Мотоцикл «Минск» оснащённый одноцилиндровым двухтактным двигателем рабочим объёмом 125 см³ Одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания — простейший поршневой двигатель внутреннего сгорания, имеющий всего один рабочий цилиндр. Одноцилиндровый двигатель является полностью несбалансированным и имеет неравномерный ход. Одноцилиндровые двигатели характеризуются наименьшим отношением площади поверхности рабочего цилиндра к рабочему объёму по сравнению с многоцилиндровыми двигателями, что обеспечивает наименьшие потери тепла в рабочем процессе и высокий индикаторный к.п.д. В то же время одноцилиндровые двигатели характеризуются существенной большей тепловой и механической напряжённостью деталей по сравнению с многоцилиндровыми двигателями. Удельная масса одноцилиндровых двигателей выше чем у многоцилиндровых такого же рабочего объёма.
Одноцилиндровый двигатель для авиамодели 
Двухтактный цикл. в двухтакном цикле рабочие ходы происходят вдвое чаще В прошлом одноцилиндровые двигатели (благодаря простоте устройства) были широко распространены а их рабочий объём был практически не ограничен сверху — на судах и в стационарных установках встречались малооборотистые одноцилиндровые двигатели с рабочим объёмом до 12 л (например дизельный калоризаторный двигатель «Пионер» мощностью 33 кВт, выпущенный на заводе «Русский дизель»). В настоящее время распространение одноцилиндровых двигателей также достаточно широко, по причине их простоты, малой стоимости и малой массы, но рабочий объём ограничен.
Наименьшим рабочим объёмом характеризуются одноцилиндровые двигатели для авиамоделей — 1 см³ — 10 см³. Бензиновые двухтактные двигатели ручных газонокосилок (триммеров) имеют рабочий объём 15 см³ — 36 см³. На мотопилах применяются двигатели с рабочим объёмом 36 см³ — 100 см³. На мопедах применяются одноцилиндровые двигатели рабочим объёмом немного меньше 50 см³. Для привода небольших электрических генераторов применяют одноцилиндровые двигатели рабочим объёмом 60 см³ — 420 см³ (дизель Yanmar L100). На мотоциклах нашли применение одноцилиндровые двухтактные двигатели рабочим объёмом 125 см³ — 350 см³. Например, российский мотоцикл «ИЖ-Планета» имеет один из самых крупных в мире серийных одноцилиндровых двухтактных двигателей рабочим объёмом 346 см³. Четырёхтактные мотоциклетные двигатели обладают рабочим объёмом до 800см³(suzuki dr800).
Мотоцикл ИЖ-56 - носитель одноцилиндрового двухтактного двигателя рабочим объемом 350 см³ Для тракторов ДТ-14 и самоходных шасси ДСШ-14 выпускался одноцилиндровый дизельный двигатель рабочим объёмом 1,03 л и мощностью 14 л.с. В Китае по состоянию на 2013 год продолжают выпускаться разработанные в 1930-х годах одноцилиндровые дизельные двигатели S1100 и S1115 рабочим объемом 905 см³ и 1194 см³ соответственно. Эти двигатели широко применяются для привода тяжелых мотоблоков и небольших тракторов.
Одноцилиндровый дизель Jiangdong S1100 рабочим объемом 905 см³, мощностью 16 л.с. при 2200 об/мин на минитракторе ruwikiorg.ru
Реферат на тему:
Мотоцикл «Минск» оснащённый одноцилиндровым двухтактным двигателем рабочим объёмом 125 см³
Одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания — простейший поршневой двигатель внутреннего сгорания, имеющий всего один рабочий цилиндр. Одноцилиндровый двигатель является полностью несбалансированным и имеет неравномерный ход. Одноцилиндровые двигатели характеризуются наименьшим отношением площади поверхности рабочего цилиндра к рабочему объёму по сравнению с многоцилиндровыми двигателями, что обеспечивает наименьшие потери тепла в рабочем процессе и высокий индикаторный к.п.д. В то же время одноцилиндровые двигатели характеризуются существенной большей тепловой и механической напряжённостью деталей по сравнению с многоцилиндровыми двигателями. Удельная масса одноцилиндровых двигателей выше чем у многоцилиндровых такого же рабочего объема.
Одноцилиндровый двигатель для авиамодели
Двухтактный цикл. в двухтакном цикле рабочие ходы происходят вдвое чаще
В прошлом одноцилиндровые двигатели (благодаря простоте устройства) были широко распространены а их рабочий объём был практически не ограничен сверху — на судах и в стационарных установках встречались малооборотистые одноцилиндровые двигатели с рабочим объёмом до 12 л (например дизельный калоризаторный двигатель «Пионер» мощностью 33 кВт, выпущенный на заводе «Русский дизель»). В настоящее время распространение одноцилиндровых двигателей также достаточно широко, по причине их простоты, малой стоимости и малой массы, но рабочий объём ограничен.
Наименьшим рабочим объёмом характеризуются одноцилиндровые двигатели для авиамоделей — 1 см³ — 10 см³. Бензиновые двухтактные двигатели ручных газонокосилок (триммеров) имеют рабочий объем 15 см³ — 36 см³. На мотопилах применяются двигатели с рабочим объемом 36 см³ — 100 см³. На мопедах применяются одноцилиндровые двигатели рабочим объемом немного меньше 50 см³. Для привода небольших электрических генераторов применяют одноцилиндровые двигатели рабочим объемом 60 см³ — 250 см³. На мотоциклах нашли применение одноцилиндровые двухтактные двигатели рабочим объемом 125 см³ — 350 см³. Например, российский мотоцикл «ИЖ-Планета» имеет один из самых крупных в мире серийных одноцилиндровых двухтактных двигателей рабочим объемом 346 см³. Четырехтактные мотоциклетные двигатели обладают рабочим объемом до 650 см³ (мотоциклы BMW).
Для тракторов ДТ-14 и самоходных шасси ДСШ-14 выпускался одноцилиндровый дизельный двигатель рабочим объемом 1,03 л и мощностью 14 л.с.
wreferat.baza-referat.ru
Изобретение относится к машиностроению, в частности к одноцилиндровым четырехтактным двигателям внутреннего сгорания (ДВС) малой мощности, используемым в качестве силовых агрегатов малогабаритной сельскохозяйственной техники и транспортных средств. Задачей, решаемой изобретением, является уменьшение габаритов, упрощение конструкции и улучшение пусковых характеристик двигателя. Одноцилиндровый четырехтактный ДВС содержит головку 1 цилиндра, впускной клапан 2, с коромыслом 3, закрытые крышкой 4. В боковой стенке крышки 4 установлен валик 5, на конце которого жестко закреплен рычаг 6, связанный с возвратной пружиной 7, другим концом закрепленной в кронштейне 8. Свободный конец валика 5 расположен над плечом коромысла 3, обращенном к впускному клапану 2, и выполнен в виде полуцилиндра 10 со срезом. Срез выполнен параллельно оси полуцилиндра и перпендикулярно его диаметральной плоскости. Ширина среза выбрана равной (0,15 - 0,2)d, где d - диаметр валика. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к машиностроению, в частности к одноцилиндровым четырехтактным двигателям внутреннего сгорания малой мощности с пуском от троса или кик-стартером, которые могут быть использованы в качестве силовых агрегатов малогабаритной сельскохозяйственной техники и транспортных средств.
Известен двигатель внутреннего сгорания, оснащенный декомпрессором, служащим для облегчения проворачивания при пуске ДВС, содержащий валик с эксцентриком на конце. Эксцентрик действует на коромысло выпускного клапана и приоткрывает клапан в момент сжатия. Валик установлен в крышке механизма привода клапанов, имеет приводной рычаг и возвратную пружину (см. заявку Японии N 54-77299 от 19.06.79 г., МКИ3 F 01 L 13/08). Недостаток данного декомпрессора состоит в том, что эксцентрик воздействует на выпускной клапан. Это приводит к тому, что, во-первых, на такте впуска при открытом выпускном клапане из выпускной системы засасываются в цилиндр отработавшие газы, а, во-вторых, требуется больший момент для прокручивания коленчатого вала, так как декомпрессор отключается в начале такта выпуска и поэтому возрастает гидравлическое сопротивление в конце выпуска и в начале следующего такта впуска из-за малых проходных сечений клапанов, при этом также уменьшается наполнение цилиндра. Кроме того, использование эксцентрика требует поворота приводного рычага на угол 180o, что усложняет конструкцию дистанционного управления декомпрессором. Наиболее близким к заявленному является одноцилиндровый ДВС малой мощности с пуском от троса или кик-стартера, оснащенный полуавтоматическим устройством, содержащим жестко соединенные между собой рычаг, ось, эксцентрик и возвратную пружину. Устройство удерживает выпускной клапан в положении частичного открытия в течение первого оборота в режиме прокручивания. Перед пуском, когда поршень находится в начале такта сжатия, рычаг и связанный с ним эксцентрик поворачивают на некоторый угол, в результате чего эксцентрик, нажимая на конец коромысла, удерживает выпускной клапан в приоткрытом положении. После того как коленчатый вал ДВС совершит один оборот, в начале такта выпуска штанга через коромысло полностью откроет выпускной клапан и освободит эксцентрик, который под действием возвратной пружины повернется в исходное положение, исключающее контакт с коромыслом (см. заявку Японии N 59-74318, F 01 L 13 /08, F 02 N 3/02, опубл. 26.04.84 г.). Данное полуавтоматическое устройство, принятое за прототип, имеет те же недостатки : требуется большее усилие для прокручивания коленчатого вала, снижается наполнение цилиндра, применение эксцентрика требует поворота приводного рычага на угол 180o или эксцентрик должен иметь большой эксцентриситет, что увеличивает габариты двигателя. Кроме того, данное устройство требует установки поршня перед пуском в начало такта сжатия, что ухудшает пусковые характеристики и усложняет дистанционное управление двигателем. Указанные недостатки существенно ухудшают пусковые характеристики дизелей, имеющих высокую степень сжатия. Задачами, решаемыми изобретением, являются уменьшение габаритов и упрощение конструкции двигателя и улучшение его пусковых характеристик. Поставленная задача решается тем, что в известном одноцилиндровом четырехтактном двигателе внутреннего сгорания, содержащем головку цилиндра, клапаны с коромыслами, закрытые крышкой, установленный в боковой стенке крышки валик, на выходящем из крышки конце которого жестко закреплен приводной рычаг с возвратной пружиной, а другой конец валика расположен над концом коромысла, обращенным к впускному клапану с возможностью воздействия на коромысло, и выполнен в виде полуцилиндра. Кроме того, указанная задача решается также тем, что полуцилиндр выполнен со срезом, параллельным оси полуцилиндра и перпендикулярным его диаметральной плоскости, причем ширина среза составляет (0,15- 0,2)d, где d - диаметр валика. Такое выполнение ДВС обеспечивает приоткрытие при пуске впускного клапана, которое снижает момент прокручивания двигателя, улучшает наполнение цилиндра и устраняет зависимость пуска от положения коленчатого вала перед пуском. Выполнение конца валика, воздействующего на коромысло, в виде полуцилиндра позволяет уменьшить диаметр валика, а также уменьшить угол его поворота для открытия клапана до 90o, что, в свою очередь, упрощает конструкцию дистанционного привода. Выполнение среза на полуцилиндрическом конце валика обеспечивает его надежную фиксацию при нажатии на коромысло и, следовательно, повышает вероятность запуска двигателя. На фиг.1 дан вид на головку цилиндра с устройством для облегчения пуска двигателя. На фиг.2 - вид "А" фиг. 1. На фиг.3 - сечение Б-Б фиг. 1 при выключенном устройстве для облегчения пуска. На фиг. 4 - сечение Б-Б фиг.1 при включенном устройстве для облегчения пуска. На фиг.5 показан полуцилиндр в разрезе. Одноцилиндровый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания содержит головку 1 цилиндра, впускной клапан 2 с коромыслом 3, закрытым крышкой 4, в боковой стенке которой установлен валик 5. На конце валика, выходящем из крышки, жестко закреплен рычаг 6, возвратная пружина 7 одним концом закреплена в рычаге 6, а другим - в кронштейне 8, привернутом к крышке 4. Рычаг 6 тросом 9 связан с ручкой управления. Другой конец валика 5 расположен над плечом коромысла 3, обращенном к впускному клапану 2, и выполнен в виде полуцилиндра 10, имеющего срез 11, параллельный оси полуцилиндра и перпендикулярный его диаметральной плоскости 12. Двигатель также содержит выпускной клапан 13 с коромыслом 14. Ширина среза 11 выполнена равной 0,15-0,2 диаметра валика 5 во избежание самопроизвольного поворота последнего. Работает двигатель следующим образом. Если полуцилиндрический конец 10 валика 5 сориентирован так, что его диаметральная плоскость 12 параллельна поверхности конца коромысла 3, над которым он расположен, то между ними имеется зазор, и пусковое устройство не воздействует на впускной клапан 2, что исключает разгерметизацию цилиндра. В этом случае двигатель работает в обычном режиме. Перед пуском двигателя рычаг 6 с помощью троса 9 поворачивают на угол 90o. При этом валик 5 также поворачивается на угол 90o и его конец, выполненный в виде полуцилиндра 10, нажимает цилиндрической поверхностью на плечо коромысла 3, которое, в свою очередь, перемещает впускной клапан 2 вниз, открывая его проходное сечение. Для запуска двигателя коленчатый вал прокручивают с помощью троса вручную или кик-стартером. При этом в начальный период вращения момент сопротивления вращению небольшой из-за отсутствия сжатия в цилиндре и поэтому скорость коленчатого вала возрастает, что приводит к увеличению кинетической энергии всех движущихся элементов двигателя до уровня, достаточного для сжатия и воспламенения топливовоздушной смеси в цилиндре. В процессе прокручивания в начале такта впуска после того, как штанга толкателя повернет коромысло впускного клапана и освободит конец 10 валика 5, последний под действием возвратной пружины 7 повернется на угол 90o в противоположном направлении, а диаметральная плоскость 12 полуцилиндра 10 займет положение, параллельное поверхности плеча коромысла, и декомпрессионный механизм выключится из работы. Для надежной работы пускового устройства необходимо, чтобы полуцилиндрический конец валика занимал одинаковое и устойчивое положение при нажатии на плечо коромысла. Для чего на полуцилиндре 10 выполнен срез 11, параллельный его оси и перпендикулярный диаметральной плоскости 12, которым полуцилиндр опирается на поверхность коромысла. Проведенные испытания опытного двигателя показали, что для исключения самопроизвольного поворота валика 5 ширина этого среза должна составлять 0,15-0,2 от диаметра валика.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение
Извещение опубликовано: 20.08.2005 БИ: 23/2005
QZ4A - Регистрация изменений (дополнений) лицензионного договора на использование изобретения
Лицензиар(ы): Дронов Евгений Анатольевич, Эфрос Виктор Валентинович, Бессонов Анатолий Николаевич, Платонов Николай Львович, Белов Владимир Владимирович, Плешанов Альберт Александрович, Панов Виктор Васильевич
Вид лицензии*: ИЛ
Лицензиат(ы): Открытое акционерное общество "Акционерная Компания "Туламашзавод"
Характер внесенных изменений (дополнений):Уточнен размер лицензионного вознаграждения
Дата и номер государственной регистрации договора, в который внесены изменения: 07.09.2006 № РД0011892
Извещение опубликовано: 20.09.2010 БИ: 26/2010
* ИЛ - исключительная лицензия НИЛ - неисключительная лицензия
www.findpatent.ru
Cтраница 1
Одноцилиндровый бензиновый двигатель ( рис. 21) имеет все необходимые агрегаты и оборудование, обеспечивающее сгорание топли-ва в цилиндре этого двигателя. [1]
Двигатель Labeco - четырехтактный одноцилиндровый бензиновый двигатель ( диаметр цилиндра 96 5 мм, ход поршня 95 2 мм, рабочий объем 0 69 л) - был специально разработан в США для испытания моторных масел. Часто этот двигатель именуют также CLR. На его использовании основаны методы оценки антиокислительных и противокоррозионных свойств моторных масел, их склонности к образованию низкотемпературных осадков, а также методы, характеризующие эксплуатационные свойства масел для авиационных поршневых двигателей. [2]
На дизелях Д-54 А установлен пусковой двухтактный одноцилиндровый бензиновый двигатель ПД-10У ( 10 л. с. при 3500 об / мин), на дизеле Д-108 - пусковой бензиновый двигатель П-23 М с электростартером. [3]
На рис. 1 показан принцип работы автомобильного двигателя на примере одноцилиндрового бензинового двигателя. Для выполнения одного такта, при котором происходит сгорание рабочей смеси и расширение газов, необходимо выполнить два подготовительных такта - впуск и сжатие и заключительный такт - выпуск. Давление расширяющихся газов после воспламенения рабочей смеси наиболее полно используется только при условии, если смесь полностью сгорит IB то время, когда поршень находится вблизи в. [4]
Метод MZP 1 ( ЧССР) основан на испытании масла в одноцилиндровом бензиновом двигателе ( диаметр цилиндра 75 мм, ход поршня 78 мм, степень сжатия 4 7, мощность 4 8 л. с., при числе оборотов 2400 об / мин) с последующей оценкой количества отложений на юбке поршня и определением изменения веса вкладышей подшипника, а также прироста вязкости масла за время испытания. [5]
Для оценки склонности масла к образованию низкотемпературных осадков существуют четыре метода испытания на одноцилиндровом бензиновом двигателе CLR. Три из них ( L-43, 180LTD и Sequence Va) описаны в предыдущих главах. [6]
В США по спецификации MIL-L - 46152 для масел SAE 10W30 и SAE 20W40 предусмотрены испытания в одноцилиндровом бензиновом двигателе CLR Labeco по методу L-38 ( см. стр. [8]
Для оценки антиокислителыюй стабильности моторных масел, их коррозионноч агрессивности и склонности к образованию лаковых отложений в Англии разработан метод, основанный на испытании масла в четырехтактном одноцилиндровом бензиновом двигателе Petter W. [10]
На рис. 4 показан результат одного из опытов, произведенных нами еще в 1920 - 1921 гг. Кривая А получена при помощи снятия развернутых ( по времени) индикаторных диаграмм с одноцилиндрового бензинового двигателя; кривая В получена проф. [11]
Метод ГСМ-20 - предназначен для оценки лакообразующих и коррозионных свойств моторных масел. Масло испытывают на одноцилиндровом бензиновом двигателе ИТ 9 - 5, в котором изменена конструкция поршня, система смазки и установлена кассета с пластинами для оценки коррозионных свойств масла. Режим испытания: 1200 об / мин, т-ра масла в картере 100 С, скорость циркуляции масла 100 л / ч, т-ра охлаждающей жидкости 220 С. [12]
Двигатель Д-54 А четырехтактный, с вихрекамерным смесеобразованием, с вертикальным однорядным расположением гялиндров. Пуск его осуществляется с помощью одноцилиндрового бензинового двигателя ПД-10М, двухступенчатого редуктора с муфтой сцэпления и декомпрессионного устройства. Двигатель ПД-10М запускается с помощью шнура, намотанного на маховик. [14]
Метод L-38 предназначается для оценки антиокислительных и противокоррозионных свойств моторных масел в условиях высоких температур. Испытание масла по этому методу проводится на четырехтактном одноцилиндровом бензиновом двигателе CLR фирмы Laboratory Equipmsnt Corporation, выпускающей данный двигатель. [15]
Страницы: 1 2
www.ngpedia.ru
Реферат на тему:
Мотоцикл «Минск» оснащённый одноцилиндровым двухтактным двигателем рабочим объёмом 125 см³
Одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания — простейший поршневой двигатель внутреннего сгорания, имеющий всего один рабочий цилиндр. Одноцилиндровый двигатель является полностью несбалансированным и имеет неравномерный ход. Одноцилиндровые двигатели характеризуются наименьшим отношением площади поверхности рабочего цилиндра к рабочему объёму по сравнению с многоцилиндровыми двигателями, что обеспечивает наименьшие потери тепла в рабочем процессе и высокий индикаторный к.п.д. В то же время одноцилиндровые двигатели характеризуются существенной большей тепловой и механической напряжённостью деталей по сравнению с многоцилиндровыми двигателями. Удельная масса одноцилиндровых двигателей выше чем у многоцилиндровых такого же рабочего объема.
Одноцилиндровый двигатель для авиамодели
Двухтактный цикл. в двухтакном цикле рабочие ходы происходят вдвое чаще
В прошлом одноцилиндровые двигатели (благодаря простоте устройства) были широко распространены а их рабочий объём был практически не ограничен сверху — на судах и в стационарных установках встречались малооборотистые одноцилиндровые двигатели с рабочим объёмом до 12 л (например дизельный калоризаторный двигатель «Пионер» мощностью 33 кВт, выпущенный на заводе «Русский дизель»). В настоящее время распространение одноцилиндровых двигателей также достаточно широко, по причине их простоты, малой стоимости и малой массы, но рабочий объём ограничен.
Наименьшим рабочим объёмом характеризуются одноцилиндровые двигатели для авиамоделей — 1 см³ — 10 см³. Бензиновые двухтактные двигатели ручных газонокосилок (триммеров) имеют рабочий объем 15 см³ — 36 см³. На мотопилах применяются двигатели с рабочим объемом 36 см³ — 100 см³. На мопедах применяются одноцилиндровые двигатели рабочим объемом немного меньше 50 см³. Для привода небольших электрических генераторов применяют одноцилиндровые двигатели рабочим объемом 60 см³ — 250 см³. На мотоциклах нашли применение одноцилиндровые двухтактные двигатели рабочим объемом 125 см³ — 350 см³. Например, российский мотоцикл «ИЖ-Планета» имеет один из самых крупных в мире серийных одноцилиндровых двухтактных двигателей рабочим объемом 346 см³. Четырехтактные мотоциклетные двигатели обладают рабочим объемом до 650 см³ (мотоциклы BMW).
Для тракторов ДТ-14 и самоходных шасси ДСШ-14 выпускался одноцилиндровый дизельный двигатель рабочим объемом 1,03 л и мощностью 14 л.с.
wreferat.baza-referat.ru
| Карбюраторные и дизельные двигатели В качестве силовой установки на автомобилях используется двигатель внутреннего сгорания. По виду применяемого топлива двигатели подразделяются на карбюраторные, дизельные и газовые. Карбюраторные – это двигатели, работающие на жидком топливе (бензине), с принудительным зажиганием. Перед подачей в цилиндры двигателя, топливо перемешивается с воздухом в определенной пропорции с помощью карбюратора. Дизельные - это двигатели, работающие на жидком топливе (дизельном топливе), с воспламенением от сжатия. Подача топлива осуществляется форсункой, а смешивание с воздухом происходит внутри цилиндра. Газовые - это двигатели, которые работают на пропано-бутановом газе, с принудительным зажиганием. Перед подачей в цилиндры двигателя, газ смешивается с воздухом в карбюраторе. По принципу работы такие двигатели практически не отличаются от карбюраторных (бензиновых). Поэтому в объеме этой книги не имеет смысла подробно останавливаться на рассмотрении газовых установок. Однако, если вы переоборудовали свой автомобиль «на газ», то советую внимательно изучить прилагаемую к оборудованию инструкцию. При работе двигателя внутреннего сгорания из каждых десяти литров использованного топлива, к сожалению, только около двух идет на полезную работу, а все остальные - на «согревание» окружающей среды. Коэффициент полезного действия ныне выпускаемых двигателей составляет всего около 20%. Но мир пока не придумал более совершенного устройства, которое могло бы долго и надежно работать при более высоком КПД. Карбюраторные поршневые двигатели. К основным механизмам и системам карбюраторного поршневого двигателя относятся:
Для начала, давайте возьмем простейший одноцилиндровый карбюраторный двигатель (рис.6) и разберемся с принципом его работы. Рассмотрим протекающие в нем процессы, и выясним, наконец, откуда все-таки берется тот самый крутящий момент, который в конечном итоге приходит на ведущие колес.Основной частью одноцилиндрового карбюраторного двигателя (рис. 6), является цилиндр с укрепленной на нем съемной головкой. Если продолжить сравнение элементов автомобиля с предметами, всем известными в быту, то цилиндр вместе с головкой, очень похож на обыкновенный стакан, перевернутый вверх дном. Внутри цилиндра помещен еще один «стакан», также вверх дном, это - поршень. На поршне в специальных канавках находятся поршневые кольца. Именно они скользят по зеркалу внутренней поверхности цилиндра, и они же не дают возможности газам, образующимся в процессе работы двигателя, прорваться вниз. В тоже время кольца препятствуют попаданию вверх масла, которым смазывается внутренняя поверхность цилиндра. С помощью пальца и шатуна, поршень соединен с кривошипом коленчатого вала, который вращается в подшипниках, установленных в картере двигателя. На конце коленчатого вала крепится массивный маховик. Через впускной клапан в цилиндр поступает горючая смесь (смесь воздуха с бензином), а через выпускной клапан выходят отработавшие газы. Клапаны открываются при набегании кулачков вращающегося распределительного вала на рычаги. При сбегании же кулачков с рычагов, клапаны надежно закрываются под воздействием мощных пружин. Распределительный вал с кулачками приводится во вращение от коленчатого вала двигателя. В резьбовое отверстие головки цилиндра ввернута свеча зажигания, которая электрической искрой, проскакивающей между ее электродами, воспламеняет рабочую смесь (это горючая смесь перемешанная с остатками выхлопных газов, о чем более подробно рассказано ранее).Думаю, что после знакомства с основными деталями одноцилиндрового двигателя, вы уже начали догадываться о том, как он работает. Но давайте все-таки разберемся с тем, как происходит преобразование возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре во вращательное движение коленчатого вала. Этим в двигателе занимается шатунно-поршневая группа. Вспомните теплый летний вечер, когда вы катались на велосипеде и даже не задумывались о том, как он перемещается в пространстве. А сейчас давайте посмотрим на действия велосипедиста со стороны. Нажимая на педаль одной ногой, мы поворачиваем ось педалей на пол-оборота, затем помогает вторая нога, нажимая на вторую педаль и... колесо вращается, велосипед едет! Необходимо отметить, что работа двух ног - это пример двухцилиндрового двигателя. Чтобы не чувствовать себя обманутым, можете привязать одну ногу к педали и использовать только ее для нашего эксперимента.При дальнейшем изучении работы ноги велосипедиста можно увидеть принцип работы шатунно-поршневой группы двигателя. Роль шатуна выполняет голень ноги, поршнем с верхней головкой шатуна является - колено, ну а нижняя головка шатуна на кривошипе – это ступня на педали. Колено велосипедиста движется только вверх - вниз (как поршень), а ступня с педалью уже по окружности (как кривошип коленчатого вала). Так это и есть преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное. В двигателе, взаимодействие деталей шатунно-поршневой группы точно такое же, как и в рассмотренном нами примере с ногой велосипедиста.
На рисунке 7 показаны некоторые параметры цилиндра и поршня, которые используются для оценки того или иного двигателя (объемы цилиндра и ход поршня).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). При езде на велосипеде колено вашей ноги, также как и поршень, периодически будет находиться в крайнем верхнем или крайнем нижнем положениях.Ходом поршня называется путь, пройденный от одной «мертвой» точки до другой - S. Объемом камеры сгорания называется объем, расположенный над поршнем, находящимся в ВМТ - Vс. Рабочим объемом цилиндра называется объем, освобождаемый поршнем при перемещении от ВМТ к НМТ - VР. Полным объемом цилиндра является сумма объемов камеры сгорания и рабочего объема: Vп = VР + Vс. Рабочий объем двигателя, это сумма рабочих объемов всех цилиндров и измеряется он в литрах. Пока мы с вами рассматриваем только одноцилиндровый двигатель, а вообще двигатели современных легковых автомобилей имеют, как правило - 4, 6, 8 и даже 12 цилиндров. Соответственно, чем больше рабочий объем - тем более мощным будет двигатель. Измеряется мощность в киловаттах или в лошадиных силах (кВт или л.с.).Например, рабочий объем двигателя ВАЗ 2105 - 1,3 литра, его мощность 46,8 кВт (63,7 л.с.). А рабочий объем двигателя ВАЗ 21083 - 1,5 литра и его мощность 51,5 кВт (70 л.с.). Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя. Двигатели внутреннего сгорания отличаются друг от друга рабочим циклом, по которому они работают.Рабочий цикл - это комплекс последовательных рабочих процессов, периодически повторяющихся в каждом цилиндре при работе двигателя.Рабочий процесс, происходящий в цилиндре за один ход поршня, называется тактом.По числу тактов, составляющих рабочий цикл, двигатели делятся на два вида:
Первый такт – впуск горючей смеси (рис. 8а).Горючей смесью называется смесь мелко распыленного бензина с воздухом в определенной пропорции. Приготовлением смеси в двигателе занимается карбюратор, о чем мы с вами поговорим чуть позже. А пока следует знать, что соотношение бензина к воздуху 1:15 считается оптимальным для обеспечения нормального процесса горения.При такте впуска поршень от верхней мертвой точки перемещается к нижней мертвой точке. Объем над поршнем увеличивается. Цилиндр заполняется горючей смесью через открытый впускной клапан. Иными словами, поршень всасывает горючую смесь.Хочется посоветовать читателю, почаще включать свое воображение, сравнивая сложное с простым. Если вам удастся почувствовать, как бы ощутить на себе те процессы, которые протекают в двигателе, да и в автомобиле в целом, то многие из «секретов» машины станут для вас «открытой книгой». Например, наверняка каждый из вас видел, как медицинская сестра, готовясь сделать укол, набирает шприцем лекарство из ампулы. За счет перемещения поршня шприца, над ним создается разряжение, которое и засасывает из ампулы то, что позже «вольется» в «мягкое место» пациента. Почти то же самое происходит и в цилиндре двигателя в процессе такта впуска.Впуск смеси продолжается до тех пор, пока поршень не дойдет до нижней мертвой точки. За первый такт работы двигателя кривошип коленчатого вала поворачивается на пол-оборота.В процессе заполнения цилиндра горючая смесь перемешивается с остатками отработавших газов и меняет свое название, теперь эта смесь называется – рабочая. Второй такт - сжатие рабочей смеси (рис. 8б).При такте сжатия поршень от нижней мертвой точки перемещается к верхней мертвой точке.Оба клапана плотно закрыты и поэтому рабочая смесь сжимается. Из школьной физики всем известно, что при сжатии газов их температура повышается. Так и здесь. Давление в цилиндре над поршнем в конце такта сжатия достигает 9 - 10 кг/см2, а температура 300 - 400оС.В заводской инструкции к автомобилю можно увидеть один из параметров двигателя, имеющий название – степень сжатия (например 8,5). А что это такое? Надеюсь сейчас это станет понятно. Степень сжатия показывает во сколько раз полный объем цилиндра больше объема камеры сгорания (Vп/Vс - см. рис.7). У карбюраторных двигателей в конце такта сжатия, объем над поршнем уменьшается в 8 - 10 раз.В процессе такта сжатия коленчатый вал двигателя поворачивается на очередные пол-оборота. А в сумме, от начала первого такта и до окончания второго, он повернется уже на один оборот. Третий такт - рабочий ход (рис. 8в).Во время третьего такта происходит преобразование выделяемой при сгорании рабочей смеси энергии в механическую работу. Давление от расширяющихся газов передается на поршень и затем, через шатун и кривошип, на коленчатый вал. Вот откуда берется та сила, которая заставляет вращаться коленчатый вал двигателя и, в конечном итоге, ведущие колеса автомобиля.В самом конце такта сжатия, рабочая смесь воспламеняется от электрической искры, проскакивающей между электродами свечи зажигания. В начале такта рабочего хода, сгорающая смесь начинает активно расширяться. А так как впускной и выпускной клапаны все еще закрыты, то расширяющимся газам остается только один единственный выход - давить на подвижный поршень. Поршень под действием этого давления, достигающего 40 кг/см2, начинает перемещаться к нижней мертвой точке. При этом на всю площадь поршня давит сила 2000 кг и более, которая через шатун передается на кривошип коленчатого вала, создавая крутящий момент. При такте рабочего хода, температура в цилиндре достигает 2000 градусов и выше. Коленчатый вал при рабочем ходе поршня делает очередные пол-оборота.Позднее мы вернемся к этим огромным цифрам, похожим на температуры в доменной печи. А пока следует отметить для себя, что процесс рабочего хода происходит за очень короткий промежуток времени, по сравнению с которым, удивленное «хлопание» ресницами ваших глаз после прочтения этого сюжета, длится целую вечность. Четвертый такт - выпуск отработавших газов (рис.8г)При движении поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке, открывается выпускной клапан (впускной все еще закрыт) и отработавшие газы с огромной скоростью выбрасываются из цилиндра двигателя. Вот почему слышен тот сильный грохот, когда по дороге едет автомобиль без глушителя выхлопных газов, но об этом позже. А пока обратим внимание на коленчатый вал двигателя - при такте выпуска он делает еще пол-оборота. И всего, за четыре такта рабочего цикла, он сделал два полных оборота.После такта выпуска начинается новый рабочий цикл, и все повторяется: впуск – сжатие – рабочий ход – выпуск... и так далее. А теперь, интересно, кто из вас обратил внимание на то, что полезная механическая работа совершается двигателем только в течение одного такта - рабочего хода! Остальные три такта называются подготовительными (выпуск, впуск и сжатие) и совершаются они за счет кинетической энергии маховика, вращающегося по инерции.
Маховик (рис. 9) - это массивный металлический диск, который крепится на коленчатом валу двигателя. Во время рабочего хода, поршень, через шатун и кривошип, раскручивает коленчатый вал двигателя, который и передает запас инерции маховику.Запасенная в массе маховика инерция позволяет ему, в обратном порядке, через коленчатый вал, шатун и поршень осуществлять подготовительные такты рабочего цикла двигателя. То есть, поршень движется вверх (при такте выпуска и сжатия) и вниз (при такте впуска), именно за счет отдаваемой маховиком энергии. Если же двигатель имеет несколько цилиндров, работающих в определенном порядке, то подготовительные такты в одних цилиндрах совершаются за счет энергии, развиваемой в других, ну и маховик конечно тоже помогает. В далеком детстве у вас наверняка была игрушка, которая называлась «Волчок». Вы раскручивали его энергией своей руки (рабочий ход) и радостно наблюдали за тем, как долго он вращается. Точно также и массивный маховик двигателя - раскрутившись, он запасает энергию, но только значительно большую, чем детская игрушка, а затем эта энергия используется для перемещения поршня в подготовительных тактах. Дизельные двигатели Главной особенностью работы дизельного двигателя является то, что топливо подается форсункой или насос-форсункой непосредственно в цилиндр двигателя под большим давлением в конце такта сжатия. Необходимость подачи топлива под большим давлением обусловлена тем, что степень сжатия у таких двигателей в несколько раз больше, чем у карбюраторных. И так как давление и температура в цилиндре дизельного двигателя очень высоки, то происходитсамовоспламенение топлива. А это означает, что искусственно поджигать смесь не надо. Поэтому у дизельных двигателей отсутствуют не только свечи, но и вся система зажигания. Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя. Первый такт - впуск, служит для наполнения цилиндра двигателя только воздухом.При движении поршня от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке, происходит всасывание воздуха через открытый впускной клапан. Второй такт - сжатие, необходим для подготовки к самовоспламенению дизельного топлива.При своем движении к верхней мертвой точке, поршень сжимает воздух в 18 - 22 раза (у карбюраторных в 8 - 10 раз). Поэтому в конце такта сжатия, давление над поршнем достигает 40 кг/см2, а температура поднимается выше 500 градусов. Третий такт - рабочий ход, служит для преобразования энергии сгораемого топлива в механическую работу. В конце такта сжатия, в камеру сгорания, через форсунку под давлением подается дизельное топливо, которое самовоспламеняется за счет высокой температуры сжатого воздуха.При сгорании дизельного топлива (взрыве), происходит его расширение и увеличение давления. При этом возникает усилие, которое перемещает поршень к нижней мертвой точке и через шатун проворачивает коленчатый вал. Во время рабочего хода давление в цилиндре достигает 100 кг/см2, а температура превышает 2000о. Четвертый такт – выпуск отработавших газов, служит для освобождения цилиндра от отработавших газов.Поршень от нижней мертвой точки поднимается к верхней мертвой точке и, через открытый выпускной клапан, выталкивает отработавшие газы.При своем последующем движении вниз, поршень засасывает свежую порцию воздуха, происходит такт впуска и рабочий цикл повторяется.В дизельном двигателе, нагрузки на все механизмы и детали значительно больше, чем в карбюраторном бензиновом, и это закономерно приводит к увеличению его массы, размеров и стоимости. Однако дизельный двигатель имеет и неоспоримые преимущества - меньший расход топлива, чем у его карбюраторного «брата» (приблизительно на 30%), а также отсутствие системы зажигания, что значительно уменьшает количество возможных неисправностей при эксплуатации. |
tnu.podelise.ru
Сущность изобретения: двигатель снабжен уравновешивающим устройством, выполненным в виде установленного в дополнительном цилиндре 6 свободного балансировочного поршня 7 на рессоре 11 с возможностью перемещения под действием сил инерции рабочего поршня 3 в противофазе с последним. Камера 9 переменного объема, образованная балансировочным поршнем 7 и выполненная в виде термического двигателя с устройством 12 подвода добавочного воздуха, сообщена с рабочим цилиндром 2 при помощи выпускного трубопровода 5 во время выпуска из цилиндра 2 отработавших газов, что позволяет снизить токсичность отработавших газов. Отсутствие механического привода уравновешивающего механизма позволяет повысить КПД двигателя. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к машиностроению, в частности, к двигателестроению, а именно к одноцилиндровым двигателям, преимущественно с картерной продувкой.
Известно балансировочное устройство для двухтактного двигателя, выполненное в виде оппозитного балансировочного поршня, размещенного в дополнительном цилиндре с образованием дополнительных компрессорных камер (1). Недостатком аналога являются большие механические потери на привод дополнительного поршня и газовые потери на двухступенчатое сжатие свежего заряда. Известен одноцилиндровый двухтактный двигатель с картерной продувкой, содержащий картер, закрепленный на нем рабочий цилиндр, рабочий поршень, размещенный в последнем, коленчатый вал, установленный в картере, выпускной трубопровод, связанный с рабочим цилиндром, и уравновешивающее устройство, выполненное в виде связанного с картером дополнительного цилиндра и установленного в последнем балансировочного поршня, причем рабочий и балансировочный поршни расположены оппозитно и с возможностью движения в противофазе, а балансировочный поршень установлен в цилиндре с зазором с образованием камер переменного объема и снабжен уплотнениями, выполненным в виде гибкой мембраны, закрепленной между поверхностями картера и дополнительного цилиндра (2). Недостатком прототипа является значительные потери на привод балансировочного поршня эксцентриковым механизмом, а также высокая токсичность отработавших газов из-за недогорания топлива. Цель изобретения - повышение КПД за счет исключения потерь мощности на уравновешивание двигателя, а также снижение токсичности отработавших газов за счет их догорания в термическом дожигателе. Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом двигателе балансировочный поршень выполнен свободным и установлен на пружинах с возможностью перемещения под действием сил инерции рабочего поршня, причем одна из камер переменного объема сообщена с выпускным трубопроводом и выполнена в виде термического дожигателя, снабженного устройством подвода добавочного воздуха. Цель достигается тем, что балансировочный поршень может быть снабжен штоком, расположенным в направляющей дополнительного цилиндра, а пружины выполнены в виде рессоры с центральным отверстием, при этом концы рессоры расположены в спорах, установленных на картере, а шток закреплен в центральном отверстии рессоры. Цель достигается тем, что опоры могут быть установлены на картере подвижно с возможностью перемещения вдоль рессоры. Цель достигается тем, что он может быть снабжен механизмом управления с датчиком частоты вращения коленчатого вала, а опоры связаны кинематически с механизмом управления. На чертеже показан предлагаемый двигатель. Двигатель содержит картер 1, закрепленный на нем рабочий цилиндр 2, рабочий поршень 3, размещенный в последнем, коленчатый вал 4, установленный в картере 1, выпускной трубопровод 5, связанный с рабочим цилиндром 2, и уравновешивающее устройство, выполненное в виде связанного с картером дополнительного цилиндра 6 и установленного в последнем балансировочного поршня 7, причем рабочий 3 и балансировочный 7 поршни расположены оппозитно и с возможностью движения в противофазе, балансировочный поршень 7 установлен в цилиндре 6 с зазором с образованием камер 8 и 9 переменного объема и снабжен уплотнением, выполненным в виде гибкой мембраны 10, закрепленный между поверхностями картера 1 и дополнительного цилиндра 6. Балансировочный поршень 7 выполнен в виде свободного поршня, установленного на пружинах, например рессоре 11, с возможностью перемещения под действием сил инерции рабочего поршня 3, причем одна из камер, например 9 переменного объема сообщена с выпускным трубопроводом 5 и выполнена в виде термического дожигателя, снабженного устройством 12 подвода добавочного воздуха. Балансировочный поршень 7 может быть снабжен штоком 13, расположенным в направляющей 14 дополнительного цилиндра 6, а в рессоре 11 выполнено центральное отверстие, концы рессоры 11 расположены в опорах 15, установленных на картере 1, а шток 13 закреплен в центральном отверстии рессоры 11. Опоры 15 установлены на картере 11 подвижно с возможностью перемещения вдоль рессоры 11. Двигатель может быть снабжен при этом механизмом управления 16 с датчиком 17 частоты вращения коленчатого вала 4, а опоры 15 связаны кинематически с механизмом управления 16. Предлагаемый двигатель работает следующим образом. При возвратно-поступательном перемещении рабочего поршня 3 силы инерции через картер и дополнительный цилиндр 6 воздействует на подпружиненный балансировочный поршень 7, который перемещается в сторону, противоположную движению рабочего поршня 3. Подбором массы балансировочного поршня 7 и жесткости пружин (рессоры 11) из условия наступления резонанса выбирают режим полного уравновешивания двигателя. Указанный режим может быть в достаточно большем диапазоне изменения числа оборотов двигателя за счет демпфирования колебаний балансировочного поршня 7, что позволяет использовать его в однорежимных агрегатах, например, для привода электрогенераторов и т.д. Перепуск отработавших газов в камеру 9 при выпуске из рабочего цилиндра 2 позволяет синхронизировать движение поршней 3 и 7 на переходных режимах, что позволяет расширить диапазон рабочих частот вращения вала 4 двигателя. Кроме того, перепуск газов в камеру 9, в которой перед перепуском уже находится порция свежего воздуха, засасывающая при движении балансировочного поршня 7 на части хода от крайней точки, через устройство 12 подвода добавочного воздуха, позволяет дожигать недогорающее топливо в камере 9, что снижает токсичность отработавших газов. При этом импульс движения балансировочного поршня 7 позволяет повысить давление продувочного заряда в картере 1 (в случае выполнения двигателя с картерной продувкой) за счет связи камеры 8 с картером 1. При выполнении опор 15 рессоры 11 подвижными возможно изменение ее жесткости, что позволяет уравновешивать двигатель на любом режиме его работы и использовать его, в частности, для привода транспортных средств. При этом сигнал на изменение жесткости рессоры 11 поступает с датчика 17 частоты вращения вала 4 на механизм управления 16, который управляет перемещением опор 15 относительно концов рессоры 11. Таким образом, предложенный двигатель позволяет при его полной уравновешенности повысить механический КПД за счет снижения потерь на привод уравновешивающего механизма, а также снизить токсичность отработавших газов за счет их дожигания в термическом дожигателе, образованном балансировочным поршнем.Формула изобретения
1. ОДНОЦИЛИНДРОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ преимущественно с картерной продувкой, содержащий картер, закрепленный на нем рабочий цилиндр, рабочий поршень, размещенный в последнем, коленчатый вал, установленный в картере, выпускной трубопровод, связанный с рабочим цилиндром, и уравновешивающее устройство, выполненное в виде связанного с картером дополнительного цилиндра и установленного в последнем балансировочного поршня, причем рабочий и балансировочный поршни расположены оппозитно с возможностью движения в противофазе, а балансировочный поршень установлен в цилиндре с зазором с образованием камер переменного объема и снабжен уплотнением, выполненным в виде гибкой мембраны, закрепленной между поверхностями картера и дополнительного цилиндра, отличающийся тем, что балансировочный поршень выполнен свободным и установлен на пружинах с возможностью перемещения под действием сил инерции рабочего поршня, причем одна из камер переменного объема сообщена с выпускным трубопроводом и выполнена в виде термического дожигателя, снабженного устройством подвода добавочного воздуха. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что балансировочный поршень снабжен штоком, расположенным в направляющей дополнительного цилиндра, а пружины выполнены в виде рессоры с центральным отверстием, при этом концы рессоры расположены в опорах, установленных в картере, а шток закреплен в центральном отверстии рессоры. 3. Двигатель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что опоры установлены на картере подвижно с возможностью перемещения вдоль рессоры. 4. Двигатель по пп.1 - 3, отличающийся тем, что он снабжен механизмом управления с датчиком частоты вращения коленчатого вала, а опоры кинематически связаны с механизмом управления.РИСУНКИ
Рисунок 1www.findpatent.ru
