Поршневые ДВС нашли самое широкое распространение в качестве источников энергии на автомобильном, железнодорожном и морском транспорте, в сельскохозяйственном и строительном производствах (тракторы, бульдозеры), в системах аварийного энергообеспечения специальных объектов (больницы, линии связи и т.п.) и во многих других областях человеческой деятельности. В последние годы особое распространение получают мини-ТЭЦ на основе газопоршневых ДВС, с помощью которых эффективно решаются задачи энергоснабжения небольших жилых районов или производств. Независимость таких ТЭЦ от централизованных систем (типа РАО ЕЭС) повышают надёжность и устойчивость их функционирования.
Весьма разнообразные по конструктивному выполнению, поршневые ДВС способны обеспечивать очень широкий интервал мощностей, покрывающий потребности от очень малых (двигатель для авиамоделей) до очень больших (двигатель для океанских танкеров).Схема,иллюстрирующая основы устройства двигателяприведена на рис. 4.1.
Как известно, сжигание топлива в ДВС осуществляется непосредственно в рабочем теле. В поршневых ДВС такое сжигание проводится в рабочем цилиндре 1 с движущимся в нём поршнем 6. Образующиеся в результате сгорания дымовые газы толкают поршень, заставляя его совершать полезную работу. Поступательное движение поршня с помощью шатуна 7 и коленчатого вала 9 преобразуется во вращательное, более удобное для использования. Коленчатый вал располагается в картере 8, а цилиндры двигателя – в другой корпусной детали, называемой блоком (или рубашкой) цилиндров 2. В крышке цилиндра 5 находятся впускной 3 и выпускной 4 клапаны с
принудительным кулачковым приводом от специального распределительного вала, кинематически связанного с коленчатым валом машины. Чтобы двигатель работал непрерывно, необходимо периодически удалять из цилиндра продукты сгорания и заполнять его новыми порциями топлива и окислителя (воздуха), что и осуществляется благодаря перемещениям поршня и работе клапанов.
Поршневые ДВС принято классифицировать по различным общим признакам.
1. По способу смесеобразования, зажигания и подвода тепла двигатели
делят на карбюраторные и дизельные.
2. По организации рабочего процесса – на четырёхтактные и двухтактные. В
последних рабочий процесс совершается не за четыре, а за два хода поршня. В свою очередь, двухтактные подразделяются на машины с прямоточной клапанно-щелевой продувкой, с кривошипно-камерной продувкой,
с прямоточной продувкой и противоположно движущимися поршнями и др. 3. По назначению – на стационарные, судовые, тепловозные, автомобильные, автотракторные и др.
4. По числу оборотов – на малооборотные (до 200 об/мин) и высокооборотные.
5. По средней скорости поршня wп = Sn /30 – на тихоходные и быстроходные (wп >9 м/с).
6. По давлению воздуха в начале сжатия – на обычные и с наддувом при помощи приводных воздуходувок.
7. По использованию тепла выхлопных газов – на обычные (без использования), с турбонаддувом и комбинированные. У машин с турбонаддувом выпускные клапаны открываются несколько раньше обычного и дымовые газы с более высоким давлением, чем обычно, направляются в импульсную турбину, которая приводит в действие турбокомпрессор, подающий воздух в цилиндры. Это позволяет сжигать в цилиндре больше топлива, улучшая и КПД, и технические характеристики машины.
8. По числу и расположению цилиндров двигатели бывают: одно-, двух- и многоцилиндровые, рядные, V-образные, Х-образные.
Как это понятно из приведённых описаний циклов, действительные циклы ДВС не являются замкнутыми, а процессы подвода тепла совершаются по достаточно сложным законам, трудно поддающимся инженерному расчёту. Поэтому реальные циклы принято идеализировать путём замены реальных процессов некоторыми условными простыми процессами, обеспечивающими термодинамические расчёты с достаточной для практики точностью. Во-первых, процессы газообмена (всасывание и выталкивание) заменяются условным изохорным процессом, поскольку суммарная работа двух названных процессов практически равна нулю, как и у изохорного процесса. Во-вторых, процесс сгорания топлива заменяется двумя условными процессами: на первой стадии, когда давление в цилиндре растёт очень интенсивно – изохорой, а на второй стадии, когда при движении поршня к НМТ рост давления прекращается и даже начинает медленно уменьшаться – изобарным процессом. Индикаторная диаграмма такого идеализированного цикла для дизельного двигателя со смешанным подводом тепла (так называемый цикл Тринклера) приведена на рис. 4.5. На диаграмме нанесена также линия действительного процесса сгорания, аппроксимируемая отрезками соответствующих прямых.
Рис. 4.5. Индикаторная диаграмма идеализированного цикла поршневого ДВС:
1–2 – процесс политропного сжатия; 2–3 – фаза подвода теплоты при v = const; 3–4 – фаза подвода теплоты при p =const; 4–5 – политропное расширение; 5–1 – изохорный отвод теплоты в окружающую среду.
Для описания и расчётов цикла используют следующ безразмерные характеристики:
− степень сжатия ε = V1/V2=Vh+ Vкс /Vh=1+ Vкс /Vh;
− степень повышения давления: λ = p3/p2;
− степень предварительного расширения: ρ =V4/V3;
cyberpedia.su
Содержание:
Двигатели внутреннего сгорания
Тепловое расширение
Поршневые двигатели внутреннего сгорания
Классификация ДВС
Основы устройства поршневых ДВС
Принцип работы
Принцип действия четырехтактного карбюраторного двигателя
Принцип действия четырехтактного дизеля
Принцип действия двухтактного двигателя
Рабочий цикл четырехтактного двигателя
Рабочие циклы двухтактных двигателей
ПОКАЗАТЕЛИ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ РАБОТУ ДВИГАТЕЛЕЙ
Среднее индикаторное давление и индикаторная мощность
Эффективная мощность и средние эффективные давления
Индикаторный КПД и удельный индикаторный расход топлива
Эффективный КПД и удельный эффективный расход топлива
Тепловой баланс двигателя
Инновации
Введение
Значительный рост всех отраслей народного хозяйства требует перемещения большого количества грузов и пассажиров. Высокая маневренность, проходимость и приспособленность для работы в различных условиях делает автомобиль одним из основных средств перевозки грузов и пассажиров.
Важную роль играет автомобильный транспорт в освоении восточных и нечерноземных районов нашей страны. Отсутствие развитой сети железных дорог и ограничение возможностей использования рек для судоходства делают автомобиль главным средством передвижения в этих районах.
Автомобильный транспорт в России обслуживает все отрасли народного хозяйства и занимает одно из ведущих мест в единой транспортной системе страны. На долю автомобильного транспорта приходится свыше 80% грузов, перевозимых всеми видами транспорта вместе взятыми, и более 70% пассажирских перевозок.
Автомобильный транспорт создан в результате развития новой отрасли народного хозяйства - автомобильной промышленности, которая на современном этапе является одним из основных звеньев отечественного машиностроения.
Начало создания автомобиля было положено более двухсот лет назад (название "автомобиль" происходит от греческого слова autos - "сам" и латинского mobilis - "подвижный"), когда стали изготовлять "самодвижущиеся" повозки. Впервые они появились в России. В 1752 г. русский механик-самоучка крестьянин Л.Шамшуренков создал довольно совершенную для своего времени "самобеглую коляску", приводимого в движение силой двух человек. Позднее русский изобретатель И.П.Кулибин создал "самокатную тележку" с педальным приводом. С появлением паровой машины создание самодвижущихся повозок быстро продвинулось вперед. В 1869-1870 гг. Ж.Кюньо во Франции, а через несколько лет и в Англии были построены паровые автомобили. Широкое распространение автомобиля как транспортного средства начинается с появлением быстроходного двигателя внутреннего сгорания. В 1885 г. Г.Даймлер (Германия) построил мотоцикл с бензиновым двигателем, а в 1886 г. К.Бенц - трехколесную повозку. Примерно в это же время в индустриально развитых странах (Франция, Великобритания, США) создаются автомобили с двигателями внутреннего сгорания.
В конце XIX века в ряде стран возникла автомобильная промышленность. В царской России неоднократно делались попытки организовать собственное машиностроение. В 1908 г. производство автомобилей было организовано на Русско-Балтийском вагоностроительном заводе в Риге. В течение шести лет здесь выпускались автомобили, собранные в основном из импортных частей. Всего завод построил 451 легковой автомобиль и небольшое количество грузовых автомобилей. В 1913 г. автомобильный парк в России составлял около 9000 автомобилей, из них большая часть - зарубежного производства. После Великой Октябрьской социалистической революции практически заново пришлось создавать отечественную автомобильную промышленность. Начало развития российского автомобилестроения относится к 1924 году, когда в Москве на заводе АМО были построены первые грузовые автомобили АМО-Ф-15.
В период 1931-1941 гг. создается крупносерийное и массовое производство автомобилей. В 1931 г. на заводе АМО началось массовое производство грузовых автомобилей. В 1932 г. вошел в строй завод ГАЗ.
В 1940 г. начал производство малолитражных автомобилей Московский завод малолитражных автомобилей. Несколько позже был создан Уральский автомобильный завод. За годы послевоенных пятилеток вступили в строй Кутаисский, Кременчугский, Ульяновский, Минский автомобильные заводы. Начиная с конца 60-х гг., развитие автомобилестроения характеризуется особо быстрыми темпами. В 1971 г. вступил в строй Волжский автомобильный завод им. 50-летия СССР.
За последние годы заводами автомобильной промышленности освоены многие образцы модернизированной и новой автомобильной техники, в том числе для сельского хозяйства, строительства, торговли, нефтегазовой и лесной промышленности.
В настоящее время существует большое количество устройств, использующих тепловое расширение газов. К таким устройствам относится карбюраторный двигатель, дизели, турбореактивные двигатели и т.д.
Тепловые двигатели могут быть разделены на две основные группы:
1. Двигатели с внешним сгоранием - паровые машины, паровые турбины, двигатели Стирлинга и т.д.
2. Двигатели внутреннего сгорания. В качестве энергетических установок автомобилей наибольшее распространение получили двигатели внутреннего сгорания, в которых процесс сгорания
топлива с выделением теплоты и превращением ее в механическую работу происходит непосредственно в цилиндрах. На большинстве современных автомобилей установлены двигатели внутреннего сгорания.
Наиболее экономичными являются поршневые и комбинированные двигатели внутреннего сгорания. Они имеют достаточно большой срок службы, сравнительно небольшие габаритные размеры и массу. Основным недостатком этих двигателей следует считать возвратно-поступательное движение поршня, связанное с наличием кривошатунного механизма, усложняющего конструкцию и ограничивающего возможность повышения частоты вращения, особенно при значительных размерах двигателя.
А теперь немного о первых ДВС. Первый двигатель внутреннего сгорания (ДВС) был создан в 1860 г. французским инженером Этвеном Ленуаром, но эта машина была еще весьма несовершенной.
В 1862 г. французский изобретатель Бо де Роша предложил использовать в двигателе внутреннего сгорания четырехтактный цикл:
1. всасывание;
2. сжатие;
3. горение и расширение;
4. выхлоп.
Эта идея была использована немецким изобретателем Н.Отто, построившим в 1878 г. первый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. КПД такого двигателя достигал 22%, что превосходило значения, полученные при использовании двигателей всех предшествующих типов.
Быстрое распространение ДВС в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве и стационарной энергетике была обусловлена рядом их положительных особенностей.
Осуществление рабочего цикла ДВС в одном цилиндре с малыми потерями и значительным перепадом температур между источником теплоты и холодильником обеспечивает высокую экономичность этих двигателей. Высокая экономичность - одно из положительных качеств ДВС.
Среди ДВС дизель в настоящее время является таким двигателем, который преобразует химическую энергию топлива в механическую работу с наиболее высоким КПД в широком диапазоне изменения мощности. Это качество дизелей особенно важно, если учесть, что запасы нефтяных топлив ограничены.
К положительным особенностям ДВС стоит отнести также то, что они могут быть соединены практически с любым потребителем энергии. Это объясняется широкими возможностями получения соответствующих характеристик изменения мощности и крутящего момента этих двигателей. Рассматриваемые двигатели успешно используются на автомобилях, тракторах, сельскохозяйственных машинах, тепловозах, судах, электростанциях и т.д., т.е. ДВС отличаются хорошей приспособляемостью к потребителю.
Сравнительно невысокая начальная стоимость, компактность и малая масса ДВС позволили широко использовать их на силовых установках, находящих широкое применение и имеющих небольшие размеров моторного отделения.
Установки с ДВС обладают большой автономностью. Даже самолеты с ДВС могут летать десятки часов без пополнения горючего.
Важным положительным качеством ДВС является возможность их быстрого пуска в обычных условиях. Двигатели, работающие при низких температурах, снабжаются специальными устройствами для облегчения и ускорения пуска. После пуска двигатели сравнительно быстро могут принимать полную нагрузку. ДВС обладают значительным тормозным моментом, что очень важно при использовании их на транспортных установках.
Положительным качеством дизелей является способность одного двигателя работать на многих топливах. Так известны конструкции автомобильных многотопливных двигателей, а также судовых двигателей большой мощности, которые работают на различных топливах - от дизельного до котельного мазута.
Но наряду с положительными качествами ДВС обладают рядом недостатков. Среди них ограниченное по сравнению, например с паровыми и газовыми турбинами агрегатная мощность, высокий уровень шума, относительно большая частота вращения коленчатого вала при пуске и невозможность непосредственного соединения его с ведущими колесами потребителя, токсичность выхлопных газов, возвратно-поступательное движение поршня, ограничивающие частоту вращения и являющиеся причиной появления неуравновешенных сил инерции и моментов от них.
Но невозможно было бы создание двигателей внутреннего сгорания, их развития и применения, если бы не эффект теплового расширения. Ведь в процессе теплового расширения нагретые до высокой температуры газы совершают полезную работу. Вследствие быстрого сгорания смеси в цилиндре двигателя внутреннего сгорания, резко повышается давление, под воздействием которого происходит перемещение поршня в цилиндре. А это-то и есть та самая нужная технологическая функция, т.е. силовое воздействие, создание больших давлений, которую выполняет тепловое расширение, и ради которой это явление применяют в различных технологиях и в частности в ДВС.
mirznanii.com
По каким признакам классифицируются поршневые двигатели внутреннего сгорания?
Поршневые двигатели внутреннего сгорания классифицируются по таким признакам. По способу осуществления рабочего процесса – на двигатели с внешним смесеобразованием (карбюраторные и газовые) и внутренним смесеобразованием (дизельные).
По способу воспламенения горючей смеси – на двигатели с принудительным воспламенением (карбюраторные и газовые) и самовоспламенением (дизельные). В карбюраторных и газовых двигателях горючая смесь воспламеняется электрической искрой, образующейся с помощью системы зажигания. В дизельных двигателях горючая смесь самовоспламеняется под действием высокой температуры, возникающей при сжатии воздуха в цилиндре двигателя.По числу тактов двигатели делятся на двух- и четырехтактные. По роду применяемого топлива – на двигатели легкого или светлого топлива (бензин, спирты), тяжелого топлива (дизельное топливо, соляровое масло, нефть) и двигатели газообразного топлива (метан, водород, пропанобутановые смеси).
По количеству цилиндров – на одноцилиндровые и многоцилиндровые. По расположению цилиндров – на вертикальные (однорядные), V-образные (двухрядные) и горизонтальные (оппозитные). В оппозитном двигателе угол между цилиндрами составляет 180°. По типу охлаждения – на двигатели с жидкостным и воздушным охлаждением. По рабочему объему (литражу) двигатели делятся на микролитражные с рабочим объемом до 1,2 л, малолитражные (от 1,2 до 1,8 л), среднего литража (от 1,8 до 3,5 л) и большого литража (свыше 3,5 л).
В зависимости от каких факторов выбирается двигатель?
Принятие того или иного двигателя для установки на автомобиле зависит от типа транспортного средства, на которое он должен устанавливаться, его назначения, грузоподъемности, скорости движения.
***Проверьте свои знания и ответьте на контрольные вопросы по теме «Двигатели»
газовый, двигатель, дизельный, карбюраторный, литраж, смесь, топливо, цилиндр
avtomobil-1.ru
| 4. Изучение нового материала – 25 мин. | Итак, тема нашего занятия: «Автомобильные двигатели. Классификация поршневых двигателей внутреннего сгорания». Цель, которая будет стоять перед нами — разобраться, какие двигатели устанавливают на автомобили и как классифицируются поршневые двигатели внутреннего сгорания? Я надеюсь, что ответ на этот вопросы вы найдете в течение нашего занятия. «Ребята, как вы думаете, для чего нужен двигатель?» Двигатель является на автомобиле основным источником механической энергии и используется в качестве силовой установки, приводящей машину в движение. На автотранспортные средства устанавливают двигатели различных конструкций, среди которых большее распространение получили поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Гораздо в меньшей степени используются роторные двигатели внутреннего сгорания (двигатели Ванкеля), и всё большее число производителей склоняется к применению комбинированных (гибридных) установок, объединяющих в себе поршневой ДВС и электродвигатель. На части техники устанавливаются газотурбинные двигатели и электродвигатели.Поршневыми двигателями внутреннего сгорания (рис. 2.1) Роторные двигатели внутреннего сгорания (рис. 2.2) Комбинированные (гибридные) двигатели имеют Газотурбинные двигатели, как самостоятельные силовые установки, широкого распространения на автомобильной технике не имеют. Их применение в основном ограничено в качестве вспомогательных агрегатов поршневых двигателей. Например, газотурбинные системы наддува ДВС. Схема турбокомпрессорного двигателя (турбокомпрессора) показана на рис. 2.3.
«Ребята, скажите, пожалуйста, а чем отличаются двигатели внутреннего сгорания?» Поршневые двигатели внутреннего сгорания можно условно классифицировать:1) по способу смесеобразования и виду применяемого топлива; 2) по способу осуществления рабочего цикла; 3) по числу цилиндров и их расположению; 4) по способу охлаждения и смазки деталей и т.п.По способу смесеобразования двигатели внутреннего сгорания делятся на двигатели с внешним смесеобразованием и двигатели с внутренним смесеобразованием. Образование топливно-воздушной смеси происходит вне цилиндра двигателя - в смесительной камере карбюратора, в специальном смесителе или непосредственно во впускном коллекторе. Смесь в цилиндре воспламеняется в конце такта сжатия, принудительно от электрической искры.Автомобильные двигатели с внутренним смесеобразованием работают, в основном на дизельном топливе, которое относится к тяжёлым видам топлив. К этому же виду топлива относят «солярку», мазут и сырую нефть. В дизельных двигателях смесь приготавливается непосредственно в цилиндре из воздуха и топлива, подаваемых в цилиндр раздельно. Воспламенение топливно-воздушной смеси в цилиндре происходит самопроизвольно от воздействия высокой температуры при сжатии. Исключением являетсясистема непосредственного впрыска бензина, где зажигание смеси осуществляется от электрической искры.По способу осуществления рабочего цикла следует различать двухтактные и четырёхтактные двигатели. У первых, рабочий циклсовершается за два хода поршня, т.е. за один оборот коленчатого вала. У вторых, рабочий цикл совершается за четыре хода поршня, т.е. за два оборота коленчатого вала. Под рабочим циклом двигателя следует понимать совокупность процессов, протекающих в цилиндрах двигателя и «заставляющих» его работать.Подавляющее большинство современных автомобилей оборудуются четырёхтактными двигателями.По числу цилиндров и их расположению двигатели делятся на двух – и многоцилиндровые с рядным, многорядным, вертикальным, наклонным, звездообразным и горизонтальным расположением цилиндров (рис. 2.4).
| Учащиеся записывают название темы занятия. Учащиеся отвечают на поставленный преподавателем вопрос. Учащиеся записывают в тетради определение двигателя автомобиля. Учащиеся самостоятельно работают с наглядным пособием, слушают объяснения преподавателя. Учащиеся самостоятельно работают с наглядным пособием, слушают объяснения преподавателя. Учащиеся самостоятельно работают с наглядным пособием, слушают объяснения преподавателя. Учащиеся самостоятельно работают с наглядным пособием, слушают объяснения преподавателя. Учащиеся отвечают на поставленный преподавателем вопрос. Учащиеся записывают в тетради классификацию двигателей внутреннего сгорания. Учащиеся самостоятельно работают с наглядным пособием, слушают объяснения преподавателя. Учащиеся самостоятельно работают с наглядным пособием, слушают объяснения преподавателя и зарисовывают в тетради расположение цилиндров двигателя. Учащиеся самостоятельно работают с наглядным пособием, слушают объяснения преподавателя. | Преподаватель сообщает тему урока и нацеливает учащихся на изучение нового материала. Изучение нового материала начинается с вопроса: «Ребята, для чего нужен двигатель?» Применяется объяснительно-иллюстрированный метод, используются наглядное пособие «Поршневой двигатель внутреннего сгорания» Применяется объяснительно-иллюстрированный метод, используются наглядное пособие «Роторные двигатели внутреннего сгорания» Применяется объяснительно-иллюстрированный метод, используются наглядное пособие «Комбинированные двигатели» Применяется объяснительно-иллюстрированный метод, используются наглядное пособие «Газотурбинные двигатели» Преподаватель обращает внимание на классификацию поршневых двигателей внутреннего сгорания. Применяется объяснительно-иллюстрированный метод, используются наглядное пособие «Принцип работы 4-х тактного двигателя» Применяется объяснительно-иллюстрированный метод, используются наглядное пособие «Расположение цилиндров двигателя» Применяется объяснительно-иллюстрированный метод, используются наглядное пособие «Система жидкостного охлаждения» |
multiurok.ru
Двигатель автомобиля представляет собой совокупность механизмов и систем, преобразующих тепловую энергию сгорающего в его цилиндрах топлива в механическую.
На современных автомобилях наибольшее распространение получили поршневые двигатели внутреннего сгорания, в которых расширяющиеся при сгорании топлива газы воздействуют на движущиеся в их цилиндрах поршни.
Применяемые на автомобилях двигатели подразделяются на типы по различным признакам (рис. 2.1).
Бензиновые двигатели работают на легком жидком топливе — бензине, который получают из нефти.
Дизельные двигатели работают на тяжелом жидком топливе — дизельном, получаемом также из нефти.
У двигателей с внешним смесеобразованием горючая смесь готовится вне цилиндров, в специальном приборе — карбюраторе (карбюраторные двигатели) или во впускном трубопроводе (двигатели с впрыском бензина) и поступает в цилиндры в готовом виде.
У двигателей с внутренним смесеобразованием (дизели, двигатели с непосредственным впрыском бензина) приготовление горючей смеси производится непосредственно в цилиндрах путем впрыска в них топлива.
Рис. 2.1. Основные типы автомобильных двигателей, классифицированные по различным признакам
В двигателях без наддува наполнение цилиндров осуществляется за счет вакуума, создаваемого в цилиндрах при движении поршней из верхнего крайнего положения в нижнее. В двигателях с наддувом горючая смесь поступает в цилиндры под давлением, которое создается компрессором.
Принудительное воспламенение горючей смеси от электрической искры, возникающей в свечах зажигания, производится в бензиновых двигателях, а воспламенение от сжатия (самовоспламенение) — в дизелях.
У четырехтактных двигателей полный рабочий процесс (цикл) совершается за четыре такта (впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск), которые последовательно повторяются при работе двигателей.
Рядные двигатели имеют цилиндры, расположенные в один ряд вертикально или под углом 20...40 ° к вертикали.
V-образные двигатели имеют два ряда цилиндров, расположенных под углами 60, 75 и чаще 90°.
V-образный двигатель с углом 180° между рядами цилиндров называется оппозитным. Двух-, трех-, четырех- и пятицилиндровые двигатели выполняются обычно рядными, а шести-, восьми- и многоцилиндровые — V-образными.
5. Рабочий цикл и основные определения и параметры двигателя
Рабочий цикл – комплекс рабочих (неповторяющихся процессов: впуск; сжатие; рабочий ход; выпуск), протекающих внутри цилиндра поршневого двигателя и обеспечивающий его автономную работу.
Рассмотрим основные параметры двигателя, связанные с его работой (рис. 3.2).
Верхняя мертвая точка (ВМТ) — крайнее верхнее положение поршня. В этой точке поршень наиболее удален от оси коленчатого вала.
Нижняя мертвая точка (НМТ) — крайнее нижнее положение поршня. Поршень наиболее приближен к оси коленчатого вала. В мертвых точках поршень меняет направление движения и его скорость равна нулю.
Ход поршня (S) — расстояние между мертвыми точками, проходимое поршнем в течение одного такта рабочего цикла двигателя.
Рис. 3.2. Основные параметры двигателя
Каждому ходу поршня соответствует поворот коленчатого вала на угол 180° (пол-оборота).
Такт — часть рабочего цикла двигателя, происходящего при движении поршня из одного крайнего положения в другое.
Рабочий объем цилиндра (Vh) — объем, освобождаемый поршнем при его перемещении от ВМТ до НМТ.
Объем камеры сгорания (Vc) — объем пространства над поршнем, находящимся в ВМТ.
Полный объем цилиндра (Va) — объем пространства над поршнем, находящимся в НМТ:
Va = Vh + Vc.
Рабочий объем (литраж) двигателя — сумма рабочих объемов всех цилиндров двигателя, выраженная в литрах (может даваться в см3).
Степень сжатия (ε) — отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания, т.е.
Степень сжатия показывает, во сколько раз сжимается смесь в цилиндре двигателя при ходе поршня из НМТ в ВМТ. При повышении степени сжатия увеличивается мощность двигателя и улучшается его экономичность. Однако повышение степени сжатия ограничено качеством применяемого топлива и увеличивает нагрузки на детали двигателя. Степень сжатия для бензиновых двигателей современных легковых автомобилей составляет 8— 10, а для дизелей 15 — 22. При таких степенях сжатия в бензиновых двигателях не происходит самовоспламенения смеси, а в дизелях, наоборот, обеспечивается самовоспламенение смеси.
Ход поршня S и диаметр цилиндра D определяют размеры двигателя. Если отношение S/D < 1, то двигатель является короткоходным. Большинство двигателей легковых автомобилей короткоходные.
Рабочий цикл поршневых двигателей состоит из тактов впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска и происходит за четыре хода поршня или за два оборота коленчатого вала.
6.Рабочий цикл четырехтактных бензиновых и дизельных двигателей.
Читайте также:
lektsia.com
| 4. Изучение нового материала – 25 мин. | Итак, тема нашего занятия: «Автомобильные двигатели. Классификация поршневых двигателей внутреннего сгорания». Цель, которая будет стоять перед нами — разобраться, какие двигатели устанавливают на автомобили и как классифицируются поршневые двигатели внутреннего сгорания? Я надеюсь, что ответ на этот вопросы вы найдете в течение нашего занятия. «Ребята, как вы думаете, для чего нужен двигатель?» Двигатель является на автомобиле основным источником механической энергии и используется в качестве силовой установки, приводящей машину в движение. На автотранспортные средства устанавливают двигатели различных конструкций, среди которых большее распространение получили поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Гораздо в меньшей степени используются роторные двигатели внутреннего сгорания (двигатели Ванкеля), и всё большее число производителей склоняется к применению комбинированных (гибридных) установок, объединяющих в себе поршневой ДВС и электродвигатель. На части техники устанавливаются газотурбинные двигатели и электродвигатели.Поршневыми двигателями внутреннего сгорания (рис. 2.1) Роторные двигатели внутреннего сгорания (рис. 2.2) Комбинированные (гибридные) двигатели имеют Газотурбинные двигатели, как самостоятельные силовые установки, широкого распространения на автомобильной технике не имеют. Их применение в основном ограничено в качестве вспомогательных агрегатов поршневых двигателей. Например, газотурбинные системы наддува ДВС. Схема турбокомпрессорного двигателя (турбокомпрессора) показана на рис. 2.3.
«Ребята, скажите, пожалуйста, а чем отличаются двигатели внутреннего сгорания?» Поршневые двигатели внутреннего сгорания можно условно классифицировать:1) по способу смесеобразования и виду применяемого топлива; 2) по способу осуществления рабочего цикла; 3) по числу цилиндров и их расположению; 4) по способу охлаждения и смазки деталей и т.п.По способу смесеобразования двигатели внутреннего сгорания делятся на двигатели с внешним смесеобразованием и двигатели с внутренним смесеобразованием. Образование топливно-воздушной смеси происходит вне цилиндра двигателя - в смесительной камере карбюратора, в специальном смесителе или непосредственно во впускном коллекторе. Смесь в цилиндре воспламеняется в конце такта сжатия, принудительно от электрической искры.Автомобильные двигатели с внутренним смесеобразованием работают, в основном на дизельном топливе, которое относится к тяжёлым видам топлив. К этому же виду топлива относят «солярку», мазут и сырую нефть. В дизельных двигателях смесь приготавливается непосредственно в цилиндре из воздуха и топлива, подаваемых в цилиндр раздельно. Воспламенение топливно-воздушной смеси в цилиндре происходит самопроизвольно от воздействия высокой температуры при сжатии. Исключением являетсясистема непосредственного впрыска бензина, где зажигание смеси осуществляется от электрической искры.По способу осуществления рабочего цикла следует различать двухтактные и четырёхтактные двигатели. У первых, рабочий циклсовершается за два хода поршня, т.е. за один оборот коленчатого вала. У вторых, рабочий цикл совершается за четыре хода поршня, т.е. за два оборота коленчатого вала. Под рабочим циклом двигателя следует понимать совокупность процессов, протекающих в цилиндрах двигателя и «заставляющих» его работать.Подавляющее большинство современных автомобилей оборудуются четырёхтактными двигателями.По числу цилиндров и их расположению двигатели делятся на двух – и многоцилиндровые с рядным, многорядным, вертикальным, наклонным, звездообразным и горизонтальным расположением цилиндров (рис. 2.4).
| Учащиеся записывают название темы занятия. Учащиеся отвечают на поставленный преподавателем вопрос. Учащиеся записывают в тетради определение двигателя автомобиля. Учащиеся самостоятельно работают с наглядным пособием, слушают объяснения преподавателя. Учащиеся самостоятельно работают с наглядным пособием, слушают объяснения преподавателя. Учащиеся самостоятельно работают с наглядным пособием, слушают объяснения преподавателя. Учащиеся самостоятельно работают с наглядным пособием, слушают объяснения преподавателя. Учащиеся отвечают на поставленный преподавателем вопрос. Учащиеся записывают в тетради классификацию двигателей внутреннего сгорания. Учащиеся самостоятельно работают с наглядным пособием, слушают объяснения преподавателя. Учащиеся самостоятельно работают с наглядным пособием, слушают объяснения преподавателя и зарисовывают в тетради расположение цилиндров двигателя. Учащиеся самостоятельно работают с наглядным пособием, слушают объяснения преподавателя. | Преподаватель сообщает тему урока и нацеливает учащихся на изучение нового материала. Изучение нового материала начинается с вопроса: «Ребята, для чего нужен двигатель?» Применяется объяснительно-иллюстрированный метод, используются наглядное пособие «Поршневой двигатель внутреннего сгорания» Применяется объяснительно-иллюстрированный метод, используются наглядное пособие «Роторные двигатели внутреннего сгорания» Применяется объяснительно-иллюстрированный метод, используются наглядное пособие «Комбинированные двигатели» Применяется объяснительно-иллюстрированный метод, используются наглядное пособие «Газотурбинные двигатели» Преподаватель обращает внимание на классификацию поршневых двигателей внутреннего сгорания. Применяется объяснительно-иллюстрированный метод, используются наглядное пособие «Принцип работы 4-х тактного двигателя» Применяется объяснительно-иллюстрированный метод, используются наглядное пособие «Расположение цилиндров двигателя» Применяется объяснительно-иллюстрированный метод, используются наглядное пособие «Система жидкостного охлаждения» |
multiurok.ru
комплектуется большинство современных автомобилей. В поршневых двигателях давление газов, образующееся от сгорания топлива в камере сгорания, воспринимается поршнем, движущимся в цилиндре. Возвратно-поступательное движение поршня посредством кривошипно-шатунного механизма преобразуется во вращательное движение коленчатого вала.К поршневым ДВС относятся дизельные двигатели, с самовоспламенением топливно-воздушной смеси и двигатели Отто, с воспламенением смеси от постороннего источника тепла, например от электрической искры, образующейся между электродами свечи системы зажигания. Такие двигатели называют двигателями с искровым зажиганием. По конструкции кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов дизельные двигатели и двигатели Отто практически не отличаются. 
имеют ряд преимуществ перед поршневыми двигателями и ряд недостатков, сдерживающих их широкое применение. С двигателем экспериментировали многие известные автомобилестроительные фирмы, включая Волжский Автомобильный Завод (ВАЗ), но на сегодняшний день, пожалуй, только «Мазда» серийно устанавливает их на спортивные версии своих машин.В двигателе Ванкеля роль поршня выполняет ротор, имеющий форму равностороннего треугольника со скруглёнными вершинами и слегка выпуклыми сторонами, вращающийся в овальном корпусе (цилиндре) по сложной траектории (эпитрохоиде)
Электродвигатели в качестве самостоятельной силовой установки по объективным для сегодняшнего дня причинам на серийных моделях автомобилей практически не используются.
Автомобильные двигатели с внешним смесеобразованием работают на лёгком топливе, в основном на бензине или газе. Приготовление топливно-воздушной смеси, и её дозирование осуществляют карбюраторные, газобаллонные и инжекторные системы питания. 
Многорядные двигатели можно разделить на: 1) V – образные двухрядные двигатели, с углом развала цилиндров 90 и менее градусов; 2) U – образные двухрядные двигатели; 3) оппозитные двигатели с расположением цилиндров под углом 180 градусов друг к другу; 4)W – образные трёхрядные двигатели; и 5) двигатели с большим числом рядов цилиндров.Многорядное расположение цилиндров двигателя позволяет уменьшить габаритную длину двигателя при сохранении числа цилиндров. Оппозитное, т.е. лежачее расположение цилиндров, уменьшает габаритную высоту двигателя, что в свою очередь позволяет снизить центр тяжести автомобиля и, тем самым улучшить его устойчивость.По способу охлаждения и смазки деталей различают двигатели с воздушным и жидкостным охлаждением, с принудительной смазкой деталей, смазкой разбрызгиванием и комбинированной смазкой.Также имеются и иные конструктивные отличия двигателей.
