Четырехтактный двигатель представляет собой поршневой мотор внутреннего сгорания. Рабочий процесс всех цилиндров в этих агрегатах занимает 2 кругооборота коленчатого вала или четыре поршневых такта. С середины ХХ века 4 тактный двигатель — самый распространенный вид поршневых моторов.
Рабочий цикл ДВС (двигателя внутреннего сгорания) состоит из ряда процессов, при которых усиливается мощность двигателя, воздействующего на коленчатый вал. Состоит рабочий цикл из нескольких этапов:
В ДВС поршень двигается в одном направлении (вниз или вверх). Коленчатый вал совершает один оборот в два такта. Рабочим ходом поршня называют тот, при котором совершается полезная работа, и расширяются сгоревшие газы.
Двухтактными называют двигатели, в которых цикл совершается в один оборот коленчатого вала или за два такта. Четырехтактные агрегаты характеризуются совершением рабочего цикла за два оборота коленвала или за четыре такта.
Основные характерные показатели 4 тактного двигателя:
Впервые пригодный к работе четырехтактный мотор создал немецкий инженер Николаус Отто. В его честь был назван четырехтактный цикл работы циклом Отто, а 4-тактный мотор, применяющий свечи зажигания, называют двигателем Отто.
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.
Распредвал четырехтактного мотора размещается в крышке цилиндра. Он приводится в действие ведущим колесом, вмонтированном в коленчатый вал. Распределительный вал открывает и закрывает один из клапанов: выпускной или впускной, в зависимости от расположения поршня. На распределительном вале также расположены кулачки, которые приводят в действие клапанные коромысла.
Коромысла после срабатывания, начинают воздействовать на определенный клапан и открывают его. Важно, что между регулировочным винтом и клапаном должен быть тепловой зазор (узкий промежуток). При нагреве металл расширяется, поэтому, если зазор слишком маленький или его нет вообще, клапаны не могут закрыть полностью каналы выпуска и впуска.
У клапана впуска зазор должен быть меньше, чем у клапана выпуска, потому как газы выхлопа горячее, чем смесь. Соответственно клапан впуска нагревается меньше, чем клапаны выпуска.
Как уже было отмечено работа четырехтактного мотора состоит из четырех тактов поршня или из двух оборотов коленвала.
Этапы работы :
Главное отличие четырехтактного двигателя от двухтактного обусловлено разными механизмами газообмена, а именно: удалением отработанных газов и подачей топливно-воздушной смеси в цилиндр.
Процессы заполнения цилиндра и его очистки в четырехтактном двигателе происходят с помощью газораспределительного специального механизма, который в определенное время открывает и закрывает рабочий цикл.
Очистка цилиндра и его заполнение в двухтактном двигателе выполняется в одно время с с расширением и сжатием при нахождении поршня поблизости мертвой нижней точки. В стенках цилиндра для этого имеется два отверстия: продувочное или впускное и выпускное. Через выпускное отверстие поступает топливная смесь, и выходят отработанные газы.
Основные отличия двухтактных и четырехтактных двигателей:
Смешивают бензин с маслом двумя способами. Это может быть простое перемешивание, которое проводится перед тем, как залить в бак топливо и раздельная передача. Во втором случае масляно-топливная смесь образуется во впускном патрубке, расположенном между цилиндром и карбюратором.
Двигатель в последнем случае оснащен масляным бачком с трубопроводом, соединенным с плунжерным насосом. Насос подает масло во впускной патрубок в том количестве, которое необходимо. Производительность насоса зависит от того, как расположена ручка подачи «газа». Поступление масла тем больше, чем больше подается топливо. Более совершенной является раздельная система смазки двухтактного двигателя. Отношение бензина к маслу при ней может достигать 200:1. Это приводит к снижению расхода масла и к уменьшению дымности. Такую систему используют, например, на современных скутерах.
В четырехтактных двигателях бензин с маслом не смешивают, а подают отдельно, для чего двигатели имеют классическую систему смазки, которая состоит из фильтра, масляного насоса, трубопроводной магистрали и клапанов. В качестве масляного бачка может выступать картер двигателя (смазка с «мокрым «картером) либо отдельный бачок («сухой» картер).
В первом случае насос всасывает из поддона масло, направляет его во входную полость, а затем по каналам -к деталям шатунно-кривошипной группы, к подшипникам коленвала и газораспределительному механизму.
В случае смазки с «сухим» картером масло заливают в бочок. Оттуда оно при помощи насоса попадает к трущимся поверхностям. Стекающую в картер часть масла откачивают дополнительным насосом и возвращают в бачок.
Для очищения масла от разных продуктов износа двигатель имеет фильтр. Кроме того при необходимости устанавливают охлаждающие фильтра, потому как температура масла в процессе работы может очень сильно подниматься.
tokar.guru
Двигатели внутреннего сгорания — это тепловые машины, в которых химическая энергия топлива преобразуется в тепловую энергию и в механическую работу непосредственно в рабочем цилиндре. Преобразование тепловой энергии в механическую происходит путем расширения продуктов сгорания. Рассмотрим принцип работы ДВС на примере карбюраторного двигателя.
Рабочий цикл изображенного на рисунке двигателя осуществляется за 2 оборота коленчатого вала или за 4 полных хода поршня (4 такта). Поэтому двигатель — 4-х тактный.
Рис. 1 Схема работы 4-тактного карбюраторного двигателяВ 4-х тактном дизеле последовательность тактов — та же. Однако в период впуска в цилиндр поступает не горючая смесь, а свежий заряд воздуха. Топливо подается в цилиндр в мелкораспыленном виде в конце такта сжатия (у ВМТ) и самовоспламеняется из-за высокой температуры сжатого свежего заряда воздуха. Часть топлива продолжает поступать и в начальный период рабочего хода. Подача топлива осуществляется топливным насосом высокого давления через распылитель форсунки.
Как видно из диаграммы, сгорание подаваемого в цилиндр топлива частично осуществляется при постоянном объеме (линия czi), частично при постоянном давлении (линия ziz), когда поршень уже начинает рабочий ход. В остальном цикл аналогичен циклу карбюраторного двигателя.
В 2-такгном двигателе рабочий цикл осуществляется за 1 оборот коленчатого вала (2 хода поршня). Рассмотрим принцип его действия на примере 2-тактного крейцкопфного дизеля с контурной продувкой цилиндра.
Рис. 3 Схема 2-тактного крейцкопфного дизеляВ нижней части втулки цилиндра имеются продувочные А и выпускные В окна. Примем, что выпускные окна несколько выше продувочных. Открытием и закрытием окон управляет поршень рабочего цилиндра. В конце рабочего хода поршень своей верхней кромкой открывает выпускные окна В, давление в цилиндре в этот момент выше атмосферного. Поэтому под действием разности давления продукты сгорания выбрасываются из цилиндра в атмосферу (линия bа на теоретической диаграмме работы 2-тактного дизеля). Эта фаза рабочего цикла называется «свободным выпуском«.
Рис. 4 Диаграмма работы 2-тактного дизеляПродувочные окна А открываются при дальнейшем нисходящем ходе поршня к НМТ. В этот момент давление в цилиндре станет примерно равным давлению в продувочном ресивере. Предварительно сжатый воздух из продувочного ресивера через окна А поступает в цилиндр и выталкивает из него оставшиеся продукты сгорания через окна В. Эта фаза очистки называется «принужденным выпуском».
Одновременно с выталкиванием продуктов сгорания свежий воздух заполняет объем цилиндра и частично выходит вместе с отработавшими газами в атмосферу. Эту фазу называют «продувкой» рабочего цилиндра. Принужденный выпуск и продувка протекают одновременно от момента открытия продувочных окон при движении поршня к НМТ до их полного закрытия при движении поршня от НМТ к ВМТ (линия аоа на диаграмме). После закрытия продувочных и выпускных окон в 2-тактном двигателе начинается процесс сжатия и далее — как у 4-тактного двигателя.
Процесс очистки цилиндра от продуктов сгорания и наполнения его свежим зарядом носит название «газообмен». Как видно, в 2-тактном дизеле газообмен осуществляется лишь на части хода поршня, при его нахождении в районе НМТ.
Рекомендуется к прочтению:
Режимы обкатки судовых ДВС
Испытания судовых ДВС
Февраль, 13, 2015 867
sea-man.org
Внастоящее время практически на всех автомобилях используется поршневой двигательвнутреннего сгорания (далее ДВС). Принцип работы поршневого ДВС заключается виспользовании полезного действия теплового расширения газов, нагреваемых врезультате движения поршня от верхней мертвой точки (далее ВМТ) к нижнеймертвой точке (далее НМТ). В положении ВМТ нагревание газов происходит врезультате сгорания топливовоздушной смеси в цилиндре, которая образуетсясмешиванием воздуха и топлива (бензин, дизельное топливо и др.). В результатесгорания повышается давление и температура газов.
В результатетого, что давление непосредственно под поршнем равняется атмосферному, а всамом цилиндре значительно выше, то из-за данной разницы давлений поршеньначинает перемещаться вниз, в итоге, газы при расширении совершают полезноедействие. Для того, чтобы двигатель продолжал создавать механическую энергию, вцилиндр необходимо подавать новые порции воздуха, через специальный впускнойклапан, и, естественно, топливо, которое поступает через форсунку. Также, можноподавать непосредственно готовую смесь топлива и воздуха. Продукты сгорания,отработанные газы, после расширения через впускной клапан удаляются из полостицилиндра. Указанные задачи выполняются механизмом газораспределения, которыйуправляет закрытие и открытие клапанов, а также система топливоподачи.
Рядпериодически повторяющихся последовательных процессов, которые происходят вкаждом из цилиндров двигателя и обуславливают преобразование тепловой энергии,непосредственно в механическое действие, называют рабочим циклом двигателя. Еслиза один рабочий цикл поршень совершает два хода, то есть всего за один оборот коленвала(коленчатого вала), то подобный двигатель принято называть двухтактным.Современные автомобильные двигатели являются четырехтактными. Четырехтактныйцикл подразумевает четыре хода поршня и два оборота коленвала. Данный циклвключает в себя следующие такты: впуск, сжатие, расширение (рабочий ход) ивыпуск.
Впуск. Втот момент, когда коленчатый вал ДВС совершает первый полуоборот, в цилиндрепоршень начинает перемещаться от ВМТ, соответственно, к НМТ. Выпускной клапаннаходится в закрытом состоянии, а впускной клапан в открытом. В цилиндреобразуется отрицательное давление (разряжение) порядка 0,07 – 0,095 МПа, врезультате чего новая порция горючей смеси, состоящей из воздуха и паровтоплива, поступает через впускной газопровод непосредственно в цилиндр. Новаяпорция смешивается с остатками отработанных газов, образуя тем самым рабочуюсмесь.
Сжатие. Послетого, как цилиндр заполняется горючей смесью, поршень под действием вращенияколенчатого вала, во время второго полуоборота, перемещается от точки НМТ вВМТ. В этот период клапаны находятся в закрытом состоянии. В результатеуменьшения объема, давление и температура рабочей смеси увеличиваются.
Расширениеили рабочий ход. В самом конце предыдущего такта рабочая смесь начинаетвоспламеняться под воздействием электрической искры. В результате горения,давление и температура образующихся газов начинает резко возрастать. Под действиемдавления, поршень от точки ВМТ начинает перемещаться к НМТ. На данном этаперасширения, шатун, связанный шарниром с поршнем, совершает довольно сложноедвижение, в результате чего приводит во вращение, через кривошип, коленчатыйвал. Расширение газов приводит к полезному действию, из-за чего при третьемполуобороте коленвала, ход поршня принято называть рабочим ходом. В завершениирабочего хода, при положении поршня в НМТ, выпускной клапан начинаетоткрываться, что приводит к снижению давления в цилиндре до 0,3 – 0,75 МПа,также падает и температура примерно до 950 — 1200 градусов по Цельсию.
Выпуск.Во время четвертого полуоборота коленвала поршень от точки НМТ начинаетперемещаться к ВМТ. В данный момент выпускной клапан находится в открытом состоянии.Через клапан в окружающую атмосферу из цилиндра, через выпускной газопровод выталкиваются продуктысгорания топливовоздушной смеси.
Впуск. Вовремя движения поршня от точки ВМТ к НМТ в полость цилиндра, под действиемобразующегося разряжения поступает воздух. Из окружающей среды, воздух в первуюочередь поступает в воздухоочиститель, а затем через впускной клапан, которыйна данном этапе находится в открытом состоянии, поступает в цилиндр. В цилиндретемпература воздуха составляет 40-60 градусов по Цельсию, а давление 0,08 –0,095 МПа.
Сжатие.При движении поршня из НМТ к точке ВМТ, выпускной и впускной клапаны находятсяв закрытом состоянии, в результате чего движущийся вверх поршень начинаетсжимать поступивший в цилиндр воздух. Чтобы добиться воспламенения топлива,необходимо чтобы температура сжимаемого воздуха была выше температуры, прикоторой происходит самовоспламенение горючего. В момент приближения поршня кточке ВМТ, в полость цилиндра через форсунку впрыскивается порция топлива,которое подается топливным насосом.
Расширениеили рабочий ход. Поступившее в конечном этапе такта сжатия горючее,перемешавшись с горячим воздухом, воспламеняется. Процесс горениятопливовоздушной смеси сопровождается резким повышением давления и температуры.В итоге, максимальная температура газов достигает 1800-2000 градусов поЦельсию, а давление 6 — 9 МПа. Таким образом, поршень под действием высокогодавления газов перемещается из ВМТ в точку НМТ, создавая рабочий ход. Когдапоршень достигает НМТ, температура падает до 700 — 900 градусов, а давление до0,3 – 0,5 МПа.
Выпуск. ИзНМТ поршень перемещается в ВМТ, в этот момент через выпускной клапан,находящийся в открытом состоянии, из цилиндра выталкиваются отработанные газы.Температура начинает резко снижается и составляет 500-700 градусов, а давление падаетдо 0,11-0,12 МПа. После завершения данного такта, в результате вращенияколенвала рабочий цикл начинает вновь повторяться с той же последовательностью.
Отличиедвухтактного мотора от четырехтактного, заключается в том, что у первыхзаполнение цилиндра воздухом или топливовоздушной смесью происходит в началехода сжатия. В то время как очистка цилиндра, от отработанного газа происходитв конце этапа расширения. То есть, процессы впуска и выпуска происходят безсамостоятельного хода поршня. Общим процессом практически для всех двухтактныхдвигателей является продувка, то есть процесс выведения из полости цилиндра отработанныхгазов, при помощи потока воздуха или горючей смеси. Таким образом, двигателиданного типа имеют специальный компрессор, иначе называемый продувочнымнасосом.
Дляполучения представления о работе двухтактного карбюраторного ДВС с кривошипно-камернойсистемой продувки, следует подробнее остановиться на тактах рабочего цикла.Нужно заметить, что у ДВС данного типа отсутствуют клапаны, чью роль исполняет поршень.В итоге, во время движения поршень закрывает продувочные, выпускные и впускныеокна. Через указанные окна полость цилиндра в определенные моменты начинаетсообщаться с выпускным и впускным трубопроводами, а также с кривошипной камерой,иначе говоря, картером, который изолирован от окружающей атмосферы. В среднейчасти цилиндра расположены три окна: выпускное, впускное и продувочноесообщающееся с клапаном кривошипной камеры ДВС. Рабочий цикл состоит из двухтактов: сжатие и рабочий ход.
Сжатие.Из точки НМТ поршень перемещается в ВМТ, в процессе движения в первую очередьперекрывается продувочное окно, затем выпускное окно. С того момента, какпоршень перекрывает выпускное окно, в цилиндре начинается процесс сжатияпоступившей порции горючей смеси. В то же время, в картере из-за герметичностикамеры создаётся разряжение. Под действием отрицательного давления, черезвпускное окно, находящееся в открытом положении из карбюратора в кривошипнуюкамеру поступает топливовоздушная смесь.
Рабочийход. Когда поршень приближается к ВМТ, максимально сжатая рабочая смесьподвергается воспламенению искрой от электрической свечи. В результатевоспламенения и процесса горения, давление и температура газов начинает резковозрастать. В итоге, под действием расширения нагретых газов, поршень начинаетдвигаться к НМТ. Таким образом, тепловое расширение газов совершает полезнуюработу. В процессе движения, поршень перекрывает впускное окно, одновременносжимая горючую смесь, находящуюся в картере. По мере достижения поршнявыпускного окна, последнее открывается и через него отработанные газывыпускаются в атмосферу, что сопровождается падением давления в цилиндре. Впроцессе дальнейшего передвижения поршня, продувочное окно открывается игорючая смесь, находившаяся в кривошипной камере под давлением, поступает поканалу в цилиндр, тем самым осуществляя продувку полости от остаточныхотработанных газов.
Рабочийцикл дизельного двухтактного двигателя отличается от рассмотренного вышекарбюраторного двухтактного ДВС тем, что у первого в цилиндр поступает негорючая смесь, а воздух, также в конце такта сжатия в цилиндр подаетсямелкораспыленное топливо. Теоретически, мощность рассмотренного двухтактногоДВС, при условии одинакового объема цилиндров и частоте вращения коленчатоговала, должна быть в два раза больше мощности четырехтактного двигателя, из-забольшого количества рабочих циклов. Но, на практике, имеются существенныенедостатки, которые приводят к увеличению мощности всего на 60-70%. К снижениюмощности приводит плохое освобождение полости цилиндра от остатков отработанныхгазов, тот факт, что для расширения не полностью используется ход поршня ичасть мощности расходуется на привод продувочного компрессора.
rusauto.net
Полезное
Каждый уважающий себя автолюбитель должен знать каким образом работает ДВС – двигатель внутреннего сгорания. Название пошло от того, что топливо сгорает непосредственно внутри камеры сгорания (внутри).
В цилиндр мотора всасывается горючая смесь (топливо + воздух). В момент, когда поршень достигнет верхней мертвой точки (ВМТ) сжатая смесь поджигается свечей зажигания. Происходит воспламенение. В камере образуется высокое давление и за счет этого поршень перемещается вниз. Таким образом давление от сгорания газов преобразуется в механическую энергию. Обработанные газы выбрасываются через выпускной клапан.
За своевременное открытие/закрытие впускных и выпускных клапанов отвечает газораспределительный механизм (ГРМ).
Работа ДВС разбита на такты. Есть двигатели у которых все необходимые процессы происходят за 2 такта (один оборот коленвала), они называются 2-х тактные. Двигатели, у которых процессы происходят за 4 такта (два оборота) – 4-х тактные. Как правило, на автомобилях устанавливаются 4-х тактные ДВС. Они включают в себя такты впуска, сжатия, рабочий ход, выпуск.
Во время опускания поршня вниз, при этом клапан впуска открыт, выпуска – закрыт, в цилиндре образуется малое давление и за счет этого с него всасывается горючая смесь – пары бензина и воздуха.
После заполнения цилиндра горючей смесью впускной клапан закрывается и поршень начинает двигаться вверх (от нижней мертвой точки к ВМТ). Смесь сжимается и нагревается.
В самом конце сжатия смеси происходит ее воспламенение при помощи электрической искры. Топливо воспламеняется, температура в камере сгорания резко увеличивается и поршень опускается вниз. Во время этого такта осуществляется полезная работа. Когда поршень дойдет до НМТ откроется выпускной клапан, давление в цилиндре уменьшиться.
Интересное: какое давление в грузовых шинах?
Поршень начинается подниматься к ВМТ. Выпускной клапан находиться в открытом состоянии. Отработанные газы выводятся наружу.
Далее такты повторяются. Все эти процессы происходят в определенной последовательности в каждом цилиндре ДВС.
auto-myinfo.ru
Действие поршневого двигателя внутреннего сгорания основано на использовании работы теплового расширения нагретых газов во время движения поршня от ВМТ к НМТ. Нагревание газов в положении ВМТ достигается в результате сгорания в цилиндре топлива, перемешанного с воздухом. При этом повышается температура газов и давления.Так как давление под поршнем равно атмосферному, а в цилиндре оно намного больше, то под действием разницы давлений поршень будет перемещаться вниз, при этом газы — расширяться, совершая полезную работу. Чтобы двигатель постоянно вырабатывал механическую энергию, цилиндр необходимо периодически заполнять новыми порциями воздуха через впускной клапан и топливо через форсунку или подавать через впускной клапан смесь воздуха с топливом. Продукты сгорания топлива после их расширения удаляются из цилиндра через впускной клапан. Эти задачи выполняют механизм газораспределения, управляющий открытием и закрытием клапанов, и система подачи топлива.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.
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 0.07 — 0.095 МПа, 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 — 1200 С.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.
Впуск. При движении поршня от ВМТ к НМТ вследствие образующегося разряжения из воздухоочистителя в полость цилиндра 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
[spoiler]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 2 перемещается от ВМТ в НМТ — происходит рабочий ход. Около НМТ давление снижается до 0.3 — 0.5 МПа, а температура до 700 — 900 С.Выпуск. Поршень перемещается от НМТ в ВМТ и через открытый выпускной клапан 6 отработавшие газы выталкиваются из цилиндра. Давление газов снижается до 0.11 — 0.12 МПа, а температура до 500-700 С. После окончания такта выпуска при дальнейшем вращении коленчатого вала рабочий цикл повторяется в той же последовательности.Двухтактные двигатели отличаются от четырехтактных тем, что у них наполнение цилиндров горючей смесью или воздухом осуществляется в начале хода сжатия, а очистка цилиндров от отработавших газов в конце хода расширения, т.е. процессы выпуска и впуска происходят без самостоятельных ходов поршня. Общий процесс для всех типов двухтактных двигателей — продувка, т.е. процесс удаления отработавших газов из цилиндра с помощью потока горючей смеси или воздуха. Поэтому двигатель данного вида имеет компрессор (продувочный насос).
Рассмотрим работу двухтактного карбюраторного двигателя с кривошипно-камерной продувкой. У этого типа двигателей отсутствуют клапаны, их роль выполняет поршень, который при своем перемещении закрывает впускные, выпускные и продувочные окна. Через эти окна цилиндр в определенные моменты сообщается с впускным и выпускным трубопроводами и кривошипной камерой (картер), которая не имеет непосредственного сообщения с атмосферой. Цилиндр в средней части имеет три окна: впускное, выпускное и продувочное, которое сообщается клапаном с кривошипной камерой двигателя. Рабочий цикл в двигателе осуществляется за два такта:
Сжатие. Поршень перемещается от НМТ к ВМТ, перекрывая сначала продувочное, а затем выпускное окно. После закрытия поршнем выпускного окна в цилиндре начинается сжатие ранее поступившей в него горючей смеси. Одновременно в кривошипной камере вследствие ее герметичности создается разряжение, под действием которого из карбюратора через открытое впускное окно поступает горючая смесь в кривошипную камеру.
Рабочий ход. При положении поршня около ВМТ сжатая рабочая смесь воспламеняется электрической искрой от свечи, в результате чего температура и давление газов резко возрастают. Под действием теплового расширения газов поршень перемещается к НМТ, при этом расширяющиеся газы совершают полезную работу. Одновременно опускающийся поршень закрывает впускное окно и сжимает находящуюся в кривошипной камере горючую смесь. Когда поршень дойдет до выпускного окна, оно открывается и начинается выпуск отработавших газов в атмосферу, давление в цилиндре понижается. При дальнейшем перемещении поршень открывает продувочное окно и сжатая в кривошипной камере горючая смесь перетекает по каналу, заполняя цилиндр и осуществляя продувку его от остатков отработавших газов.
Рабочий цикл двухтактного дизельного двигателя отличается от рабочего цикла двухтактного карбюраторного двигателя тем, что у дизеля в цилиндр поступает воздух, а не горючая смесь, и в конце процесса сжатия впрыскивается мелкораспыленное топливо. Мощность двухтактного двигателя при одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения вала теоретически в два раза больше четырехтактного за счет большего числа рабочих циклов. Однако неполное использование хода поршня для расширения, худшее освобождение цилиндра от остаточных газов и затраты части вырабатываемой мощности на привод продувочного компрессора приводят практически к увеличению мощности только на 60…70%.
[/spoiler]
avto.win7ka.ru
ОСНОВЫ ТЕОРИИ ДВС
Основы технической термодинамики
Понятие о термодинамическом процессе
Рабочее тело и параметры его состояния
Законы идеальных газов
Уравнение состояния идеальных газов
Второй закон термодинамики
Физическая основа второго закона термодинамики
Цикл теплового двигателя
Цикл Карно
Идеальный цикл компрессора
Теоретические циклы ДВС
Классификация тепловых двигателей
Принцип работы ДВС
Цикл с подводом теплоты при постоянном объеме
Параметры характерных точек
Определение внешней теплоты и работы цикла
Термический КПД цикла
Цикл с подводом теплоты при постоянном давлении
Цикл со смешанным подводом теплоты
Сравнение различных циклов ДВС
Действительные циклы ДВС
Отличие действительных циклов четырехтактных двигателей от теоретических
Индикаторная диаграмма
Процессы газообмена
Влияние фаз газораспределения на процессы газообмена
Параметры процесса газообмена
Уравнение коэффициента наполнения
Факторы, влияющие на процессы газообмена
Токсичность отработавших газов и пути предотвращения загрязнения окружающей среды
Процесс сжатия
Параметры процесса сжатия
Процесс сгорания
Скорость сгорания
Химические реакции при сгорании
Процесс сгорания в карбюраторном двигателе
Факторы, влияющие на процесс сгорания в карбюраторном двигателе
Детонация
Процесс сгорания топливной смеси в дизеле
Жесткая работа дизеля
Процесс расширения
Назначение и протекание процесса расширения
Параметры процесса расширения
Энергетические и экономические показатели работы ДВС
Действительная индикаторная диаграмма
Индикаторные показатели
Среднее индикаторное давление
Индикаторная мощность
Индикаторный КПД
Механические потери
Эффективные показатели
Среднее эффективное давление и эффективная мощность
Механический и эффективный КПД двигателя
Удельный эффективный расход топлива
Литровая мощность
Способы повышения мощности двигателя
Тепловой баланс двигателя
Уравнение теплового баланса
Влияние различных факторов на тепловой баланс двигателя
Гидродинамика
Физические свойства жидкости
Поток жидкости и его параметры
Основные законы гидродинамики
Уравнение неразрывности потока
Уравнение Бернулли
Истечение жидкости из малых отверстий и насадок
Истечение жидкости из малых отверстий
Истечение жидкости из насадок
Карбюрация и карбюраторы
Требования, предъявляемые к карбюратору
Элементарный карбюратор
Течение воздуха по впускному тракту
Истечение топлива из жиклера
Характеристики элементарного и идеального карбюраторов
Характеристика элементарного карбюратора
Характеристика идеального карбюратора
Главная дозирующая система
Вспомогательные устройства
Смесеобразование в дизеле
Классификация камер сгорания
Способы смесеобразования
Объемный способ смесеобразования
Пленочный и объемно-пленочный способы смесеобразования
Сравнительная оценка различных способов смесеобразования
Распыление топлива
Образование горючей смеси и воспламенение топлива
Испытания двигателей
Виды испытаний и их назначение
Испытательные стенды
Тормозные устройства и динамометры
Приборы для измерения частоты вращения коленчатого вала
Приборы для измерения давления
Приборы для измерения температуры
Приборы и устройства для измерения расхода воздуха
Приборы и устройства для определения расхода топлива
Прибор для определения угла опережения зажигания
Индикаторы
Требования техники безопасности при проведении испытаний
Характеристики ДВС
Общие сведения
Нагрузочная характеристика
Нагрузочная характеристика карбюраторного двигателя
Нагрузочная характеристика дизельного двигателя
Скоростные характеристики
Внешняя скоростная характеристика карбюраторного двигателя
Внешняя скоростная характеристика дизеля
Приемистость и самоприспособляемость двигателей
Частичные скоростные характеристики
Характеристики холостого хода
Регулировочные характеристики
Регулировочная характеристика по составу смеси
Регулировочная характеристика по углу опережения зажигания
Кинематика кривошипно-шатунного механизма
Типы КШМ
Кинематика центрального КШМ
Перемещение поршня
Скорость поршня
Ускорение поршня
Отношение хода поршня к диаметру цилиндра
Динамика КШМ
Силы давления газов
Силы инерции
Приведение масс деталей КШМ
Определение сил инерции
Суммарные силы, действующие в КШМ
Силы, действующие на шейки коленчатого вала
Аналитическое и графическое представление сил и моментов
Порядок работы цилиндров двигателя в зависимости от расположения кривошипов и числа цилиндров
Уравновешивание двигателей
Силы и моменты, вызывающие неуравновешенность двигателя
Условия уравновешенности
Способы уравновешивания
Уравновешивание одноцилиндрового двигателя
Уравновешивание четырехцилиндрового рядного двигателя
Уравновешивание шести- и восьмицилиндровых двигателей
Уравновешивание четырехтактного однорядного шестицилиндрового двигателя
Уравновешивание четырехтактного V-образного шестицилиндрового двигателя с углом развала 90°
Уравновешивание четырехтактного V-образного восьмицилиндрового двигателя
Балансировка коленчатого вала
Крутильные колебания коленчатого вала
Гасители крутильных колебаний
avtomehi.ru
