руководство по ремонту автомобиля

  .:: Карта сайта :.Статьи.: Главная :.Поиск .: Контакты ::.  
 
 
РОССИЙСКИЙ АВТОПРОМ
ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ АВТОМОБИЛИ
УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЕЙ
ДИАГНОСТИКА
АВТОМОБИЛЬНЫЕ КРАНЫ
ИСПЫТАНИЕ АВТОМОБИЛЕЙ
ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО
ИСПЫТАНИЕ УЗЛОВ
 

:: Реклама ::
 

 

 

 
 
 

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

В двигателе внутреннего сгорания преобразование тепловой энергии, выделяющейся при сгорании топлива, в механическую работу происходит внутри цилиндра двигателя.
В двигателе с внешним смесеобразованием в замкнутое пространство, образованное стенками цилиндра, его головкой и днищем поршня, через впускной клапан 15 при перемещении поршня вниз всасывается горючая смесь, состоящая из жидкого топлива или горючего газа, смешанного в определенной пропорции с воздухом при перемещении поршня вверх смесь сжимается и воспламеняется от постороннего источника тепла. При сгорании смеси выделяется большое количество тепла, вследствие чего газы, получившиеся при сгорании, нагреваются и давление их сильно возрастает. Под действием давления газов поршень 3 перемещается в цилиндре вниз и посредством шатуна 5 вращает коленчатый вал совершая при этом полезную работу. При обратном ходе поршня вверх отработавшие газы удаляются из цилиндра через выпускной клапан.
Рассмотренный процесс непрерывно повторяется, чем обеспечивается работа двигателя и получение на коленчатом валу необходимого для движения автомобиля усилия.
При вращении коленчатого вала его шатунная шейка вместе с нижней головкой шатуна описывает окружность (рис. 16). Верхняя головка шатуна вместе с поршнем при этом перемещается в цилиндре прямолинейно вверх и вниз (возвратно-поступательно). При одном обороте колена (кривошипа) вала поршень делает один ход вниз и один ход вверх.
Изменение направления движения поршня происходит в нижней и верхней мертвых точках.
Верхней мертвой точкой (в. м. т.) называют самое верхнее положение поршня и кривошипа (рис. 16, а).
Нижней мертвой точкой (н. м. т.) называют самое нижнее положение поршня и кривошипа (рис. 16, б).
При положении поршня в мертвых точках давление газов на поршень не может вызвать поворота коленчатого вала, так как шатун и кривошип коленчатого вала располагаются в одну линию, 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/см, 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 (рис. 17, в). 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/см. 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/см, а температура снижается до 1100—800° С.
\/Такт выпуска. При такте выпуска происходит очищение цилиндра от отработавших газов. При этом поршень (рис. 17, г) 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/см. Температура отработавших газов составляет 700—800° С, понижаясь к концу выпуска до 300—400° С.
X 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 8 (см. рис. 15), представляющий собой тяжелый чугунный диск, закрепленный на конце коленчатого вала.
Так как маховик имеет значительный 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
маховика вращение коленчатого вала совершается более равномерно. Маховик способствует также переводу деталей кривошипно-шатунного механизма через положения, соответствующие мертвым точкам поршня.
РАБОЧИЙ ЦИКЛ ЧЕТЫРЕХТАКТНОГО ДИЗЕЛЯ                |
Рабочий цикл четырехтактного дизеля (двигателя с воспламенением от сжатия) включает следующие такты: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск.
Впуск. При такте впуска (рис. 18, а) поршень перемещается от в. м. т. до н. м. т., и через открытый впускной клапан в цилиндр из впускного трубопровода поступает чистый воздух. В этом заключается основное отличие дизеля от карбюраторного двигателя, где при такте впуска в цилиндр поступает горючая смесь. Ввиду того что впускная система дизеля значительно проще, чем у карбюраторного двигателя, и оказывает меньшее сопротивление проходу воздуха, давление в цилиндре в конце впуска равно 0,85—0,95 кг/см т. е. цилиндр заполняется лучше. Температура заряда в конце впуска равна 60-70° С.
Сжатие. Во время такта сжатия (рис. 18, б) поршень перемещается от п. м. т. до в. м. т. при закрытых клапанах и производит сжатие поступившего в цилиндр воздуха.
В дизелях применяется значительно более высокая степень сжатия, чем в карбюраторном и газовом двигателях, достигающая 16—17, так как при сжатии чистого воздуха нет опасности возникновения детонационного сгорания смеси. В конце такта сжатия давление в цилиндре возрастает до 30—35 пГ1смг9 а температура воздуха повышается до 600—700° С.
Рабочий ход. Перед рабочим ходом (рис. 18, в) в конце такта сжатия в цилиндр через форсунку 1 при помощи топливного насоса 2 под большим давлением впрыскивается тяжелое жидкое топливо в мелко распыленном состоянии. Частицы топлива, соприкасаясь с воздухом, имеющим высокую температуру, быстро сгорают; при этом выделяется большое количество тепла, в результате чего температура в цилиндре повышается до 1800—2000° С, а давление — до 50—60 кг/см. Под действием давления газов поршень перемещается к и. м. т., и происходит, рабочий ход. Оба клапана при этом закрыты. При рабочем ходе газы, образовавшиеся вследствие сгорания топлива, расширяются и давление их к концу рабочего хода падает до 3—4 кг/см, а температура снижается до 800—600° С.
Выпуск. При такте выпуска (рис. 18, г) поршень перемещается от н. м. т. до в. м. т. и через открытый выпускной клапан выталкивает отработавшие газы, очищая цилиндр. Давление в цилиндре к концу выпуска падает до 1,05—1,15 кг/см*, а температура — до 200—300° С.
При дальнейшем вращении коленчатого вала все перечисленные такты повторяются в такой же последовательности.
Большие значения степени сжатия в дизелях обеспечивают высокую экономичность работы этих двигателей. Предельное значение степени сжатия в дизелях ограничивается величиной возрастающих потерь на трение в кривошипно-шатунном механизме, прочностью деталей и условиями пуска двигателя. По четырехтактному циклу работают дизели HM3-236 и ЯМЗ-238.

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200

 

 

 

 
 
 

Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник. avtopromrus.ru