Двигатели внутреннего сгорания: классификация по конфигурации, цилиндрам, роторам и типу (турбовинтовые, турбореактивные). Основы и принципы работы ДВС.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Система классификации двигателей внутреннего сгорания. Конфигурация двигателя описывает фундаментальные принципы работы, по которым классифицируются двигатели внутреннего сгорания. Поршневые двигатели часто классифицируются по расположению цилиндров, клапанов и распределительных валов. Двигатели Ванкеля часто классифицируются по числу роторов. Газотурбинные двигатели часто подразделяются на турбореактивные, турбовентиляторные, турбовинтовые и турбовальные.
Categorization system of internal combustion engines
The engine configuration describes the fundamental operating principles by which internal combustion engines are categorized. Piston engines are often categorized by their cylinder layout, valves and camshafts. Wankel engines are often categorized by the number of rotors present. Gas turbine engines are often categorized into turbojets, turbofans, turboprops and turboshafts.
Выдвижные двигатели
Пистоновые двигатели обычно проектируются с цилиндрами, расположенными в линиях, параллельных коленчатому валу. Двигатель называется рядным (или «inline»), когда цилиндры расположены в одну линию. Если цилиндры расположены в двух или более рядах (например, в V-образных или оппозитных двигателях), каждый ряд цилиндров называется «банком цилиндров». Угол между банками цилиндров называется «углом развала банков». Двигатели с несколькими банками короче рядных двигателей аналогичного размера и часто обладают лучшими характеристиками балансировки, что приводит к снижению вибрации и потенциально более высоким максимальным оборотам. Большинство двигателей с четырьмя или менее цилиндрами используют рядную компоновку, а большинство двигателей с восемью или более цилиндрами – V-образную. Однако существуют различные исключения, такие как рядные восьмицилиндровые двигатели, использовавшиеся в различных автомобилях класса люкс с 1919 по 1954 год, V4 двигатели, применяемые в некоторых лодочных моторах, V-образные и оппозитные двухцилиндровые двигатели, используемые в мотоциклах, и оппозитные четырехцилиндровые двигатели, применяемые в различных автомобилях.
Piston engines are usually designed with the cylinders in lines parallel to the crankshaft. It is called a straight engine (or 'inline engine') when the cylinders are arranged in a single line. Where the cylinders are arranged in two or more lines (such as in V engines or flat engines), each line of cylinders is referred to as a 'cylinder bank'. The angle between cylinder banks is called the 'bank angle'. Engines with multiple banks are shorter than straight engines of the same size, and will often have better engine balance characteristics, resulting in reduced engine vibration and potentially higher maximum engine speeds. Most engines with four or less cylinders use a straight engine layout, and most engines with eight cylinders or more use a V engine layout. However, there are various exceptions to this, such as the straight eight engines used by various luxury cars from 1919 1954, V4 engines used by some marine outboard motors, V twin and flat twin engines used by motorcycles and flat four engines used by various cars.
Другие макеты
Радиальные двигатели имеют цилиндры, расположенные радиально вокруг центрального картера. Роторные двигатели имеют аналогичную конструкцию, за исключением того, что коленчатый вал неподвижен, а цилиндры вращаются вокруг него. (Это отличается от конфигурации двигателя Ванкеля, описанной ниже.) Радиальные и роторные двигатели широко использовались в ранних авиационных двигателях. Двигатели U-образной конфигурации состоят из двух отдельных рядных двигателей (включая отдельные коленчатые валы), соединенных шестернями или цепями. Большинство двигателей U имеют четыре цилиндра (то есть два двухцилиндровых рядных двигателя, объединенных вместе), например, двигатели с квадратным расположением цилиндров и тандемные двухцилиндровые двигатели. Аналогично двигателям U, двигатели H-образной конфигурации состоят из двух отдельных оппозитных двигателей, соединенных шестернями или цепями. Двигатели H производились с количеством цилиндров от 4 до 24. Противопоршневой двигатель похож на оппозитный двигатель в том, что пары поршней расположены коаксиально, но вместо общего коленчатого вала они используют общую камеру сгорания для каждой пары поршней. Конфигурация коленчатого вала варьируется в зависимости от конструкции двигателя. Одна из схем предполагает наличие оппозитного/боксерного двигателя в центре с добавлением дополнительного противопоршня на каждом конце, что дает два поршня на цилиндр с каждой стороны. Двигатель X-образной конфигурации представляет собой, по сути, два V-образных двигателя, соединенных общим коленчатым валом. В большинстве случаев это были существующие двигатели V12, переделанные в конфигурацию X24. В двигателе с кулачковой пластиной (Swashplate) и двигателе K Cycle пары поршней расположены в оппозитной конфигурации, используя общий цилиндр и камеру сгорания. Дельта-двигатель имеет три (или кратное число) цилиндров с противопоршневой конструкцией, расположенных в трех отдельных плоскостях или "банках", так что при взгляде вдоль оси главного вала они образуют форму Δ. Примером такой конструкции является Napier Deltic.
Radial engines have cylinders mounted radially around a central crankcase. Rotary engines have a similar configuration, except that the crankshaft is fixed and the cylinders rotate around it. (This is different from the Wankel engine configuration described below.) Radial and rotary engine designs were widely used in early aircraft engines. U engines consist of two separate straight engines (complete with separate crankshafts) joined by gears or chains. Most U engines have four cylinders (i. e. two straight two engines combined), such as square four engines and tandem twin engines. Similar to U engines, H engines consist of two separate flat engines joined by gears or chains. H engines have been produced with between 4 and 24 cylinders. An opposed piston engine is similar to a flat engine in that pairs of pistons are co axial but rather than sharing a crankshaft, instead share a single combustion chamber per pair of pistons. The crankshaft configuration varies amongst opposed engine designs. One layout has a flat/boxer engine at its center and adds an additional opposed piston to each end so there are two pistons per cylinder on each side. An X engine is essentially two V engines joined by a common crankshaft. A majority of these were existing V 12 engines converted into an X 24 configuration. The Swashplate engine with the K Cycle engine is where pairs of pistons are in an opposed configuration sharing a cylinder and combustion chamber. A Delta engine has three (or its multiple) cylinders having opposing pistons, aligned in three separate planes or 'banks', so that they appear to be in a Δ when viewed along the axis of the main shaft. An example of this type of layout is the Napier Deltic.
Двигатели с роторным приводом
Двигатели Ванкеля (иногда называемые роторными) могут быть классифицированы по количеству роторов. Большинство серийно выпускаемых двигателей Ванкеля имеют два ротора, однако также производились двигатели с одним, тремя и четырьмя роторами. Двигатели Ванкеля также можно классифицировать по типу наддува – атмосферные или с турбонаддувом. Большинство двигателей Ванкеля работают на бензине, но испытывались прототипы, работающие на дизельном топливе и водороде.
Wankel engines (sometimes called 'rotary engines') can be classified based on the number of rotors present. Most production Wankel engines have two rotors, however engines with one, three and four rotors have also been produced. Wankel engines can also be classified based on whether they are naturally aspirated or turbocharged. Most Wankel engines are fueled by petrol, however prototype engines running on diesel and hydrogen have been trialed.