Aklaypart.ru

Авто Журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Цикл работы поршневого двигателя

Тактом при работе ДВС называется один ход поршня (вверх или вниз), таким образом 4 тактный двигатель — это мотор, который совершает один рабочий цикл за четыре такта (два полных хода поршня). Четырехтактными могут быть не только автомобильные, но и лодочные моторы, а также силовые агрегаты мопедов, мотоциклов, квадроциклов или мотоблоков.

История создания ДВС

Официально принцип работы четырехтактного двигателя был запатентован в 1861 году французским инженером Алфоном де Роше. Ранее, примерно в 1854 году два итальянских специалиста — Феличе Матоцци и Евгенио Барсанти создали похожую конструкцию, но данные об этом моторе были утеряны.

Первый четырехтактный силовой агрегат, который мог использоваться на практике, сконструировал немецкий изобретатель Николас Отто. С тех пор 4-тактный мотор, в котором топливная смесь воспламеняется от свечей зажигания, называется также двигателем Отто.

Схема двигателя Отто

Спустя 8 лет после выхода первого прототипа фирма Отто производила уже около 600 четырехтактных моторов в год.

Как четырехтактные двигатели попали в автомобилестроение

Инженер Готлиб Даймлер, который трудился в компании Отто, первым понял потенциал изобретения своего шефа для частного транспорта, и предложил на создать на базе конструкции автомобиль. Отто не был впечатлен идеями подчиненного: Даймер в 1880 году был уволен вместе со своим другом — конструктором Вильгельмом Майбахом и открыл свою компанию.

В 1886 году независимо друг от друга компания Daimler и другой немецкий инженер Карл Бенц представили обществу модели самоходного автомобиля, основанные на ДВС Отто, на принципе которого функционирует и большинство современных машин, кроме электрокаров.

Грузовик Daimler-Motoren-Gesellschaft, 1896 год.

С 1895 года автомобили Daimler-Motoren-Gesellschaft начали продавать и в России.

Отличие четырехтактного мотора от двухтактного

В двухтактном моторе один рабочий цикл происходит за два движения поршня, позволяя в теории получать в 1,5 раза большую мощность. Но на практике он оказывается менее экономичным, так как не имеет отдельных циклов выпуска и впуска, и часть топлива теряется, смешиваясь с отработкой. К тому же, такой движок не оснащен системой смазки и жидкостного охлаждения, поэтому он производит больше шума и быстрее перегревается при высоких нагрузках.

Ответ на вопрос какой мотор лучше: двух- или четырехтактный зависит от области применения устройства. Если требуется небольшой и легкий силовой агрегат, то лучший выбор — двухтактный движок. Для механизмов, у которых мощность, бесшумность и экономичность важнее габаритов и простоты обслуживания идеально подходит конструкция на четыре такта.

Презентация на тему: «Принцип работы ДВС. Рабочие циклы двигателя»

Новые аудиокурсы повышения квалификации для педагогов

Слушайте учебный материал в удобное для Вас время в любом месте

откроется в новом окне

Выдаем Удостоверение установленного образца:

Описание презентации по отдельным слайдам:

Принцип работы ДВС. Рабочие циклы двигателя Подготовил: мастер производственного обучения Белянкин Владимир Михайлович МАОУ ДО МУК «Эврика» МАОУ ДО МУК «Эврика»

Принцип работы ДВС. Рабочие циклы двигателя На автомобилях устанавливают двигатели внутреннего сгорания (ДВС), у которых топливо сгорает внутри цилиндра. В основу их действия положено свойство газов расширяться при нагревании. Рассмотрим принцип устройства и работы двигателя внутреннего сгорания, а также его рабочие циклы.

Принцип работы ДВС. Рабочие циклы двигателя Рабочим циклом двигателя называется периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя и обусловливающих превращение тепловой энергии в механическую работу. Если рабочий цикл совершается за два хода поршня, т.е. за один оборот коленчатого вала, то такой двигатель называется двухтактным. Автомобильные двигатели работают, как правило, по четырехтактному циклу, который совершается за два оборота коленчатого вала или четыре хода поршня и состоит из тактов впуска, сжатия, расширения (рабочего хода) и выпуска.

Принцип работы ДВС Крайние положения поршня, при которых он наиболее удален от оси коленчатого вала или приближен к ней, называются верхней и нижней «мертвыми» точками (ВМТ и НМТ).

Впуск. По мере того, как коленчатый вал двигателя делает первый полуоборот, поршень перемещается от ВМТ к НМТ, впускной клапан открыт, выпускной клапан закрыт. В цилиндре создается разряжение, вследствие чего свежий заряд горючей смеси, состоящий из паров бензина и воздуха, засасывается через впускной газопровод в цилиндр и, смешиваясь с остаточными отработавшими газами, образует рабочую смесь.

Сжатие. После заполнения цилиндра горючей смесью при дальнейшем вращении коленчатого вала (второй полуоборот) поршень перемещается от НМТ к ВМТ при закрытых клапанах. По мере уменьшения объема температура и давление рабочей смеси повышаются.

Расширение или рабочий ход. В конце такта сжатия рабочая смесь воспламеняется от электрической искры и быстро сгорает, вследствие чего температура и давление образующихся газов резко возрастает, поршень при этом перемещается от ВМТ к НМТ. В процессе такта расширения шарнирно связанный с поршнем шатун совершает сложное движение и через кривошип приводит во вращение коленчатый вал. При расширении газы совершают полезную работу, поэтому ход поршня при третьем полуобороте коленчатого вала называют рабочим ходом. В конце рабочего хода поршня, при нахождении его около НМТ открывается выпускной клапан, давление в цилиндре снижается до 0.3 — 0.75 МПа, а температура до 950 — 1200оС.

Выпуск. При четвертом полуобороте коленчатого вала поршень перемещается от НМТ к ВМТ. При этом выпускной клапан открыт, и продукты сгорания выталкиваются из цилиндра в атмосферу через выпускной газопровод.

Рабочий цикл четырехтактного дизеля В отличие от бензинового двигателя, при такте «впуск» в цилиндры дизеля поступает чистый воздух. Во время такта «сжатие» воздух нагревается до 600оС. В конце этого такта в цилиндр впрыскивается определенная порция топлива, которое самовоспламеняется.

Впуск. При движении поршня от ВМТ к НМТ вследствие образующегося разряжения из воздушного фильтра в цилиндр через открытый впускной клапан поступает атмосферный воздух. Давление воздуха в цилиндре составляет 0.08 — 0.095 МПа, а температура 40 — 60°С.

Сжатие. Поршень движется от НМТ к ВМТ; впускной и выпускной клапаны закрыты, вследствие этого перемещающийся вверх поршень сжимает поступивший воздух. Для воспламенения топлива необходимо, чтобы температура сжатого воздуха была выше температуры самовоспламенения топлива. При ходе поршня к ВМТ цилиндр через форсунку впрыскивается дизельное топливо, подаваемое топливным насосом.

Расширение или рабочий ход. Впрыснутое в конце такта сжатия топливо, перемешиваясь с нагретым воздухом, воспламеняется, и начинается процесс сгорания, характеризующийся быстрым повышением температуры и давления. При этом максимальное давление газов достигает 6 — 9 МПа, а температура 1800 — 2000°С. Под действием давления газов поршень перемещается от ВМТ в НМТ — происходит рабочий ход. Около НМТ давление снижается до 0.3 — 0.5 МПа, а температура до 700 — 900оС.

Выпуск. Поршень перемещается от НМТ в ВМТ и через открытый выпускной клапан отработавшие газы выталкиваются из цилиндра. Давление газов снижается до 0.11 — 0.12 МПа, а температура до 500-700оС. После окончания такта выпуска при дальнейшем вращении коленчатого вала рабочий цикл повторяется в той же последовательности.

Читать еще:  Двигатель восхода работает с перебоями

Порядок работы двигателя Последовательность чередования одноименных тактов в цилиндрах называют порядком работы двигателя. Порядок работы большинства четырехцилиндровых двигателей 1-3-4-2 или 1-2-4-3. Это означает, что после рабочего хода в первом цилиндре следующий рабочий ход происходит в третьем, затем в четвертом и, наконец, во втором цилиндре. Определенная последовательность соблюдается и в других многоцилиндровых двигателях.

Принцип работы многоцилиндровых двигателей На автомобилях устанавливают многоцилиндровые двигатели. Чтобы многоцилиндровый двигатель работал равномерно, такты расширения должны следовать через равные углы поворота коленчатого вала (т. е. через равные промежутки времени).

Многоцилиндровые двигатели бывают рядными и V-образными. В рядных двигателях цилиндры расположены вертикально, а в V-образных — под углом. Последние характеризуются меньшей габаритной длиной по сравнению с первыми. Современные восьмицилиндровые двигатели выполняют двухрядными с V-образным расположением цилиндров. Презентация подготовлена по материалам сайта http://amastercar.ru/

Курс профессиональной переподготовки

Технология: теория и методика преподавания в образовательной организации

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс повышения квалификации

Специфика преподавания технологии с учетом реализации ФГОС

  • Все материалы
  • Статьи
  • Научные работы
  • Видеоуроки
  • Презентации
  • Конспекты
  • Тесты
  • Рабочие программы
  • Другие методич. материалы

  • Белянкин Владимир МихайловичНаписать 5678 18.10.2015

Номер материала: ДВ-073257

  • Технология
  • 11 класс
  • Презентации
    18.10.2015 1572
    18.10.2015 810
    18.10.2015 409
    18.10.2015 603
    18.10.2015 2324
    18.10.2015 1969
    18.10.2015 20684

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

В украинском университете открылся первый в мире факультет TikTok

Время чтения: 1 минута

ВПР начались в колледжах с 15 сентября

Время чтения: 4 минуты

ЕГЭ в 2022 году может пройти в допандемийном формате

Время чтения: 1 минута

Пять магистерских программ вузов России вошли в сотню рейтинга QS лучших бизнес-школ мира

Время чтения: 2 минуты

РАО проверит школьный учебник со ссылкой на недопустимый контент

Время чтения: 2 минуты

В пяти регионах России протестируют новую систему оплаты труда педагогов

Время чтения: 2 минуты

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания. Какие процессы происходят в цилиндрах

Цикл работы двигателя замкнутый. Возможна организация работы ДВС с кривошипно-шатунным механизмом по двух и четырехтактному циклу. Но подавляющее большинство автомобильных двигателей внутреннего сгорания работает по четырехтактному циклу. Рассмотрим, каким образом происходит эта работа.

Но для начала немного терминологии

Коленчатый вал вращается. Соединенный с ним поршень совершает в цилиндре движение вверх — вниз. Крайние положения поршня в цилиндре называют мёртвыми точками. Это верхняя мёртвая точка (сокращенно ВМТ) и нижняя мёртвая точка (НМТ).

Перемещение поршня от одного крайнего положения до другого называется тактом. Следовательно у четырехтактного двигателя цикл работы выполняется за четыре движения поршня вверх-вниз, что соответствует двум оборотам коленчатого вала.

Если умножить площадь торца (днища) поршня на расстояние между ВМТ и НМТ получим, так называемый, рабочий объем цилиндра, обозначаемый Vh.

Если умножить рабочий объем цилиндра на количество цилиндров в двигателе получается тот самый рабочий объем двигателя. Эта цифра в литрах всегда фигурирует среди технических параметров автомобиля. Многие автопроизводители гордо выносят эту цифру на шильдик, располагая его на задней части автомобиля (часто цифру привирают).

Цифра указывающая на рабочий объем двигателя

Объем над поршнем, когда он замер в ВМТ, называют объемом камеры сгорания (Vс). Именно в этом объеме начинается горение смеси паров топлива и воздуха. Сумма объема камеры сгорания и рабочего объема цилиндра называется полным объемом цилиндра :Va = Vh + Vс.

Следующий важный параметр двигателя, это геометрическая степень сжатия. Обозначается ε. Она показывает, во сколько раз изменяется объем над поршнем, когда он перемещается от НМТ к ВМТ, ε = Va/Vc. Чем больше ε, тем выше температура и давление в смеси газов над поршнем при приближении его к ВМТ. Повышение степени сжатия делает двигатель экономичнее и увеличивает его мощность.

Но величина ε зависит от топлива, на которое рассчитан двигатель. Для двигателя, работающего на бензине ε = 6 – 10, для газовых ε = 7 – 9, для дизельных ε = 15 – 20. Отсюда видно, почему бензиновый двигатель легко переоборудовать для работы на газе. У дизелей такое высокое значение ε необходимо для того, чтобы обеспечить самовоспламенение топлива.

Ну а теперь непосредственно о рабочем цикле

Первый такт цикла носит название «впуск». Поршень движется от ВМТ к НМТ. Впускной клапан открыт, и через него в цилиндр поступают пары бензина смешанные с воздухом, так называемая горючая смесь (у дизельного двигателя – чистый воздух).

Второй такт – сжатие. Клапаны закрыты. Поршень движется от НМТ к ВМТ, рабочая смесь (горючая смесь и остатки продуктов горения от предыдущего цикла) сжимается. Когда поршень приближается в ВМТ, у бензиновых двигателей между контактами свечи зажигания проскакивает электрическая искра для поджигания смеси.

Почему искра подается не в ВМТ, а раньше?

Дело в том, что перед началом горения должны пройти реакции, подготавливающие смесь к горению. Интенсивное горение смеси должно начаться только когда поршень достигнет ВМТ. Время на подготовительные реакции всегда одинаковое, а скорость перемещения поршня изменяется при изменении оборотов коленчатого вала. Поэтому приходиться изменять момент подачи искры, изменять, так называемый «угол опережения зажигания».

Меняется угол опережения зажигания

У дизельных двигателей при приближении поршня к ВМТ через специальную форсунку в надпоршневое пространство под высоким давлением впрыскивается топливо. Пока поршень дойдет до ВМТ, топливо должно испариться, перемешаться с воздухом, приготовиться к горению и начать гореть, когда поршень окажется в ВМТ.

Время на подготовку также постоянное, поэтому на высоких оборотах топливо впрыскивается раньше. Изменяется так называемый «угол опережения впрыска».

Третий такт – рабочий ход. Клапаны закрыты. Смесь интенсивно горит, её давление, и температура резко повышаются. Под действием давления поршень движется от ВМТ к НМТ и подталкивает коленчатый вал, подпитывая его энергией.

Четвертый такт – выпуск. Выпускной клапан открыт. Поршень движется от НМТ к ВМТ и отработанные газы выдавливаются из цилиндра.

Читать еще:  Характеристики двигатель mitsubishi s4e

Цикл закончился и начинается следующий. Следует заметить, что подпитка энергией коленчатого вала происходит только во время такта рабочего хода. Во время всех остальных тактов поршень перемещается (так называемые насосные ходы) за счет энергии, накопленной коленчатым валом от предыдущих рабочих циклов.

Как работает двигатель внутреннего сгорания — видео:

То есть в течение двух оборотов коленчатого вала подпитка его энергией происходит только пол-оборота. Это одна из причин невысокого коэффициента полезного действия четырехтактных двигателей.

Особенности работы 4-х тактного двигателя

В двухтактном моторе смазывание поршневых и цилиндровых пальцев, коленвала, поршня, подшипника и компрессорных колец проводят, заливая масло в бензин. Коленчатый вал 4тактного мотора располагается в масляной ванне, что является существенным отличием. Именно поэтому отсутствует необходимость смешивать топливо и добавлять масло. Все, что необходимо сделать владельцу автомобиля — наполнить бензином топливный бак.

Автовладельцу, таким образом, незачем приобретать специальное масло, без которого не может функционировать двухтактный мотор. Кроме того, при наличии четырехтактного мотора на поршневом зеркале и на стенах глушителя уменьшается количество нагара. Еще одно важное отличие — в двухтактном моторе в выхлопную трубу выплескивается горючая смесь, что обусловлено его устройством.

Следует признать, что у четырехтактных двигателей также имеются небольшие недостатки. Например, у них не особо качественными являются рабочие моменты по регулированию теплового клапанного зазора.

ЛЕКЦИЯ 11 Тема: РЕАЛЬНЫЕ И ИДЕАЛЬНЫЕ ЦИКЛЫ ДВС

ЛЕКЦИЯ 11

Тема: РЕАЛЬНЫЕ И ИДЕАЛЬНЫЕ ЦИКЛЫ ДВС

1. Диаграмма фаз газораспределения реальных ДВС.

2.Реальные рабочие циклы ДВС.

3.Идеальные циклы ДВС и их эффективность.

1. Диаграмма фаз газораспределения реальных ДВС

В реальных ДВС для улучшения наполнения цилиндров горючей смесью или воздухом и лучшей очистки их от отработавших газов клапана открываются и закрываются не в моменты нахождения поршней в мёртвых точках, а с некоторым опережением при открытии и некотором опоздании при закрытии.

Графическое изображение времени открытого и закрытого состояния клапанов в функции от угла поворота коленчатого вала называется диаграммой газораспределения.

Диаграмма газораспределения ДВС

Как видно из диаграммы в двигателях имеются, периоды, в течении которых впускной и выпускной клапаны открыты одновременно. Такие периоды называются перекрытием клапанов. При перекрытии клапанов происходит подсасывание в цилиндр горючей смеси или воздуха и отсасывание из него отработанных газов за счёт большой инерции потоков свежей горючей смеси и отработанных газов. Следовательно действительные рабочие процессы далеко не точно совпадают с тактами двигателей.

2. Реальные рабочие циклы ДВС

Пользуясь индикаторными диаграммами, рассмотрим последовательность процессов в ДВС.

2.1. Рабочий цикл 4-х тактного карбюраторного ДВС.

Процесс впуска (линия 2. – а -2)

Впускной клапан открывается при движении поршня от НМТ к ВМТ (точка 1), чтобы получить к моменту прихода в ВМТ большее проходное сечение у клапана. Впуск горючей смеси в цилиндр осуществляется за два периода. В первый период смесь поступает при перемещении поршня от ВМТ к НМТ вследствие разрежения создающегося в цилиндре (линия r – a). Во второй период впуск смеси происходит при перемещении поршня от НМТ к ВМТ в течении некоторого времени, соответствующего 40°- 70° поворота коленчатого вала, за счёт созданной перед этим разности давлений (ро – ра) и скоростного напора смеси (линия а – 2). Впуск горючей смеси заканчивается в момент закрытия клапана (точка 2). Горючая смесь, поступившая в цилиндр смешивается с остаточными отработанными газами и образует рабочую смесь. Давление смеси в цилиндре в процессе впуска ра = 70-90 КПа (0,7 – 0,9 ат) и зависит от гидравлических потерь во впускном тракте. Температура смеси в конце впуска повышается до 340 – 350 К вследствие теплообмена с элементами конструкций и смешения с остатками продуктов сгорания, имеющими температуру 900 – 1100 К.

Процесс сжатия (линия 2 – 3)

Сжатие рабочей смеси происходит при закрытых клапанах и перемещении поршня к ВМТ. Вначале сжатия температура стенок выше температуры смеси и тепло передаётся от стенок к смеси. В процессе сжатия температура смеси увеличивается, становится больше температуры стенок и тепло передаётся от смеси к стенкам.

Индикаторные диаграммы ДВС.

а) карбюраторный б) дизельный в) двухтактный ДВС

4-х тактный ДВС 4-х двухтактный ДВС

1 – момент открытия впускного клапана (продувочного канала); 2 – момент закрытия
впускного клапана (продувочного канала); 3 – момент воспламенения; 4 – момент открытия выпускного клапана (выпускного канала); 5 – момент закрытия выпускного клапана
(выпускного канала); 6 – момент открытия впускного канала в 2-х тактном ДВС;
7 – момент закрытия впускного канала в 2-х тактном ДВС.

Процесс сжатия заканчивается в момент воспламенения смеси (точка 3). Давление рабочей смеси в конце сжатия , а температура . Процесс горения (линия ).

Горение рабочей смеси начинается раньше прихода поршня в ВМТ (точка 3), от электрической искры пробивающей разрядный промежуток свечи зажигания. После воспламенения фронт пламени распространяется от свечи по всему объёму со скоростью . За время горения коленчатый вал успевает повернуться на . При горении рабочей смеси выделяется большое количество тепла, давление и температура резко увеличиваются. В конце горения давление достигает , а температура .

Процесс расширения (линия z-4).

В процессе расширения газы совершают полезную работу и отдают тепло стенкам цилиндра и головке поршня. Процесс расширения заканчивается в момент открытия выпускного клапана (точка 4), давление к этому моменту падает до , а температура до .

За 40 – 60° до прихода поршня в НМТ ) (точка 4) открывается выпускной клапан. Выпуск газов из цилиндра осуществляется за три периода.

В первый период выпуск газа происходит при движении поршня к НМТ за счёт высокого давления продуктов сгорания (линия 4 -С). В этот период из цилиндра удаляется около 60% продуктов сгорания, скорость движения которых в клапанной щели достигает .

Во второй период выпуск газов осуществляется при движении поршня от НМТ к ВМТ (линия С -r ) при давлении , а температура . В этот период удаляется ещё до 35% продуктов сгорания.

В третий период выпуск газов происходит при движении поршня от ВМТ к НМТ до момента закрытия выпускного клапана (точка 5) за счёт созданного в цилиндре избыточного давления и скоростного напора отработанных газов. В этот период удаляется ещё 2…3% продуктов сгорания.

2.2. Рабочий цикл четырёхтактного дизельного ДВС.

Рабочий цикл 4-х тактного дизельного ДВС отличается от карбюраторного способом образования и воспламенения горючей смеси. Цикл состоит их тех же процессов, однако значения давлений и температур в характерных точках имеют другие значения.

Процесс впуска аналогичен ранее рассматриваемому. Давление впуска . Температура воздуха в процессе впуска повышается до .

Процесс сжатия (линия 2 – 3).

Процесс сжатия аналогичен ранее рассмотренному. Давление в конце сжатия , температура .

Читать еще:  Газель 2008 года характеристики двигателя

Процесс горения топлива начинается с момента подачи топлива в цилиндр (точка 3), т.е. за 15…30° до прихода поршня в ВМТ. В этот момент температура сжатого воздуха на 150…200° выше температуры самовоспламенения. Топливо, поступившее в мелкораспыленном состоянии в цилиндр воспламеняется не мгновенно, а с задержкой в течении некоторого времени (0,001…0,003), называется периодом задержки воспламенения. В этот период топливо смешивается с воздухом, прогревается и испаряется, т.е. образуется рабочая смесь. Подготовленное топливо воспламеняется и сгорает. Как видно из диаграмм изменение давления в цилиндре в период горения отличается у карбюраторных и дизельных двигателей.

В конце горения у дизельного двигателя давление , а температура . Процесс расширения (линия z-4).

Процесс расширения аналогичен ранее рассмотренному. Давление в конце расширения , а температура .

Процесс выпуска (линия 4-С-r5).

Процесс выпуска аналогичен ранее рассмотренному. Давление в процессе выпуска такое же, как в карбюраторном, а температура .

2.3. Рабочий цикл двухтактных ДВС.

Рабочий цикл двухтактных ДВС совершается за два такта (хода поршня), или за один поворот коленчатого вала и включает процессы: сжатие, горение, расширение, выпуск и впуск.

Процессы сжатия (линия 2-3), горения (линия 3-z) и расширения (линия z-4) аналогичны ранее описанным при рассмотрении 4-х тактного двигателя.

Процесс выпуска (линия 4-1-а-5).

Процесс выпуска отработавших газов начинается при движении поршня к НМТ Э(точка 4) при открытии выпускных окон, т.е. за 60-65° до прихода поршня в НМТ и заканчивается через 60-65° после прохода поршнем НМТ (точка 2 ).

Процесс впуска (линия 1-а-5).

Процесс впуска начинается в момент открытия продувочного канала (точка 1) за 50- 55° до прихода поршня в НМТ. Горючая смесь ранее поступившая и сжатая в кривошипной камере поступает в цилиццр и вытесняет оставшиеся продукты сгорания.

Период, в течении которого одновременно происходит процесс выпуска и процесс впуска (линия 1-а-2 ) носит название – продувка.

3. Идеальные циклы ДВС и их эффективность.

Для теоретического анализа эффективности циклов ДВС и определения направлений влияние на конструктивные параметры с целью повышения экономичности необходимо получить аналитические выражения для КПД двигателей. С этой целью действительные процессы аппроксимируют наиболее подходящими известными термодинамическими процессами.

Процессы впуска и выпуска в первом приближении могут рассматриваться как протекающие при постоянном давлении и компенсирующие работу один другого.

Процессы сжатия в карбюраторном и дизельном двигателях в первом приближении могут рассматриваться как адиабатические.

Процессы горения в карбюраторном двигателе могут рассматриваться как изохорный подвод тепла, в дизельном как комбинированный – частично изохорный, частично изобарный.

Процессы расширения могут рассматриваться как адиабатические.

Процессы выпуска при открытии выпускник отверстий в первом приближении может рассматриваться как изохорный отвод тепла.

Аппроксимация рабочих процессов ДОС известными обратимыми термодинамическими процессами позволяет построить идеальные циклы ДВС.

Идеальные циклы ДВС

а) карбюраторный ДОС б) дизельный ДОС

Построенные идеальные циклы позволяют получить зависимости для термических КПД этих циклов.

Из соотношения параметров в адиабатном процессе можем записать:

Для дизельного двигателя полагая

и проделав аналогичные преобразования, получим

где – степень повышения давления;

– степень предварительного расширения.

Как видно из зависимостей (16.1) и (16.2) КПД ДВС тем выше, чем выше , однако как у карбюраторных, так и дизельных двигателей значение ограничено значениями 6…10 и 16…22 соответственно.

Причиной ограничения у карбюраторных двигателей является способность горючей смеси детонировать при сжатии.

Причиной ограничения у дизельных двигателей являются высокие температуры и давления в цилиндре в конце процесса горения.

Deutz AG

В 1864 году Николаус Отто и Ойген Ланге основали собственную фирму — N. A. Otto & Cie. Все началось маленького производственного цеха, где компаньоны собственноручно собирали первые двигатели. Позднее в компанию пришли такие небезызвестные для автомобильной индустрии люди как Вильгельм Майбах, Этторе Бугатти и Готлиб Даймлер. Последний с 1872 года занимал должность технического директора. В том же году компания меняет название на Gasmotoren-Fabrik Deutz AG.

В 1875 году случилось знаковое событие, которое навсегда перевернуло индустрию. Николаус Отто создал первый успешно работающий четырехтактный ДВС. В отличие от мотора Ленуара, новый двигатель работал намного эффективнее. Уже на первых порах его термический КПД превысил 15%. Кроме того он получился мощнее и экономичнее. Фактически новый мотор Отто послужил началом конца паровых машин.

Интересно посмотреть на характеристики этого двигателя. Одноцилиндровый мотор объемом в 6,1-литра развивал 3 л.с. при 180 об/мин. К примеру 18-литровый агрегат Ленуара развивал всего 2 л.с. Кроме того двигатель Отто был почти в 5 раз экономичнее. В результате новый, более эффективный мотор быстро вытеснил двигатель Ленуара с рынка.

Вспомогательные системы двигателя внутреннего сгорания

Система зажигания

Система зажигания является частью электрооборудования машины и предназначена для обеспечения искры, воспламеняющей топливно-воздушную смесь в рабочей камере цилиндра. Составными частями системы зажигания являются:

  • Источник питания . Во время запуска двигателя таковым является аккумуляторная батарея [ 1 ] , а во время его работы — генератор [ 2 ] .
  • Включатель, или замок зажигания [ 3 ] . Это ранее механическое, а в последние годы всё чаще электрическое контактное устройство для подачи электронапряжения.
  • Накопитель энергии. Катушка [ 4 ] , или автотрансформатор — узел, предназначенный для накопления и преобразования энергии, достаточной для возникновения нужного разряда между электродами свечи зажигания.
  • Распределитель зажигания (трамблёр) [ 5 ] . Устройство, предназначенное для распределения импульса высокого напряжения по проводам, ведущим к свечам [6] каждого из цилиндров.

Впускная система

Система впуска ДВС предназначена для бесперебойной подачи в мотор атмосферного воздуха, для его смешивания с топливом и приготовления горючей смеси. Следует отметить, что в карбюраторных двигателях прошлого впускная система состоит из воздуховода и воздушного фильтра.

Топливная система

Топливная система, или система питания ДВС, «отвечает» за бесперебойную подачу горючего для образования топливно-воздушной смеси.

Система смазки

Предназначение системы смазки ДВС — уменьшение силы трения и её разрушительного воздействия на детали; отведение части излишнего тепла; удаление продуктов нагара и износа; защита металла от коррозии.

Выхлопная система

Выхлопная система ДВС служит для удаления отработанных газов и уменьшения шумности работы мотора.

Система охлаждения

Если на мопедах, мотороллерах и недорогих мотоциклах до сих пор применяется воздушная система охлаждения двигателя — встречным потоком воздуха, то для более мощной техники её, разумеется, недостаточно. Здесь работает жидкостная система охлаждения, предназначенная для отвода излишнего тепла у мотора и снижения тепловых нагрузок на его детали.

Слаженная работа данных вспомогательных систем обеспечивает максимальную отдачу от двигателя внутреннего сгорания и его надёжность.

На этом краткое описание основных узлов и механизмов двигателя внутреннего сгорания заканчиваю. К более подробному описанию систем ДВС вернусь в следующих публикациях.

Пока, пока. Удачи вам и вашему автомобилю.

Не забывайте оценивать статью и писать комментарии.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector