ІЖҚ және ГШҚ негізгі техникалық сипаттамалары және техникалық талаптар.

Қандайда бір жылулық қозғалтқыштың жұмысы негізгі екі үрдіспен қатар жүреді:

1. жылу бөлінумен жүретін жанармайдың жануының физико-химиялық үрдісі.

2. механикалық жұмысқа айналатын жұмыстық дене күйінің өзгеруінің физикалық үрдісі.

Жұмыстық дене – деп бу қазандығынан алынатын буды немесе қозғалтқышта жанармайдың жануында пайда болатын газды атайды.

Егер жұмыстық дененің энергиясын механикалық жұмысқа айналдыру, цилиндр ішінде қозғалатын піспекке қысым көрсету арқылы жүретін болса, онда мұндай қозғалтқыш піспекті жылулық қозғалтқыш деп аталады.

Егер жұмыстық дененің энергиясын механикалық жұмысқа айналдыру, машинаның жұмыстық дөңгелегінің қалақшаларына әсер ету арқылы жүрсе, онда мұндай қозғалтқыш жылулық шығыр деп аталады.

ІЖҚ‑да жанармайдың химиялық энергиясын пайдалану тәсілдерін қолдану тиімді олып табылады, себебі аралық жұмыстық дене (бу) қолданбауға мүмкіншілік береді.

Дизель дегеніміз бұл сығымдаудың соңында берілетін жанармай, сығымдалған ауаның жоғары температурасы есебінен өздігінен тұтанатын піспекті жылулық қозғалтқышты атайды.

Піспекті жылулық қозғалтқыштарда жылулық энергияны механикалық энергияға айналдыру периодпен (циклдік) қайталанатын үрдістермен бірге жүреді:

a) жану және кеңею, яғни бұл үрдістің уақыт аралығында газ қысымдарының әсері арқылы піспекті қозғалтатын пайдалы жұмыс жасалады.

b) шығару органдары арқылы газды шығару және кіру органдары арқылы жаңа ауа мөлшерін беру жолымен ауа зарядын алмастыру;

c) піспектің жоғарғы кеңістігінің көлемін азайту жолымен ауаны сығымдау.

Қозғалтқыштың цилиндрінде тізбектеліп периодпен қайталанатын үрдістер жиынтығы қозғалтқыштың жұмыстық циклі деп аталады.

Жұмыстық цикл бойына жұмыстық дене күйінің өзгеруі қозғалтқыштың жұмыстық процесс деп аталады. Жұмыстық цикл бойына цилиндр ішіндегі қысымның көлемге байланысты өзгеруі индикаторлық диаграммамен көрсетіледі сур.2.( а – төрт ырғақты, б- екі ырғақты). Қозғалтқыштың иінді білігінің айналым қозғалысы қисық мойынды‑ шатун механизмі (ҚШМ) арқылы піспектің кері‑тура қозғалысымен іске асады. Шатун және қисық мойын өстерінің бағытының сәйкестенуіндегі ҚШМ орны межелі нүкте деп аталады.

Межелі нүктелерге піспектің цилиндрдегі шекті орны сәйкес

(φ = 0⁰ и.б.а. және φ = 180⁰ и.б.а.).

Піспектен иінді білік өсіне дейінгі ең үлкен арақашықтықтағы ҚШМ (φ = 0⁰ и.б.а.) орны жоғарғы (ішкі) межелі нүкте (Ж.м.н.) деп аталады.

Піспектен иінді білік өсіне дейінгі ең кіші арақашықтықтағы ҚШМ (φ = 180⁰ и.б.а.) орны төменгші (ішкі) межелі нүкте (т.м.н.) деп аталады.

Бір шекті нүктеден екінші шекті нүктеге дейінгі піспек қозғалысында іске асатын жұмыстық циклдің бір бөлігі ырғақ деп аталады.

Жұмыстық циклдің іске асуы үшін қажетті піспек жүрісінің санына байланысты піспекті қозғалтқыштар екі түрге бөлінеді:

- төрт ырғақты қозғалтқыштар, мұнда жұмыстық цикл піспектің төрт жүрісінде немесе иінді біліктің екі айналымында іске асады, яғни 720⁰ и.б.а.;

- екі ырғақты қозғалтқыштар, мұнда жұмыстық цикл піспектің төрт жүрісінде немесе иінді біліктің екі айналымында іске асады, яғни 360⁰ и.б.а.;

Ж.м.н. және т.м.н. аралығындағы арақашықтық піспек жүрісі-S деп аталады.

Межелі нүктелер аралығында піспектің қозғалысында цилиндрдің піспек бетіндегі ішкі көлемі өзгереді. Бұған келесі көлемдер сәйкес болып табылады:

- Ж.м.н.‑де піспектің орналасуындағы цилиндрдің піспек бетіндегі ішкі көлемі жану камерасының көлемі-V_C деп аталады.

- Ж.м.н. және т.м.н. аралығындағы цилиндрдің піспек бетіндегі ішкі көлемі цилиндрдің жұмыстық көлемі- V_h деп аталады.

V_h =

мұнда: D- цилиндр диаметрі.

-_. Т.м.н.‑де піспектің орналасуындағы цилиндрдің піспек бетіндегі ішкі көлемі цилиндрдің толық көлемі - V_a деп аталады.

V_a = V_C + V_h

Цилиндрдің толық көлемінің - V_a сығымдау камерасының көлеміне қатынасы -V_C геометриялық сығымдау дәрежесі деп аталады:

Кіру органдарының жабылуына сәйкес келетін піспек бетінің көлемінің сығымдау камерасының көлеміне қатынасы - шынайы сығымдау дәрежесі - деп аталады:

;

мұнда: ψ- піспек жүрісінің жоғалтқан үлесі.

Сығымдау дәрежесінің шамасына жанармайдың жану жылуын пайдалану дәрежесі және қозғалтқыштың басқа көрсеткіштері тәуелді.

Төрт ырғақты қозғалтқыштың жұыстық циклі (2,а сур. қара.).

Төрт ырғақты қозғалтқыштың жұыстық циклі иінді біліктің екі айналымында іске асады, яғни 720⁰ и.б.а., мұнда піспек төрт жүріс (ырғақ) жасайды

Сур.2. Қозғалтқыштардың индикаторлық диаграммалары.

а – төрт ырғақты, б- екі ырғақты.

Бірінші ырғақ - беріліс – піспек Ж.м.н.‑ден т.м.н. дейін қозғалады, мұнда цилиндр таза ауа үлесімен толтырылады. Индикаторлық диаграммада бірінші ырғаққа г-а сызығы сәйкес келеді.

Екінші ырғақ –сығымдау- піспек т.м.н. ‑ден Ж.м.н. дейін қозғалады, яғни цилиндр көлемі азайып, температура мен қысым жоғарлайды. Сығымдау негізінен кіру клапандарының жабылуынан кейін жүреді. Диаграммада екінші ырғаққа а-с сызығы сәйкес келеді.

Үшінші ырғақ — жану және кеңею — піспек Ж.м.н.‑ден т.м.н. дейін қозғалады. Ырғақтың басында цилиндрге түскен жанармай тұтанады және сығымдау ырғағының соңында екпінді жана бастайды. Жылудың үлкен мөлшерінің бөліну себебінен цилиндрде газдардың қысымы және температурасы тез жоғарлайды. Қысым әсерінен піспектің келесі қозғалысы және газдардың кеңеюімен пайдалы жұмыс жасалады. Сондықтан үшінші ырғақ жұмыстық жүріс деп аталады. Индикаторлық диаграммада үшінші ырғаққа с-z-b сызығы сәйкес.

Төртінші ырғақ — шығару — піспек т.м.н. ‑ден Ж.м.н. дейін қозғалады және ашық шығару клапаны арқылы өңделген газдарды итеріп шығарады. Кіру клапаны секілді бөлу білігінен тартым алатын шығару клапаны т.м.н. дейін ашылады (үшінші ырғақ соңында). Бұл жоғары қысымды газдың бір бөлігінің т.м.н. дейін шығуына және піспек қозғалысының кедергісін азайтуға себебін тигізеді.

Екі ырғақты қозғалтқыштың жұмыстық циклі (2,б сур.).

Екі ырғақты қозғалтқыштың жұмыстық циклі иінді біліктің бір айналымында жүзеге асады, яғни 360⁰ .и.б.а. немесе піспектің екі жүрісінде(ырғақта).

Егер төрт ырғақты қозғалтқыш циклге жұмсалған уақыттың тек жартысын ғана жылулық қозғалтқыш (сығымдау және кеңею ырғақтары) есебінде, ал қалған уақытын сорғы есебінде жұмыс істесе, екі ырғақты барлық уақытта жылулық қозғалтқыш есебінде жұмыс істейді.

Екі ырғақты қозғалтқышта цилиндрді жану өнімдерінен тазарту және таза ауа зарядымен толтыру (газ алмасу үрдісі) піспектің тек қана т.м.н. жуық қозғалысында жүреді. Мұнда цилиндр өңделген газдардан алдын ала сығымдалған ауамен мәжбүрлеу жолымен тазартылады. Ауа бөлек агрегат болып табылатын жартылай қозғалтқыштың иінді білігінен, жартылай шығатын газдармен жұмыс істейтін газ шығырынан тартым алатын, бөлек агрегат болып табылатын компрессорда сығымдалады