Карбюраторный двигатель является одним из видов двигателей с автономным зажиганием, а также внешним образованием смесей.
В этом механизме в его цилиндры поступает уже готовая топливно-воздушная смесь, которая чаще всего производится в карбюраторе. Она может готовиться и в газо-воздушном смесителе. И еще один вариант: она образуется во время впрыска топлива, которое распыляется форсункой.
Независимо от того, как образуется смесь, и сколько в рабочем цикле тактов, карбюраторный двигатель осуществляет свою работу всегда одинаково. Горючая смесь, что находится в сжатом состоянии в камере сгорания, поджигается в какой-либо момент при помощи системы зажигания (чаще всего - электроискровая система). Также может быть использовано зажигание от калильной трубки, но это в основном в малогабаритных и недорогих двигателях (пример – авиамодели). Лазерное или плазменное зажигание на данный момент еще разрабатывается.
Хочется отметить, что карбюраторный двигатель, а точнее его типы, зависит от того, сколько в его рабочем цикле тактов. Поэтому существуют двигатели "Отто" - у них данный цикл включает в себя четыре полуоборота коленчатого вала, и он состоит из четырех тактов, а также двухтактные – их цикл включает в себя два полуоборота коленчатого вала. Данный тип, стоит отметить, благодаря своей простой конструкции получил большое распространение как двигатель для разных агрегатов и мотоциклов.
Карбюраторный двигатель может быть атмосферным. У него впуск горючего или воздуха осуществляется благодаря разрежению в цилиндре. К тому же данный процесс осуществляется под давлением, которое создается специальным компрессором.
Нужно отметить, что карбюраторный двигатель внутреннего сгорания принимает практически любое топливо. Когда-то даже применялся в его роли спирт. Также в качестве топливной жидкости можно использовать лигроин, пропан-бутановые или бензиновые смеси, светильный газ и этиловый спирт.
Как комплектуется карбюраторный двигатель? Его основная часть – это цилиндр со съемной головкой. Внутри него размещается поршень, а на нем в специально предназначенных для этого канавках располагаются поршневые кольца. Они не дают газам возможности прорваться вниз. И еще они препятствуют маслу, чтобы оно не попадало вверх.
При помощи шатуна и пальца поршень соединяется с кривошипом коленвала, а тот, в свою очередь, вращается в подшипниках, что установлены в двигательном картере. В цилиндр через впускной клапан поступает смесь бензина с воздухом, через выпускной же выделяются отработанные газы. И еще, нельзя обойти вниманием резьбовое отверстие цилиндровой головки. В ней находится ввернутая свеча зажигания. Она электрической искрой, которая проскакивает между электродами, поджигает горючую смесь.
Несмотря на то, что конструкция данного механизма весьма проста, его не так просто починить, если возникли какие-то неполадки. Поэтому понадобится провести такой процесс, как диагностика карбюраторного двигателя.
fb.ru
При помощи двигателя энергия сгорания топлива или энергия электрическая преобразуются в механическую энергию, которая необходима для движения.
Традиционно на автомобилях применяются двигатели внутреннего сгорания на бензине или дизельном топливе, используются также газовые двигатели, всё чаще начинают применять гибридные двигатели, которые представляют собой симбиоз двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя. Очень много разработок в области электрических двигателей. Однако, данный тип двигателя пока не получил широкого распространения.
Виды бензиновых двигателей Бензиновые двигатели могут быть карбюраторными и инжекторными. Бензиновые двигатели различаются по числу и расположению цилиндров, по способу охлаждения (воздушное и масляное охлаждение), по способу наполнения цилиндров воздухом (атмосферные, с наддувом, компрессорные) и другие.
Карбюраторные бензиновые двигатели
В карбюраторном двигателе горючая смесь приготавливается, собственно в карбюраторе. Основных видов карбюратора три:
Мембранно-игольчатый карбюратор создан как самостоятельная часть, элемент автомобиля. Устройство состоит из нескольких камер, которые разделены мембранами и соединенны штоком с иглой на конце, которая запирает седло клапана подачи бензина. Достоинством данного карбюратора является то, что его можно размещать в любом положении, относительно поверхности земли. Недостаток - сложность настройки. Обычно такой карбюратор устанавливается на газонокосилки, бензорезы и т.п. Но в качестве вспомогательного устройства, его можно обнаружить на автомобиле ЗИЛ-138.
Поплавковые карбюраторы составляют подавляющее большинство существующих в природе карбюраторов. Именно поплавковые карбюраторы устанавливаются на автомобили. Стоит заметить, что модификаций данного типа карбюратора огромное множество. Но, в обязательном порядке, в его состав входит поплавковая камера и смесительная камера.
Инжекторные двигатели
Инжекторная система впрыска топлива стала активно применяться в 80-х годах прошлого века. Инжекторные двигатели отличаются от карбюраторных тем, что в инжекторной системы происходит принудительный впрыск топлива во впускной коллектор или цилиндр.
В настоящее время в большинстве инжекторных двигателей используется электронная система впрыска. А происходит это так: в контроллер с датчиков собирается всевозможная информация, в том числе о положении коленвала, положении дросселя, скорости автомобиля, температуры охлаждающей жидкости и входящего воздуха. На основании этих данных контроллер подает сигналы форсункам, системе зажигания, регулятору холостого хода и другим системам.
Инжектор, по сравнению с карбюратором имеет ряд преимуществ:
Особенности современных бензиновых двигателей Во многих моделях современных автомобилей применяется для каждой свечи своя отдельная катушка зажигания. Особенно характерно это для японских автомобилей.
Чтобы решить проблему «зависания» заслонок, во многих «больших» двигателях используют по два впускных и выпускных клапана на цилиндр.
Как уже было отмечено, в большинстве современных автомобилей используется электронная педаль газа.
2-й такт: поршень сживает воздух.
3-й такт: поршень двигается к верхней мертвой точке, в горячий воздух распыляется топливо, которое воспламеняется, а продукты сгорания двигают поршень вниз.
4-й такт: поршень идет вниз, продукты сгорания удаляются через выпускной клапан.
С некоторыми особенностями, но по такому принципу работают практически все ДВС с поршневой системой.Особенности дизельного двигателя, топлива и автомобилей с дизельным двигателем:
Самым большим дизельным двигателем является 14-ти цилиндровый судовой Wartsila-Sulzer RTA96-C, рабочий объем которого более 25 литров, мощностью 108920 лошадиных сил.
Wartsila-Sulzer RTA96-C
Самый мощный «грузовой» дизель MTU 20V4000 устанавливается на карьерные самосвалы «Либхерр». Он имеет конфигурацию V20, объем - 95, 4 литра и мощность 4023 лошадиных силы.
Самый большой «легковой» дизель устанавливается на Ауди Кью 7. Его рабочий объем - 6 литров, он имеет V-образную форму и 12 цилиндров. Мощность двигателя - 500 лошадиных сил.
Газовое топливо, как правило, закачивается в баллон, установленный на автомобиле, под высоким давлением. Газовый редуктор понижает давление газовой жидкости или паров до атмосферного, через форсунки смесь впрыскивается в двигатель, где воспламеняется при помощи искры.
Наиболее распространен среди комбинированных - поршневой двигатель с турбонагнетателем. Принцип действия такой: в результате действия выхлопных газов на лопатки турбины раскручивается её ротор, вал, а также ротор компрессора, нагнетающего кислород в двигатель. Таким образом, энергия выхлопных газов, которая без турбонагнетателя не использовалась бы, нашла свое применение.
Конечно же, большинство двигателей не может работать без трансмиссии, потому что эффективен ДВС только в узком диапазоне оборотов. Впрочем, сейчас активно ведутся разработки по созданию гибридных двигателей, которые всегда должны работать в оптимальном режиме.
Двигателю нужны система зажигания, выхлопа и охлаждения. О последней стоит поговорить более подробно.
Когда в цилиндре сгорает топливная смесь, температура достигает 2000 градусов. Охлаждающая жидкость обязана поддерживать температуру двигателя в пределах 80-90 градусов.
Система охлаждения двигателя может быть воздушной, жидкостной и гибридной.
Принудительное воздушное охлаждение осуществляется путем установки вентиляторов, оребрения и помещения системы в защитный кожух. Здесь также существует опасность локального перегрева участков двигателя, которые недостаточно обдуваются воздухом. Кроме того, повышается уровень шума агрегата. В Советском союзе системой воздушного охлаждения был оснащен автомобиль Запорожец.
Дизельный грузовой автомобиль Татра до 2010 года оснащался системой принудительного воздушного охлаждения. Многие трактора, преимущественно легкие и средние используют аналогичную систему охлаждения.
Двигатель Lombardini 11LD 626-3NR - 4-х тактный трёхцилиндровый дизельный двигатель с горизонтальным расположением вала отбора мощности и воздушным охлаждением.
Жидкостная система охлаждения предусматривает следующие составные части:
Немец Отто, изучив устройство Ленуара, построил в 1863 году атмосферный двухтактный одноцилиндровый двигатель, который имел КПД уже 15 процентов. При этом, топливо воспламенялось при помощи открытого пламени. В 1876 году все тот же Отто построил четырехтактный газовый ДВС.
А вот первый карбюраторный двигатель внутреннего сгорания был сконструирован в России в 1880-х годах. Его создателем стал О. С. Костович.
В 1885 году Даймлер и Майбах создали карбюраторный бензиновый двигатель. Сдела двигатель был для мотоцикла. Но в 1886 году его установили на автомобиль.
В 1897 году Дизель усовершенствовал двигатель Даймлера-Майбаха, оснастив его зажиганием. Через год в России на заводе «Людвиг Нобель» Г. Тлинкер доработал двигатель Дизеля, превратив его в двигатель высокого сжатия с воспламенением. Но широкое применение данный двигатель получил не как силовой агрегат автомобиля, а как стационарный тепловой двигатель. Мощность устройства составляла около 20 лошадиных сил. Главным его преимуществом была экономичность.
В начале 20-го века Коломенский завод выкупил у «Людвиг Нобель» лицензию на выпуск «русских дизелей». В 1908 году главный инженер этого завода патентует двухтактный дизельный двигатель с двумя коленвалами и противоположно-движущимися поршнями.
Параллельно происходила разработка бензиновых двигателей. В США изобретатели Харт и Парр разработали двухцилиндровый бензиновый двигатель. Он имел мощность в 30 лошадиных сил.
Так наступила эра автомобилей, самолетов, теплоходов и тепловозов. Королем в этой эре выбрали двигатель внутреннего сгорания.
4x4ru.com
Долгое время для изготовления и доставки горючей смеси в цилиндры ДВС, для выведения отработанных газов применялась система питания карбюраторного двигателя. Она выполняет следующие задачи:
Производство топливно-воздушной смеси называется карбюрацией. Общее устройство карбюраторного мотора состоит из следующих функциональных узлов:
В функционировании системы питания карбюратора можно выделить следующие этапы:
Из бензобака горючее поступает в поплавковую камеру. Топливо в ней всегда находится на постоянном уровне. Для этого используются поплавок и топливный клапан. Когда бак наполняется горючим до предельного уровня, то поплавком игла прижимается к седлу. Таким образом, поступление бензина останавливается.
Когда уровень горючего снижается, поплавок начинает опускаться. В результате открывается доступ бензина в камеру. Возрастания расхода бензина вызывает снижение его уровня. Это приводит к увеличению проходного сечения для горючего. Зазор для бензина образовывается между иглой и седлом. К поплавковой камере присоединена труба.
Даже при максимальной наполненности бензин в ней находится ниже, чем края выходного отверстия распылителя. Благодаря этому горючее не вытекает, когда ДВС не работает.
Воздух в карбюратор поступает по главному воздушному каналу. Посередине его сечение уменьшается. За счёт этого создаётся диффузор. Он ускоряет поток воздуха, улучшает испарение бензина и смесеобразования, увеличивает тягу в распылителе. Самая узкая часть диффузора соединена с концом распылителя. За счёт дроссельной заслонки регулируется количество топливно-воздушной смеси, которая поступает в цилиндры.
Заслонка соединена с педалью. При нажатии на неё она меняет своё положение. Чем больше заслонка открывается, тем больший объем топливно-воздушной смеси попадает в цилиндры. В результате растёт мощность, которую вырабатывает мотор. Так регулируется объем горючей смеси, которая поступает в цилиндры.
Распад топливной струи
Из жиклёра горючее поднимается в распылитель, при этом расходуется энергия. Когда разница между скоростями бензина и воздуха достигает 4-6 м/c, топливная струя распадается. Капли в размере достигают 20-120 мкм, оптимальным значением, считается 50 мкм.
Чем больше температура горючего, тем мельче капли. Это объясняется более низким коэффициентом поверхностного натяжения, возрастанием разницы между скоростями бензина и воздуха.
Воздушный поток движется в 25 раз быстрее, чем бензин. Карбюратор работает по такому же принципу, что и пульверизатор. Между камерой с поплавком и диффузором имеется перепад давлений. Это приводит к тому, что бензин покидает поплавковую камеру, двигаясь по топливному калиброванному отверстию и распылителю к диффузору.
Затем горючее оказывается в главном воздушном канале. На сегодняшний день давление, при котором начинается транспортировка бензина, составляет 100 Па. Если же значение меньше, то по карбюратору двигается лишь воздушный поток.
Скорость воздушного потока, проходящего через диффузор, растёт. По этой причине давление в распылительной области снижается. Когда мотор не работает, разность давлений между камерой с поплавком и распылительной областью отсутствует.
Во время запуска мотора при всасывании в цилиндре возникает тяга. Т.к. распылительная область сообщается с цилиндром с помощью впускного трубопровода и главноговоздушного калиброванного отверстия, то тяга из цилиндра достигает распылительной зоны.
После этого появляется перепад давлений между камерой с поплавком и диффузором, что приводит к движению бензина из камеры в распылитель. Затем в главном воздушном канале горючее образует смесь с воздухом и движется к цилиндрам.
Ускорению воздуха при движении по диффузору способствует образованию тяги в распылительной области. Уменьшение размеров диффузора возможно лишь до определённого значения. В противном случае настанет момент, когда уменьшение диффузора приведёт к увеличению сопротивления для движения воздушного потока.
В результате упадёт мощность двигателя, потому что цилиндры станут меньше наполняться. Часть трубки, которая соединяет горловину диффузора с осью дроссельной заслонки, называется «смесительная камера».
При образовании топливно-воздушной смеси участвует не весь бензин. Это происходит по причине того, что часть бензина не испаряется и не перемешивается с воздушным потоком. Незадействованные капли горючего двигаются вместе с воздухом. Встречая на своём пути стенки смесительной камеры и выпускного трубопровода, остатки топлива откладываются на них.
При этом образуется плёнка, медленно движущаяся. Для её испарения производится нагрев впускного трубопровода во время работы ДВС. Существуют 2 вида подогрева:
Топливно-воздушная смесь окончательно образовывается во впускном трубопроводе ДВС. Воздушный поток в смесеобразовательном приборе может двигаться в разных направлениях. Поэтому карбюраторы бывают нескольких видов:
Сложность изготовления топливно-воздушной смеси заключается в том, что данный процесс осуществляется очень быстро. Воздух и смесь проходят через впускной тракт мотора со скоростью 30 — 100 м/c, а время образования смеси не превышает 20 мс. Факторы, которые улучшают смесеобразование и испарение бензина:
Увеличение открытия дроссельной заслонки приводит к возрастанию воздуха, который проходит через карбюратор. В результате он ускоряется и создаёт дополнительную тягу в диффузоре. Это выступает причиной повышения расхода бензина. При этом необходимое соответствие между увеличением количества воздуха и горючего не выполняется.
За счёт этого топливно-воздушная смесь, изготовленная при большом открывании заслонки, является обогащённой Т.к. режимы работы ДВС разные, то смесь, произведённая простым карбюратором, по составу не соответствует требуемой. Во время малых нагрузок тяга в диффузоре такая низкая, что приготовить топливно-воздушную смесь вообще невозможно.
Чтобы убрать указанный недостаток устройство системы питания карбюратора укомплектовывают дополнительными приборами. При их использовании топливно-воздушная смесь, приготовленная во время разных режимов, очень близка к требуемой.
Машины на карбюраторах работают в следующих режимах:
Разные режимы функционирования ДВС сопровождаются включением соответствующих систем и устройств:
Опишем подробно каждый:
Применение описанных устройств позволяет сделать работу карбюраторного ДВС более эффективной, повысив его мощность и снизить расход топлива.
Опишем основные неисправности системы питания карбюраторного двигателя, и способы их устранения:
Для комфортной и безопасной езды необходимо регулярно проводить ТО и использовать качественный бензин. При обнаружении нарушений в работе карбюратора требуется как можно быстрее выявить причину и устранить неполадку.
avtodvigateli.com
Автомобили с карбюраторным двигателем 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.
Карбюраторный двигатель - один из типов двигателя внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием и автономным зажиганием.
В карбюраторном двигателе в цилиндры двигателя поступает готовая топливовоздушная смесь, приготавливаемая чаще всего вкарбюраторе, давшем название типу двигателя, либо в газовоздушном смесителе, либо образующаяся при впрыске топлива, распыленного специальной форсункой, в поток всасывающегося воздуха — такие двигатели называются впрысковыми или инжекторными.
Независимо от способа смесеобразования и количества тактов в рабочем цикле карбюраторные двигатели имеют одинаковый принцип работы, а именно: сжатая в камере сгорания горючая смесь в определенный момент поджигается системой зажигания, чаще всего электроискровой. Может также использоваться зажигание смеси от калильной трубки, в настоящее время в основном в дешевых малогабаритных двигателях, например, на авиамоделях; плазменное, лазерное зажигание — в настоящее время в состоянии, скорее, экспериментальных разработок. Источник
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.
К основным механизмам и системам карбюраторного поршневого двигателя относятся:
 |
| Рис. 6 Одноцилиндровый карбюраторный двигатель внутреннего сгорания а) «стакан» в «стакане»; б) поперечный разрез1 — головка цилиндра; 2 — цилиндр; 3 — поршень; 4 — поршневые кольца; 5 — поршневой палец; 6 — шатун; 7 — коленчатый вал; 8 — маховик; 9 — кривошип; 10 — распределительный вал; 11 — кулачок распределительного вала; 12 — рычаг; 13 — клапан; 14 — свеча зажигания |
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 колеса автомобиля.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.
 |
| Рис. 7 Ход поршня и объемы цилиндра двигателяа) поршень в нижней мертвой точкеб) поршень в верхней мертвой точке |
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
[spoiler]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:
На легковых автомобилях отечественного производства применяются четырехтактные двигатели, а на мотоциклах и моторных лодках – двухтактные.О путешествиях по водным просторам поговорим как-нибудь потом, а вот с четырьмя тактами работы автомобильного двигателя разберемся сейчас.Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя состоит из следующих тактов:
 |
| Рис. 8 Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя а) впуск; б) сжатие; в) рабочий ход; г) выпуск |
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.
 |
| Рис. 9 Коленчатый вал двигателя с маховиком1 — коленчатый вал двигателя; 2 — маховик с зубчатым венцом; 3 — шатунная шейка; 4 — коренная (опорная) шейка; 5 — противовес |
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.
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 происходит самовоспламенение 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.
Автомобили с карбюраторным двигателем
[/spoiler]
avto.win7ka.ru
Четырехтактный бензиновый карбюраторный двигатель автомобиля «Волга» ЗМЗ-24 
Карбюраторный двигатель - один из многих типов двигателей внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием и автономным зажиганием[1].
В карбюраторном двигателе в цилиндры двигателя поступает готовая топливовоздушная смесь, приготавливаемая чаще всего в карбюраторе, давшем название типу двигателя, либо в газовоздушном смесителе, либо образующаяся при впрыске топлива, распыленного специальной форсункой, в поток всасывающегося воздуха - такие двигатели называются впрысковыми или инжекторными.
Независимо от способа смесеобразования и количества тактов в рабочем цикле карбюраторные двигатели имеют одинаковый принцип работы, а именно: сжатая в камере сгорания горючая смесь в определенный момент поджигается системой зажигания, чаще всего электроискровой. Может также использоваться зажигание смеси от калильной трубки, в настоящее время в основном в дешевых малогабаритных двигателях, например, на авиамоделях; плазменное, лазерное зажигание - в настоящее время в состоянии, скорее, экспериментальных разработок.
Карбюраторные двигатели по количеству тактов в рабочем цикле делятся на четырехтактные, или двигатели Отто, у которых рабочий цикл состоит из четырех тактов и включает четыре полуоборота коленвала, и двухтактные, рабочий цикл которых включает два полуоборота коленвала с одновременным протеканием разных тактов. Последние, благодаря относительной простоте конструкции, получили широкое распространение как двигатели для мотоциклов и разнообразных агрегатов, требующих простоты и дешевизны конструкции - бензопилах, мотокультиваторах, как пусковые двигатели для более мощных дизелей и т. д.
Карбюраторные двигатели разделяются на атмосферные, у которых впуск воздуха или горючей смеси осуществляется только за счет разрежения в цилиндре при всасывающем ходе поршня и двигатели с наддувом, у которых впуск воздуха или горючей смеси в цилиндр происходит под давлением, создаваемым специальным компрессором, с целью увеличения рабочего заряда в том же рабочем объеме и получения повышенной мощности двигателя.
Двухтактный карбюраторный двигатель 2СД-М1, работающий на смеси бензина и моторного масла (25:1). Карбюратор справа В качестве топлива для карбюраторного двигателя в разное время применялись спирты[2], светильный газ, пропан-бутановая смесь, керосин, лигроин, бензин и их смеси. Наибольшее распространение получили бензиновые и газовые карбюраторные двигатели.
wikiredia.ru
Карбюра́торные дви́гатели (двигатели внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием), двигатель, в котором горючая смесь приготавляется карбюратором вне камеры сгорания и воспламеняется в камере сгорания свечой зажигания.
Первый такой двигатель был создан Э. Ленуаром в 1860. Это был двухтактный двигатель, работавший на газообразном топливе. Смесь топлива и воздуха подготавливалась вне цилиндра двигателя в специальном смесителе.Создателем четырехтактного двигателя со внешним смесеобразованием стал немецкий конструктор Август Отто, который в 1867 на Парижской выставке получил Золотую медаль за свой четырехтактный газовый двигатель. По сравнению с двигателем Ленуара новый мотор расходовал в два раза меньше топлива. Двигатель Отто мог работать на самом различном газообразном топливе: светильном газе, доменном газе, природном газе и газогенераторном. Они очень быстро нашли распространение. В течение 10 лет было реализовано свыше 30 тыс. таких двигателей. Во время первого такта поршень движется от верхней мертвой точки вниз. При этом открывается впускной клапан, а так как давление в цилиндре ниже атмосферного, то происходит всасывание свежего заряда топлива и атмосферного воздуха из смесителя. Первый так заканчивается в нижней мертвой точке, когда закрывается впускной клапан и свежий заряд топлива и воздуха заперт в объеме цилиндра. Второй такт происходит при движении поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке. При этом ходе поршня вверх происходит сжатие смеси воздуха и топлива в цилиндре. Около верхней мертвой точки смесь топлива и воздуха поджигается электрической искрой и начинается третий такт. Сгорание топлива происходит в виде взрыва, давление почти мгновенно повышается до предельного, а сгорание при этом можно считать происходящим при постоянном объеме цилиндра. При дальнейшем движении поршня вниз по направлению к нижней мертвой точке происходит расширение продуктов сгорания. Около нижней мертвой точки открывается выпускной клапан и продукты сгорания вытесняются поршнем в атмосферу при его движении вверх.В настоящее время двигатели с внешним смесеобразованием получили самое широкое распространение на транспорте. Они применяются на автомобилях, тракторах, моторных ложках и на мотоциклах. Все они работают на жидком топливе, но для этого пришлось изобрести специальный прибор-карбюратор. Топливо из бака подается самотеком или при помощи специального насоса в трубку и в поплавковую камеру. При понижении уровня топлива поплавок опускается и игольчатый клапан открывает доступ топлива из трубы в поплавковую камеру. В случае слишком большого поступления топлива поплавок вновь поднимается и клапаном закрывает доступ топливу. Так поддерживается необходимый уровень топлива в поплавковой камере. Поплавковая камера отверстием сообщается с атмосферой.
Воздух, поступающий в карбюратор, разгоняется в сопле до большой скорости. При этом в узком сечении сопла создается разряжение, которое способствует тому, что топливо из поплавковой камеры попадает в распылитель и жиклер, а оттуда в поток воздуха. Происходит распыление жидкого топлива на мелкие капли и его и испарение. Эта смесь воздуха и топлива по трубе поступает ко впускному клапану двигателя. Для регулирования мощности двигателя служит дроссельная заслонка.
В современных автомобилях карбюратор делается с двумя поплавковыми камерами. Одна служит для работы автомобиля на всех режимах, а другая — для холостого хода. Помимо этого карбюратор имеет специальное устройство для запуска двигателя, когда требуется подавать в цилиндр обогащенную смесь топлива и воздуха.
До Второй мировой войны карбюраторные двигатели широко применялись в авиации. Это были широко известные моторы нашего выдающегося конструктора, профессора МВТУ Валерия Яковлевича Климова. В 1935 года под руководством Климова создается целое семейство могучих 12-цилиндровых двигателей от М-103 до ВК-108. Наиболее широко применялся мотор ВК-105 мощностью 1210 л. с. Он устанавливался на многих истребителях типа Як и Лагг, на пикирующих бомбардировщиках По-2 и на других самолетах. После войны авиация во всем мире перешла на газотурбинные двигатели.
Современные карбюраторные двигатели представляют сложную систему из самого двигателя в различных системах обеспечения его работоспособности. Для охлаждения стенок цилиндра применяется водяное или воздушное охлаждение, которое нужно для того, чтобы смазкаь на стенках цилиндра не сгорала. Для запуска двигателя применяется электрический стартер с соответствующей аккумуляторной батареей. Система смазки двигателя включает масляный насос и радиатор охлаждения. Для управления двигателем служит сложный регулятор, а для очистки двигателя — специальные фильтры.
megabook.ru
Четырехтактный бензиновый карбюраторный двигатель автомобиля «Волга» 
Карбюраторный двигатель - один из типов двигателя внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием и автономным зажиганием[1].
В карбюраторном двигателе в цилиндры двигателя поступает готовая топливовоздушная смесь, приготавливаемая чаще всего в карбюраторе, давшем название типу двигателя, либо в газовоздушном смесителе, либо образующаяся при впрыске топлива, распыленного специальной форсункой, в поток всасывающегося воздуха - такие двигатели называются впрысковыми или инжекторными.
Независимо от способа смесеобразования и количества тактов в рабочем цикле карбюраторные двигатели имеют одинаковый принцип работы, а именно: сжатая в камере сгорания горючая смесь в определенный момент поджигается системой зажигания, чаще всего электроискровой.
Может также использоваться зажигание смеси от калильной трубки, в настоящее время в основном в дешевых малогабаритных двигателях, например, на авиамоделях; плазменное, лазерное зажигание - в настоящее время в состоянии, скорее, экспериментальных разработок.Карбюраторные двигатели по количеству тактов в рабочем цикле делятся на четырехтактные, или двигатели Отто, у которых рабочий цикл состоит из четырех тактов и включает четыре полуоборота коленвала, и двухтактные, рабочий цикл которых включает два полуоборота коленвала с одновременным протеканием разных тактов одновременно. Последние, благодаря относительной простоте конструкции, получили широкое распространение как двигатели для мотоциклов и разнообразных агрегатов, требующих простоты и дешевизны конструкции - бензопилах, мотокультиваторах, как пусковые двигатели для более мощных дизелей и т. д.
Карбюраторные двигатели разделяются на атмосферные, у которых впуск воздуха или горючей смеси осуществляется только за счет разрежения в цилиндре при всасывающем ходе поршня и двигатели с наддувом, у которых впуск воздуха или горючей смеси в цилиндр происходит под давлением, создаваемым специальным компрессором, с целью увеличения рабочего заряда в том же рабочем объеме и получения повышенной мощности двигателя.
Двухтактный карбюраторный двигатель 2СД-М1, работающий на смеси бензина и моторного масла (25:1). Карбюратор справа В качестве топлива для карбюраторного двигателя в разное время применялись спирт[2], светильный газ, пропан-бутановая смесь, этиловый спирт, керосин, лигроин, бензин и их смеси. Наибольшее распространение получили бензиновые и газовые карбюраторные двигатели.
biograf.academic.ru
