Строительные машины и оборудование, справочник



Категория:
   Автомобили и трактора

Публикация:
   Рабочие циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания

Читать далее:




Рабочие циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания

Превращение внутренней энергии топлива в механическую в двигателях внутреннего сгорания осуществляется в результате ряда последовательно протекающих процессов, составляющих рабочий цикл.

Рабочий цикл включает:
а) заполнение цилиндра свежей горючей смесью или воздухом;
б) сжатие рабочей смеси или воздуха и впрыск топлива;
в) воспламенение и горение рабочей смеси;
г) расширение газов;
д) очистку цилиндра от отработавших газов.

Этот цикл может совершаться в двигателе за 2 или 4 хода поршня (1 или 2 оборота коленчатого вала). В первом случае двигатель называют двухтактным, во. втором — четырехтактным.

На тракторах обычно устанавливают четырехтактные двигатели.

Двигатели внутреннего сгорания еще классифицируют по способу смесеобразования и воспламенения рабочей смеси, числу цилиндров и т. д.

Процессы рабочего цикла четырехтактных дизеля и карбюраторного двигателя. Впуск. При открытом впускном клапане поршень движется от ВМТ к НМТ. Над поршнем создается разрежение, благодаря которому в цилиндр поступает воздух (в дизелях) или горючая смесь (в карбюраторных двигателях).

На индикаторных диаграммах процесс впуска показан линиями 0—1.

Рис. 6. Рабочий цикл четырехтактного двигателя:
а — впуск воздуха или горючей смеси; б — сжатие воздуха или рабочей смеси, впрыск топлива или подача электрической искры и горение; в —рабочий ход — расширение; г —выпуск отработавших газов) и индикаторные диаграммы (д — дизеля; е — карбюраторного двигателя); 0-начало впуска и конец выпуска: 1 — конец впуска и начало сжатия; 2 — начало горения; 3—конец сжатия; 4 — начало рабочего хода; 4 — конец горения; 5 — начало выпуска; 6 конец рабочего хода.

Сжатие происходит при закрытых впускном и выпускном клапанах. Поршень, двигаясь от НМТ к ВМТ, сжимает воздух или рабочую смесь. В результате сжатия в цилиндре повышаются давление и температура, величина которых зависит в основном от степени сжатия.

В конце сжатия у дизелей в цилиндр впрыскивается топливо, которое самовоспламеняется. У карбюраторных двигателей рабочую смесь воспламеняют электрической искрой.

Подача топлива у дизеля (или образование искры у карбюраторного двигателя) в цилиндр и начало горения рабочей смеси отмечены на индикаторных диаграммах точкой, а процесс сжатия — линией 1—3.

Для воспламенения рабочей смеси в цилиндре дизеля необходимо, чтобы температура в нем была выше температуры самовоспламенения топлива. Температура в конце такта сжатия достигает 6004-700 °С, а давление 35 кгс/см2.

С увеличением степени сжатия повышаются мощность и экономичность двигателя, так как при высокой степени сжатия рабочая смесь сгорает в малом объеме камеры сгорания и, следовательно, повышается рабочее давление газов в цилиндре.

Однако у карбюраторных двигателей степень сжатия чрезмерно увеличивать нельзя, поскольку может возникнуть взрывное горение рабочей смеси—детонация (скорость горения 2000Н-3000 м/сек против 20-Г-30 м/сек). Это вызывает резкое повышение давления газов в цилиндре и нагрузок на детали двигателя.

Рабочий ход, или расширение. Под давлением газов поршень перемещается от ВМТ к НМТ и через поршнещой палец и шатун приводит во вращение коленчатый вал. Впускной и выпускной клапаны закрыты.

Процесс расширения на индикаторных диаграммах показан линиями 4—6.

Как видно из диаграмм, течения процессов горения смеси (участок 2—3—4—4’) четырехтактного дизеля и четырехтактного карбюраторного двигателя несколько отличаются. У дизеля часть смеси сгорает на участке 2—3. Смесь продолжает гореть, когда поршень находится в ВМТ (уч. лок 3—4) и в начале рабочего хода (участок 4—4’), где давление газов поддерживается почти постоянным.

Выпуск происходит при открытом выпускном клапане. Поршень, двигаясь от НМТ, вытесняет из цилиндра отработавшие газы. Процесс выпуска протекает в дизелях так же, как в карбюраторных двигателях, но происходит при несколько меньшей температуре отработавших газов.

Весь цикл закончился за 4 хода поршня — 4 такта.

Полезная работа, совершаемая за цикл, показана на диаграмме в виде заштрихованной площади, заключенной между линиями сжатия, горения, расширения и части Линии выпуска.

Вследствие большей степени сжатия у дизелей выше максимальное давление и значительнее степень расширения газов. Поэтому у них лучше используется теплота и расход топлива в среднем на 30% ниже, чем у карбюраторных двигателей. Дизели позволяют использовать более тяжелые топлива, чем карбюраторные двигатели.

Горение рабочей смеси в дизелях сопровождается большим давлением, чем в карбюраторных двигателях. Поэтому детали дизеля испытывают большие нагрузки и их приходится делать массивнее. В результате чего дизель, развивающий ту же мощность, что и карбюраторный двигатель, сравнительно тяжелее.

Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя. 1-й такт. Поршень движется от НМТ к ВМТ.

Рис. 1. Схема устройства и рабочий цикл одноцилиндрового двухтактного карбюраторного двигателя:
а — первый такт; б и в — второй такт; 1 — картер; 2 — кривошипный (коленчатый) вал; 3 — кривошипная камера; 4 — цилиндр; 5 — окно продувочного канала; 6 — поршень; 7 — камера сгорания; 8 — свеча зажигания; 9 — выпускное окно; 10 — впускное окно; 11 — карбюратор; 12 — шатун.

2-й такт. Под действием газов поршень пермещается от ВМТ к НМТ и через шатун поворачивает коленчатый вал, производя механическую работу.

При дальнейшем опускании поршня сначала открывается выпускное окно и отработавшие газы, обладающие давлением 2Н-3 кгс/см2 (0,2-f-0,3 Мн/м2), выходят наружу, затем открывается окно продувочного канала, через который из кривошипной камеры в цилиндр поступает очередная порция горючей смеси. Она выталкивает из цилиндра оставшиеся отработавшие газы — продувает и заполняет цилиндр.

Таким образом, при движении поршня вверх в цилиндре сжимается рабочая смесь, а в кривошипную камеру всасывается горючая смесь. При движении поршня вниз в цилиндре происходит рабочий ход, выпуск отработавших газов, в кривошипной камере — сжатие горючей смеси, а затем выпуск ее на продувку и заполнение цилиндра.

Так работают пусковые двухтактные двигатели типа ПД-10М.

Назначение процесса расширения состоит в том, чтобы преобразовать выделившуюся при сгорании топлива теплоту в механическую работу.

Процесс расширения протекает при догорании топлива, сопровождается утечкой газов через неплотности между цилиндром и поршнем и отводом теплоты в охлаждающую среду, поэтому он характеризуется политропным изменением параметров газа.

Выпуск

У автотракторных двигателей для наиболее полной очистки цилиндров от отработавших газов (продуктов сгорания) выпускной клапан открывается за 40—70° до прихода поршня в н.м.т. и закрывается на 10—25° позже того, как поршень минует в. м. т.

При опережении открытия выпускного клапана к моменту прихода поршня в н.м.т. значительная часть отработавших газов под действием собственного избыточного давления выходит из цилиндра с большой скоростью. Это уменьшает работу на выталкивание газов из цилиндра при движении поршня от н.м.т. к в.м.т.

Запаздывание закрытия выпускного клапана дает возможность использовать для лучшей очистки цилиндра инерцию отработавших газов, имеющих большую скорость.

Чём меньше коэффициент у, тем больше наполнение цилиндра и, значит, выше Мощность двигателя.

У двухтактных двигателей коэффициент у всегда больше, чем у четырехтактных. Это объясняется несовершенством продувки и весьма ограниченным временем, отводимым на процесс выпуска у двухтактных двигателей.

Рис. 1. Определение среднего индикаторного давления по действительной индикаторной диаграмме.

Рекламные предложения:



Читать далее:

Категория: - Автомобили и трактора

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

 



Остались вопросы по теме:
"Рабочие циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания"
— воспользуйтесь поиском.

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

Небольшой рекламный блок


Администрация: Бердин Александр -
© 2007-2019 Строй-Техника.Ру - информационная система по строительной технике.

  © Все права защищены.
Копирование материалов не допускается.


RSS
Морская техника - Зарядные устройства