Строительные машины и оборудование, справочник






Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя автомобиля


Категория:
   Устройство и работа двигателя


Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя автомобиля

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.

Такт впуска. Во время такта впуска цилиндр заполняется горючей смесью. При этом кривошип коленчатого вала поворачивается на полоборота, а поршень перемещается от в. м. т. до н. м. т.; впускной клапан открыт, а выпускной закрыт. При движении поршня вниз объем над ним увеличивается, и в цилиндре создается разрежение, вследствие чего в цилиндр поступает горючая смесь. Горючая смесь, поступающая в цилиндр двигателя, смешивается с отработавшими газами, оставшимися в небольшом количестве в камере сгорания от предыдущего цикла. Смесь, получившаяся при этом, называется рабочей смесью.

Когда кривошип приходит в нижнее положение, а поршень доходит до н. м. т., впускной клапан закрывается.



Вследствие сопротивления впускной системы потоку смеси и некоторых других причин в конце такта впуска давление в цилиндре становится ниже атмосферного и равно примерно 0,7—0,8 кГ/см2. При увеличении числа оборотов двигателя это давление уменьшается, что ограничивает полноту заполнения полости цилиндра смесью. Температура смеси в конце впуска равна 100-130 °С.

Рис. 1. Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя: а — впуск; б — сжатие; в — рабочий ход; г — выпуск

Такт сжатия. При такте сжатия происходит сжатие рабочей смеси, что необходимо для обеспечения более быстрого ее сгорания и получения большого давления газов в цилиндре.

При сжатии смеси поршень перемещается от н. м. т. до в. м. т. Впускной и выпускной клапаны при этом закрыты. Чем больше степень сжатия, тем сильнее сжимается рабочая смесь и тем выше при сгорании давление газов на поршень и экономичнее работа двигателя.

Однако предельные значения степени сжатия для карбюраторных двигателей ограничиваются свойствами применяемого топлива (бензина) и в основном его антидетонационной стойкостью.

Чрезмерно высокая степень сжатия может привести к особому, детонационному воспламенению смеси и нарушению нормального процесса ее сгорания, которое будет происходить с очень большими скоростями и резкими местными повышениями давления в цилиндре. В результате этого нарушается нормальная работа двигателя, снижается его мощность и экономичность и возрастает износ деталей.

Во избежание нарушения нормальных условий сгорания рабочей смеси в карбюраторных двигателях ее следует сжимать не более чем в 6—10 раз, т. е. степень сжатия карбюраторных двигателей не должна быть выше 6—10. При этом для двигателей с более высокими степенями сжатия требуется применение топлива с хорошими антидетонационными свойствами, т. е. с высоким октановым числом. Увеличение степени сжатия вновь создаваемой модели двигателя возможно также путем повышения числа его оборотов, уменьшения рабочего объема цилиндров, улучшения формы камеры сжатия и применения для изготовления деталей двигателя (поршней и головки цилиндров) легких алюминиевых сплавов, способствующих хорошему отводу тепла из полости камеры сгорания.

К концу такта сжатия давление в цилиндре возрастает примерно до 8— 12 кГ/см2, а температура смеси достигает 450—500 °С.

Такт расширения (рабочий ход). При рабочем ходе поршень в цилиндре перемещается под действием давления газов, приводя во вращение коленчатый вал двигателя.

В конце такта сжатия, Когда поршень приходит в в. м. т., в цилиндр подается электрическая искра, поджигающая сжатую рабочую смесь. Смесь сгорает очень быстро с выделением большого количества тепла. Вследствие сильного нагревания газов, образовавшихся при сгорании, давление в цилиндре резко возрастает, и поршень под действием этого давления с большой силой перемещается вниз от в. м. т. до н. м. т., приводя во вращение через шатун коленчатый вал. Впускной и выпускной клапаны при этом закрыты.

В момент сгорания рабочей смеси температура газов в цилиндре повышается до 1800—2000° С, а давление — до 25—30 кГ/см2. При движении поршня к н. м. т. газы расширяются и давление и температура их в цилиндре постепенно уменьшаются. В конце рабочего хода давление в цилиндре падает до 3—4 кГ/см2, а температура снижается до 1100—800 °С.

Такт выпуска. При такте выпуска происходит очищение цилиндра от отработавших газов. При этом поршень перемещается от н. м. т. до в. м. т., впускной клапан закрыт, а выпускной открыт. При движении поршня к в. м. т. оставшиеся в цилиндре после сгорания и расширения отработавшие газы выталкиваются через’ выпускной клапан в атмосферу. Так как удалить полностью отработавшие газы из цилиндра не представляется возможным, давление в конце такта выпуска достигает 1,05—1,15 кГ/см2. Температура отработавших газов составляет 700—800 °С, понижаясь к концу выпуска до 300—400 °С.

При дальнейшем вращении коленчатого вала снова происходит такт впуска, затем такт сжатия, рабочий ход и такт выпуска и т. д. При работе двигателя указанные такты непрерывно чередуются в такой же последовательности.

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

Так как маховик имеет знаиительный вес, он накапливает энергию при рабочем ходе и продолжает вращаться по инерции и после окончания рабочего хода. Вместе с маховиком вращается и коленчатый вал, который перемещает поршень в течение всех вспомогательных тактов. При последующем рабочем ходе маховик снова накапливает механическую энергию и отдает ее при следующих вспомогательных тактах, вращаясь по инерции. При наличии махоЕика вращение коленчатого вала совершается более равномерно. Маховик способствует также переводу деталей кривошипно-шатунного механизма через положения, соответствующие мертвым точкам поршня.

Читать далее:

Категория: - Устройство и работа двигателя

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