Строительные машины и оборудование, справочник






Принцип действия поршневого двигателя внутреннего сгорания двигателя автомобиля


Категория:
   Устройство автомобиля


Принцип действия поршневого двигателя внутреннего сгорания двигателя автомобиля

При вращении кривошипа коленчатого вала поршень вместе с шатуном перемещается в цилиндре прямолинейно вверх и вниз. При движении вниз в цилиндре создается разрежение, за счет которого через впускной клапан цилиндр заполняется горючей смесью. При перемещении поршня вверх смесь сжимается и воспламеняется от постороннего источника тепла. При сгорании горючей смеси выделяется большое количество тепла, вследствие чего газы, образовавшиеся при сгорании, нагреваются и давление их сильно возрастает. Под действием давления газов поршень в цилиндре перемещается вниз, совершая полезную работу. При обратном ходе поршня вверх отработавшие газы удаляются из цилиндра.

При одном обороте кривошипа (коленчатого вала) поршень делает один ход вниз и один ход вверх. Изменение направления движения поршня происходит в нижней и верхней мертвых точках.

Верхняя мертвая точка (ВМТ) — положение поршня, наиболее удаленное от оси коленчатого вала, а нижняя мертвая точка (НМТ) — положение поршня, наименее удаленное от оси коленчатого вала.



Ход поршня — это расстояние от верхней до нижней мертвой точки. По величине ход поршня равен двум радиусам кривошипа.

Камерой сгорания называется пространство в цилиндре над поршнем при положении его в ВМТ.

Рис. 1. Схема и основные положения кривошипно-шатунного механизма двигателя внутреннего сгорания:
1 — цилиндр; 2 — поршень; 3 — шатун; 4 — кривошип

Рабочий объем цилиндра — объем, освобождаемый поршнем при его перемещении от ВМТ к НМТ.

Полный объем цилиндра — сумма его рабочего объема и объема камеры сгорания.

Рабочим объемом или литражом двигателя называется рабочий объем всех цилиндров двигателя, выраженный в литрах.

Степень сжатия двигателя — отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания.

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя. Такты и их характеристика

В четырехтактном карбюраторном двигателе рабочий цикл совершается за два оборота коленчатого вала, или четыре хода поршня, и состоит из тактов: впуска, сжатия, расширения (рабочий ход) и выпуска.

Тактом называется процесс, происходящий в цилиндре при движении поршня от одной мертвой точки к другой.

Такт впуска. Во время такта впуска поршень перемещается от ВМТ до НМТ и цилиндр заполняется горючей смесью; впускной клапан открыт, выпускной закрыт. При движении поршня вниз объем над ним увеличивается и в цилиндре создается разрежение, вследствие чего в цилиндр поступает горючая смесь, которая смешивается с отработавшими газами. Получившаяся смесь называется рабочей. Давление в конце такта впуска равно примерно 0,7—0,8 кгс/см2 (ниже атмосферного вследствие сопротивления впускной системы), температура смеси 100—130 °С.

Такт сжатия. При этом такте происходит сжатие рабочей смеси, что способствует более быстрому сгоранию и получению большого давления газов в цилиндре. При сжатии поршень перемещается от НМТ до ВМТ. Впускной и выпускной клапаны закрыты. В конце такта сжатия смесь занимает объем камеры сгорания. Чем больше сжимается рабочая смесь (выше степень сжатия), тем выше при сгорании давление газов на поршень и экономичнее работа двигателя.

Однако предельные значения степени сжатия для карбюраторных двигателей ограничиваются свойствами применяемого топлива и в основном его антидетонационной стойкостью. Чрезмерно высокая степень сжатия может привести к нарушению нормального процесса ее сгорания (детонации). В результате этого при работе двигателя появляются резкие металлические стуки, снижаются его мощность и экономичность. Поэтому степень сжатия карбюраторных двигателей не может быть выше 8—11. К концу такта сжатия давление в цилиндре составляет 8—12 кгс/см2, а температура смеси 450—500 °С.

Такт расширения (рабочий ход). При рабочем ходе поршень перемещается вниз под действием давления газов, приводя через шатун во вращение коленчатый вал.

В конце такта сжатия в цилиндр проскакивает электрическая искра, воспламеняющая сжатую рабочую смесь. Смесь очень быстро сгорает и выделяет большое количество тепла. В результате сильного нагревания газов, образовавшихся при сгорании, давление в цилиндре резко возрастает, и поршень под действием этого давления перемещается от ВМТ до НМТ, совершая рабочий ход. Впускной и выпускной клапаны при этом закрыты.

Рис. 2. Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя:
1 — впускной клапан, 2 — свеча зажигания; 3 — выпускной клапан; 4— поршень

В момент сгорания рабочей смеси температура газов в цилиндре составляет 1800—2000 °С, а давление 25—30 кгс/см2. В конце рабочего хода давление в цилиндре падает до 3— 4 кгс/см2, а температура до 1100—800° С.

Такт выпуска. При этом такте происходит очистка цилиндра от отработавших газов. Впускной клапан закрыт, выпускной открыт. Поршень перемещается от НМТ до ВМТ и вытесняет отработавшие газы через выпускной клапан в атмосферу. Давление в конце такта выпуска составляет 1,05—1,15 кгс/см2, а температура 300—400 °С.

Таким образом, в четырехтактном двигателе коленчатый вал вращается под действием давления газов только при рабочем ходе. При совершении вспомогательных тактов (впуска, сжатия, вьипуска) противодавление действующих на поршень газов создает сопротивление вращению вала, для преодоления которого к валу необходимо приложить внешний момент. Для повышения равномерности вращения коленчатого вала и осуществления вспомогательных тактов на коленчатом валу устанавливают маховик.

В двигателе внутреннего сгорания газы совершают полезную работу, т. е. определенную мощность.

Мощность — работа, производимая в единицу времени (в 1 с). Мощность, равная 75 кгс • м/с, называется лошадиной силой (л. с.).

Мощность, развиваемая газами внутри цилиндров двигателя, называется индикаторной мощностью.

Мощность, снимаемая с коленчатого вала двигателя, называется эффективной мощностью.

Эффективная мощность всегда меньше индикаторной на величину потерь (потери на трение, потери на привод ряда агрегатов, механизмов). Величина этих потерь оценивается механическим коэффициентом полезного действия (КПД), представляющим собой отношение эффективной мощности двигателя к индикаторной. Для современных карбюраторных двигателей значение этого коэффициента равно 0,75—0,85.

Читать далее:

Категория: - Устройство автомобиля

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины

 

Поиск по сайту:


Статьи по теме::
Основные эксплуатационные показатели автомобиля
Нормы расхода и способы экономии эксплуатационных материалов
Эвакуация автомобильной техники
Ремонт автомобильной техники в Советской Армии
Эксплуатация автомобилей в период обкатки
Техника безопасности на автомобильном транспорте
Устройство парков и внутренняя служба в них
Эксплуатации и технического обслуживания автомобилей в вооруженных силах СССР
Система герметизации автомобиля «Урал-375Д»
Система регулирования давления воздуха в шинах автомобиля


Остались вопросы по теме:
"Принцип действия поршневого двигателя внутреннего сгорания двигателя автомобиля"
— воспользуйтесь поиском.


Машины городского хозяйства
Естественная история машин
Транспортная психология
Пожарные автомобили
Автомобили-рефрижераторы
Монтаж и эксплуатация лифтов
Тракторы