovuq sharoitlarda dvigatellami yurgizish oson bo‘lishi uchun silindrlaridagi ba’zi klapanlami ochiq holda turishini ta’minlab, tirsakli valni yengilroq aylanishiga imkoniyat yaratadi. Dvigatel yurib ketishi bilan dekompressiya mexanizmi uzib qo‘yiladi va klapanlar awalgidek ishlay boshlaydi. Bu mexanizm asosan dizel dvigatellarida qo‘llanilib, unga yurgizib yuborish vositasi sifatida qarash mumkin. Mexanizmlardan tashqari bir qator tizimlar mavjud bo‘lib, ularsiz dvigatellami bir me’yorda ishonchli ishlashini tasawur qilish qiyin. Dizel va uchqun bilan alangalantiriladigan dvigatellar uchun umumiy bo‘lgan tizimlar quyidagilar: 1. Sovitish tizimi - harakat paytida qizigan detal yoki qismlami sovitadi. 2. Moylash tizimi - ishqalanib ishlovchi yuzalami moylaydi va qisman ulami sovitadi. 3. Ta’minlash tizimi - dvigatelni yuklanishiga mos ravishda yoqilgi va havo bilan ta’minlaydi. 4. Yurgizib yuborish tizimi - tinch turgan dvigatelni yurgizib yuborish uchun xizmat qiladi. Uchqun bilan alangalatadigan dvigatelda o‘t oldirish tizimi ham mavjud. Uning vazifasi silindming ichidagi aralashmani ishonchli va belgilangan vaqtda yondirib yuborishdir.
Krivoship radiusi deb, tirsakli valning o‘zak bo‘yni markazidan shatun bo‘yni markazigacha bo‘lgan masofaga aytiladi. Shatun uzunligi deb, tirsakli valning shatun bo‘yni markazidan shatunning yuqori kallagining markazigacha bo‘lgan masofaga aytiladi. 11 Porshenning yuqori chekki nuqtasidan pastki chekki nuqtasigacha (yoki aksincha) bosib o‘tgan masofasiga porshen yo‘li deyiladi va S harfi bilan belgilanadi. r-krivoship radiusi, mm; lsh-shatun uzunligi, mm; (p-tirsakli valning og'ish burchagi; fj-shatun о ‘qini silindr о ‘qidan og ‘ishi; D-porshen diametri, mm; S-porshen yo ‘li, mm; S(/)-krivoshipni
(sin (p +—sin 2ф) 2 bu yerda: ш - tirsakli valning burchak tezligi. Porshenning o‘rtacha tezligi esa quyidagiga teng. yoki ^ S -nH . c «=~55“ * m/s dm /s Porshenni ikki chekka nuqtalar orasidagi harakati takt deyilib, u ishchi siklning bir qismi hisoblanadi. Taktlar quyidagilar: ❖ kiritish takti - porshen YUCHN dan PCHN ga harakat qiladi; ❖ siqish takti - porshen PCHN dan YUCHN ga harakat qiladi; ❖ kengayish takti - porshen YUCHN dan PCHN ga harakat qiladi; ❖ chiqarish takti - porshen PCHN dan YUCHN ga harakat qiladi. Porshen yuqori chekka nuqtada turganda, uning tubi bilan silindrlar kallagining ichki yuzasi orasida ma’lum hajm mavjud boiadi. Shu hajm yonish kamerasi deb atalib, Vc bilan belgilanadi. Porshen yuqori chekka nuqtadan pastki chekka nuqtaga harakat qilganda bo‘shatayotgan hajmni ishchi hajm deb ataymiz va uni Vh bilan belgilaymiz. Bu hajm litrda yoki sm3 da oichanib quyidagicha aniqlanadi: bu yerda: D - silindming diametri, sm. S - porshen yo‘li, sm. 13 Dvigatel ko‘p silindrli bo‘lsa, har bir ishchi hajmlarining yig‘indisini dvigatelning litraji deb ataymiz va u ham litrlarda o‘lchanadi. Belgisi Vi. Ishchi hajmlaming yig‘indisi, ya’ni dvigatelning litraji quyidagicha aniqlanadi. Vi= i*Vh, 1 bu yerda: i - silindrlar soni. Porshen pastki chekka nuqtada turganda, yuqorisida ikkita hajm mavjud bo‘ladi, ya’ni yonish kamerasining hajmi Vc va ishchi hajm V h . Ikkala hajmlaming yig‘indisi silindming to‘la hajmini tashkil1 etadi. V a = V h + V c 5 bu yerda: Va- silindming to‘la hajmi, 1 yoki sm3. Silindming to‘la hajmini yonish kamerasining hajmiga nisbati siqish darajasini beradi va в bilan belgilanadi. Siqish darajasi silindr ichiga kirgan havo yoki aralashmani porshen PCHN dan YUCHN ga harakatida necha barobarga siqilishini ko‘rsatadi. Bu ko‘rsatkich uchqun bilan alangalantiriladigan dvigatellarda 6 ... 1 0 gacha, dizel dvigatellarda 16...22 gacha o‘zgaradi. Dvigatelning ishchi sikli deb, har bir silindrlaming ichida jarayonlaming (kiritish, siqish, yonish, kengayish, chiqarish) davriy ravishda ketma-ket takrorlanishiga aytiladi. 1.5. Dvigatelning ko‘rsatkichlari Dvigatelning ishlashini xarakterlovchi ko‘rsatkichlar mavjud. Shu ko‘rsatkichlar bo‘yicha dvigatellami qaysi traktor yoki avtomobilga o‘matilishini, qanday ishlami bajarishga mo‘ljallanishini, qishloq xo‘jalik mashinalari bilan agregatlanishi yoki yuklami 14 tashishga mo‘ljallangan avtomobillarga o‘matilishi bo‘yicha xulosalar qilishga yordam beradi. Odatda bu ko‘rsatkichlar dvigatellaming texnik tavsifnomalariga yozib qo‘yilgan bo‘ladi. Chunki ular dvigatellaming ishlab chiqarilish sifatini belgilaydi. Ko‘rsatkichlar quyidagilar: 1. Aylantiruvchi moment. Bu moment tirsakli valning krivoshipiga ta’sir etayotgan kuchni krivoship radiusiga ko‘paytirilishi bilan aniqlanib, odatda, N.m larda o‘lchanadi. 2. Quvvat. Bu quw at vaqt birligi ichida bajarilgan ish bilan o‘lchanib, kiloVattlarda o‘lchanadi, ya’ni kVt. Dvigatelning indikator quwati. Yongan aralashmani kengayishi oqibatida silindming ichida birlik vaqtda ma’lum ish bajariladi. Demak, silindr ichidagi gazlaming yonishidan hosil bo‘layotgan quwatga indikator quvvat deyiladi va u quyidagicha aniqlanadi: N‘ = Pi Vh ^O r У0^ (kVt) 7 bu yerda: Р-,- o‘rtacha indikator bosim, kG/sm2; V h - silindming ishchi hajmi, 1; n - tirsakli valning aylanishlar soni, ayl/min; i - silindrlar soni; x - taktlilik koeffitsienti. To‘rt taktli dvigatellar uchun t=4 ga, ikki taktli dvigatellar uchun t = 2 ga teng. Dvigatelning samarali quwati. Bu quvvat dvigatelning tirsakli valida hosil bo‘lib, u orqali foydali ish bajariladi. Bu quvvat quyidagicha aniqlanadi: N e = p e-Vh ^ o.k. yoki (kVt) 8 bu yerda: pe- o‘rtacha samarali bosim, kG/sm2. Odatda samarali quvvat Ne o‘rtacha indikator quvvat N; dan 10...12% ga oz bo‘ladi. Ulaming farqi dvigatellardagi ichki ishqalanishlarga sarflanadi. Yuqoridagi quwatlami olish uchun sarflanadigan yonilg‘i sarfi quyidagicha: 15 1. Yoqilg‘ining indikator solishtirma sarfi, g i g, = 1 0 0 0 • G t/ N i g/kVt-soat 9 2 . Yoqilg‘ining samarali solishtirma sarfi, ge ge = 1 0 0 0 • Gt/Ne g/kVt-soat 10 bu yerda: Gt - yoqilg‘ining soatlik sarfi. Indikator foydali ish koeffitsienti (FIK). Silindming ichiga kiritilgan yonilg‘ini yonishidan hosil bo‘lgan issiqlikni qancha qismi ish bajarishga sarflanishini ko‘rsatadi. ,! & geH n bu yerda: Qi - bajarilgan ishga ekvivalent bo‘lgan issiqlik; Q t - yonilg‘ini yonishidan olingan hisobiy issiqlik; Ni - yonilg‘ini yonishidagi eng past solishtirma issiqlik. Avtomobil va traktor dvigatellarida r\i =0,26...0,35, dizel dvigatellarida ^/=0,38...0,45 atrofida bo‘ladi. Bu ko‘rsatkichlar ishchi siklning mukammal bajarilishini ko‘rsatadi. Samarali foydali ish koeffitsienti (FIK) quyidagicha aniqlanadi: J b lM L 12 N , bu yerda: Gt - bir sekundli yonilg‘i sarfi, kg/s; Ne - samarali quwat, kVt. Samarali FIK deb tirsakli valda foydali Ishga aylangan issiqlikni dvigatelga berilgan umumiy issiqlikka bo‘lgan nisbatiga aytiladi. Samarali FIK karbyuratorli dvigatellarda 0,22...0,25, dizel dvigatellarida 0,26...0,37 atrofida bo‘ladi. Ko‘pincha dvigatellar litr quw at orqali baholanadi. U quyidagicha aniqlanadi: 16 N n = _ P e • П н i • 30r kVt/1 13 Bu kattalik dvigatelning ishchi hajmidan foydalanish darajasini bildiradi. Litr quvvat qancha katta bo‘lsa, dvigatel shuncha yengil va ixcham bo‘ladi. Litr massa dvigatel massasini silindrlar ishchi hajmiga bo‘lgan nisbati bilan belgilanadi. g> G k i-Vh kg/1 14 bu yerda: Gk - dvigatelning konstruktiv massasi. Dvigatelning litr massasi uning konstruksiyasi takomillashganini, yasalish texnologiyasi va materialining sifatini ko‘rsatadi. Dvigatelning solishtirma massasi. Dvigatelning massasini uning nominal quwatiga bo‘lgan nisbatiga aytiladi. g »■ N e kg/kVt 15 Bu kattalik dvigatelni qay darajada takomillashganini bildiradi. Bu dvigatelning turi, tuzilishi va materiallari sifatiga bog‘liq bo‘ladi. Dvigatellaming solishtirma ko‘rsatkichlari 1 .1 -jadval № Dvigatellar Solishtirma porshen quwati, kVt/dm2 Litr quwati, kVt/1 Litr massasi, kg/1 Solishtirma massasi, kg/kVt 1 Karbyuratorli: - yengil avtomobil dvigateli 22...35 16...45 40...85 1,5...5 - yuk avtomobil dvigateli 14...25 13...40 45...100 2...1 Traktor dvigateli 9...12 5...12 70...135 7,0...18 Avtomobil dizel dvigateli 14...20 13...24 60...125 7...17 Traktor dizel dvigateli 10...15 6...11 85...100 10...30