Двигатели внутреннего сгорания

На современном этапе развития техники наиболее перспективными для привода трубопроводостроительных машин остаются тепловые двигатели внутреннего сгорания, работающие на жидком топливе нефтяного происхождения.

Весьма перспективна комбинация электрических и гидравлических двигателей с тепловыми, являющимися первичными двигателями машин и вырабатывающими механическую энергию для привода электрических, гидравлических и пневматических систем. Примером такой комбинации может служить дизель-электрический привод роторных экскаваторов, траншейных земснарядов, дизель-гидравлический привод рабочего оборудования универсальных экскаваторов и трубоукладчиков и т. д.

Двигателями внутреннего сгорания называют такие двигатели, в которых топливо сгорает непосредственно внутри рабочего цилиндра или в камере двигателя.

Двигатели внутреннего сгорания — основной тип силовых установок, применяемых в машинах для строительства магистральных трубопроводов, так как они наилучшим образом обеспечивают работу машины в различных условиях, делая ее независимой от внешнего источника энергии. Двигатели этого типа характеризуются малой удельной массой (отношение массы к мощности), постоянной готовностью к работе, относительно высоким КПД (= 0,2-0,45), незначительным количеством расходуемой воды (только для охлаждения), возможностью регулировки и некоторых пределах частоты вращения коленчатого вала.

К недостаткам двигателей внутреннего сгорания относятся: неспособность к большим перегрузкам (поэтому мощность двигателя подбирается по режиму максимальной нагрузки), невозможность непосредственного реверсирования и пуска под нагрузкой, меньшая долговечность по сравнению с двигателями другого типа. Двигатели внутреннего сгорания требуют применения в силовых передачах сцепных муфт для разобщения двигателей от трансмиссии и коробок передач для изменения крутящего момента, который при различных частотах вращения коленчатого вала изменяется незначительно.

Принцип работы двигателей внутреннего сгорания основан на использовании энергии расширяющихся газообразных продуктов, образующихся при сгорании топлива в рабочем цилиндре или специальной камере сгорания двигателей, и превращении этой энергии в механическую работу.

В зависимости от кинематики различают двигатели с возвратно-поступательным (поршневые) и вращательным движениями первичного рабочего звена (двигатели ротационного типа, например, газотурбинные).

Рассмотрим схемы работы поршневых двигателей внутреннего сгорания как наиболее распространенных.

Горючая смесь, представляющая собой газообразную смесь паров топлива (или горючего газа) с воздухом, поступает в цилиндр, где смешивается с остатками отработанных газов, образуя рабочую смесь.

В зависимости от вида применяемого топлива различают двигатели, работающие на жидком (керосин, бензин, дизельное топливо) и газообразном топливе (генераторном, сжатом или сжиженном газе).

По способу образования горючей смеси и воспламенения рабочей смеси двигатели делятся на следующие типы: