Большая энциклопедия техники - Коллектив авторов

В качестве датчика частоты вращения коленчатого вала используется прерыватель-распределитель системы зажигания. Блок управления соединяется проводом с выводом карбюратора добавочного резистора. Электрические импульсы поступают в блок управления с частотой, кратной частоте вращения коленчатого вала. Система работает следующим образом. В блок управления постоянно поступают сигналы от датчика температуры охлаждающей жидкости и датчика частоты вращения коленчатого вала. При работе двигателя блок управления срабатывает в режиме принудительного холостого хода (торможение двигателя, когда педаль управления дроссельными заслонками отпущена и дроссельные заслонки карбюратора полностью закрыты, температура охлаждающей жидкости более 600 °C, а частота вращения коленчатого вала более 1000 мин-1). При этих условиях блок управления включает электромагнитные клапаны, которые закрывают каналы системы холостого хода. При уменьшении частоты вращения коленчатого вала до минимальной или при увеличении частоты вращения после нажатия на педаль управления дроссельными заслонками блок управления включает электромагнитные клапаны, и двигатель начинает работать в нормальном режиме.

Количество и качество горючей смеси (а следовательно, мощность и число оборотов двигателя) регулируются дроссельной заслонкой и рядом специальных приспособлений, которые предусматриваются в сложных многожиклерных карбюраторах.

Карбюраторный двигатель

Карбюраторный двигатель – двигатель внутреннего сгорания, в котором приготовление горючей смеси осуществляется карбюратором.

Наибольшее применение находит четырехтактный карбюраторный двигатель, который используется в машиностроении. В четырехтактном карбюраторном двигателе различают:

  1) такт впуска, во время которого происходит первый полуоборот коленчатого вала, перемещение поршня из крайнего верхнего положения в крайнее нижнее положение, поступление горючей смеси в цилиндр, при этом впускной клапан находится в открытом состоянии, а выпускной – в закрытом;

  2) такт сжатия, во время которого происходит второй полуоборот коленчатого вала, перемещение поршня из крайнего нижнего положения в крайнее верхнее положение, рабочая смесь воспламеняется и сгорает, при этом впускной и выпускной клапаны находятся в закрытом состоянии;

  3) такт расширения, во время которого происходит перемещение поршня из крайнего верхнего положения в крайнее нижнее положение, третий полуоборот коленчатого вала, при этом имеет место открытие выпускного клапана;

  4) такт выпуска, во время которого происходит четвертый полуоборот коленчатого вала, перемещение поршня из крайнего нижнего положения в крайнее верхнее положение, при этом выпускной клапан находится в открытом состоянии.

Имеют место также двухтактные карбюраторные двигатели. В двухтактных карбюраторных двигателях различают:

  1) такт сжатия, во время которого происходит перемещение поршня из крайнего нижнего положения в крайнее верхнее положение, горючая смесь из карбюратора поступает в кривошипную камеру;

  2) такт рабочего хода, во время которого происходит воспламенение рабочей смеси, поршень перемещается из крайнего верхнего положения в крайнее нижнее положение, горючая смесь заполняет цилиндр, осуществляется продувка цилиндра от отработавших газов.

В настоящее время карбюраторные двигатели внутреннего сгорания находят широкое применение. Их устанавливают на катера, моторные лодки, автомобили, мотоциклы.

Компрессор

Компрессор – машина, предназначенная для сжатия, перемещения и подачи воздуха или другого газа под давлением.

Основы теории центробежных машин были заложены Л. Эйлером, теория осевых компрессоров и вентиляторов создавалась благодаря трудам Н. Е. Жуковского, С. А. Чаплыгина и других ученых.

По назначению компрессоры подразделяются на воздушные и газовые (кислородные) машины. Наибольшее распространение получили воздушные компрессоры, или компрессоры общего назначения. Эти машины вырабатывают сжатый воздух давлением до 5,0 МПа, который широко применяется в промышленности. Например, в металлургии сжатый воздух используется в качестве дутья для доменных и мартеновских печей, вагранок, нагревательных и термических печей, в энергетике – для нагнетания в топки котлов и камеры сгорания.

Сжатый воздух как энергоноситель используется для привода различных пневмомеханизмов, молотов, трамбовок, вибраторов, обрубных молотов, патронов для зажима деталей в станках, пневмоподъемников.

Воздух широко используется для транспортировки сыпучих сред, для перемешивания материалов, для сепарации пыли и для многих других процессов.

Развитие сети газопроводов природного газа и увеличение их протяженности способствовали развитию газовых компрессоров на высокие давления – до 40 МПа и выше. Для доставки природного газа в пункт потребления через каждые 100—150 км газопроводов необходимо устанавливать компрессорные станции, перекачивающие до нескольких миллионов кубометров газа в сутки.

Особую группу составляют кислородные компрессоры, которые имеют специальную смазку рабочих органов, особую конструкцию уплотнений для предотвращения утечки кислорода и другие особенности.

По принципу действия и основным конструктивным особенностям различают компрессоры поршневые, ротационные, центробежные, осевые, струйные и турбокомпрессоры.

Поршневой компрессор в основном состоит из рабочего цилиндра и поршня; имеет всасывающий и нагнетательный клапаны, расположенные обычно в крышке цилиндра. Для сообщения поршню возвратно-поступательного движения в большинстве поршневых компрессоров имеется кривошипно-шатунный механизм с коленчатым валом. Поршневые компрессоры бывают одно– и многоцилиндровые, с вертикальным, горизонтальным, V– или W-образным и иным расположением цилиндров, одинарного и двойного действия (когда поршень работает обеими сторонами), а также одноступенчатого или многоступенчатого сжатия. Работа одноступенчатого воздушного поршневого компрессора заключается в следующем. При вращении коленчатого вала соединенный с ним шатун сообщает поршню возвратные движения. В это время в рабочем цилиндре из-за увеличения объема, заключенного между днищем поршня и крышкой цилиндра, возникает разрежение, и атмосферный воздух, преодолев своим давлением сопротивление пружины, удерживающей всасывающий клапан, открывает его и через воздухозаборник (с фильтром) поступает в рабочий цилиндр.

При обратном ходе поршня воздух будет сжиматься, а затем, когда его давление станет больше давления в нагнетательном патрубке на величину, способную преодолеть сопротивление пружины, прижимающей к седлу нагнетательный клапан, воздух открывает последний и поступает в трубопровод. При сжатии газа в компрессоре его температура значительно повышается.

Для предотвращения самовозгорания смазки компрессор оборудуется водяным или воздушным охлаждением.

При этом процесс сжатия воздуха будет приближаться к изотермическому (с постоянной температурой), который является теоретически более выгодным (см. «Термодинамика»). Характерная особенность этих машин – периодичность рабочего процесса.

Ротационные компрессоры имеют один или несколько роторов, которые бывают различных конструкций. Значительное распространение получили ротационные пластинчатые компрессоры. Они имеют роторы с пазами, в которые свободно входят пластины. В цилиндре корпуса ротор расположен эксцентрично. При его вращении по часовой стрелке пространства, ограниченные пластинами, а также поверхностями ротора и цилиндра корпуса, в левой части компрессора будут возрастать, что обеспечит всасывание газа через отверстие. В правой части компрессора объемы этих пространств уменьшаются, находящийся в них газ сжимается и затем подается из компрессора в холодильник или непосредственно в нагнетательный трубопровод. Корпус ротационного компрессора охлаждается водой, для подвода и отвода которой предусмотрены трубы. Двухступенчатые пластинчатые ротационные компрессоры с промежуточным охлаждением газа обеспечивают давление до 1,5 Мн/м2. Степень повышения давления в одной ступени пластинчатого ротационного компрессора обычно бывает от 3 до 6 Мн/м2.

Принципы действия ротационного и поршневого компрессора в основном аналогичны. Отличаются они лишь тем, что в поршневом все процессы происходят в одном и том же месте (рабочем цилиндре), но в разное время (из-за чего и потребовалось предусмотреть клапаны). В ротационном компрессоре всасывание и нагнетание осуществляются одновременно, но в различных местах, разделенных пластинами ротора. Известны другие конструкции ротационных компрессоров, в том числе винтовые, с двумя роторами в виде винтов. Для удаления воздуха с целью создания разрежения в каком-либо пространстве применяют роторные водокольцевые вакуум-насосы. Регулирование производительности ротационных компрессоров осуществляется обычно изменением частоты вращения их ротора.