Шаг 2. Устройство двигателя. Как работает двигатель?

Молодцы ребята! Вы освоили шаг №1, где вы узнали об общем устройстве автомобиля. Теперь мы переходим к шагу №2, а именно к изучению отдельных агрегатов автомобиля.

Мы теперь понимаем, что автомобиль состоит из тысячи мелких деталей. Устройство автомобиля можно даже сравнить со строением человека: двигатель это сердце автомобиля, ходовая часть автомобиля это ноги, трансмиссия это опорно двигательный аппарат, кузов это туловище, система питания это желудок. Так можно сравнивать долго, а мы хотим узнать, как же устроен двигатель автомобиля.

Как человек не может существовать без отдельных своих органов, таких как сердце, печень, почки, так и автомобиль не может без своих агрегатов, механизмов, систем и деталей. Каждый орган выполняет свою функцию, обеспечивая оптимальную работу автомобиля.

Двигатель – это энергосиловая машина, которая преобразует тепловую энергию в механическую работу.

Объясняем:В цилиндр двигателя (из топливного бака, куда заправляем топливо) поступает бензин. Топливо воспламеняется и сгорает в цилиндре, вследствие чего выделяется огромное количество теплоты. Теплота действует на детали двигателя и  заставляет их работать.

Какие двигатели бывают?

Двигатели могут устанавливаться не только на автомобили, но и на промышленных предприятиях, для выполнения каких либо работ. Двигатели, которые устанавливаются на автомобили, называются транспортными.

Двигатели, которые используются на промышленном производстве, называются стационарными.

Непрерывная работа двигателя обеспечивается благодаря повторяющимся процессам в цилиндре, которые проходят в определенной последовательности.

Все процессы в двигателе, которые происходят во время его работы, называют рабочим циклом. По способу осуществления рабочего цикла двигатели разделяются на:двухтактные и четырехтактные.

Для сгорания топлива необходимо смешать его с воздухом в определенной пропорции. По способу смесеобразования двигатели бывают карбюраторные, дизельные и инжекторные.

Зачем смешивать топливо с воздухом, спросите вы?

А вот, и школьная химия пригодилась. Для нормальной работы двигателя необходимо, чтобы топливо, подающееся в цилиндр, сгорало.

Давайте вспомним, что нужно для горения? Если вы хорошо учили химию, тогда вы должны помнить, что для реакции горения необходим кислород. Второе, что нам нужно это источник тепла: огонь или искра. Если еще дровишек подкинете, то будет замечательный костер, который мы так любим делать, на пикнике.

В бензиновом двигателе в роли источника тепла выступает свеча зажигания (принудительное воспламенение). В дизельном двигателе процесс воспламенения происходит от сжатия (самовоспламенение).  

На каком топливе работает двигатель? В двигателе в качестве «дровишек», в отличие от костра, используется топливо. Карбюраторные и инжекторные двигатели работают на бензине. Дизельные двигатели работают на дизельном топливе. Есть еще двигатели, работающие на газу.

Еще, двигатели классифицируются по числу цилиндров (одно и много — цилиндровые) и их расположению (V-образные, одно рядные), способу наполнения цилиндром свежим зарядом (без наддува, с наддувом) и охлаждению (жидкостное и воздушное).

Устройство простейшего двигателя

Двигатель внутреннего сгорания состоит из механизмов и систем, которые выполняют разные функции, но имеют общую цель – надежная и стабильная работа двигателя.

В цилиндре двигателя находится поршень 8 с поршневыми кольцами 9, соединенный с коленчатым валом 10 при помощи шатуна 2.

Поршень 8 двигается вверх-вниз, вращая коленчатый вал 10, который в свою очередь с помощью приводного ремня передает вращательное движение распределительному валу 6. На распределительном валу есть, кулачок, который при вращении нажимает на рычаг коромысла, в это время вторая часть коромысла открывает или закрывает впускной 4 или выпускной 7 клапаны.

Когда поршень идет вниз открывается впускной клапан, в цилиндре создается разряжение, за счет которого поступает горючая смесь.

Во время движения поршня вверх, горючая смесь сжимается, в это время свеча зажигания подает искру, сжатая смесь топлива и воздуха в цилиндре воспламеняется и сгорает, выделяется огромное количество газов с высокой температуры и давления и давят на поршень, опуская его вниз. Поршень через шатун вращает коленчатый вал. Таким образом, возвратно-поступательное движение поршня шатуна (вверх-вниз) преобразуется во вращательный момент коленчатого вала.

Устройство и принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Похожие презентации:

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Карбюраторные двигатели

Двигатель внутреннего сгорания. Устройство

Общее устройство и работа двигателя

Карбюраторный двигатель

Общее устройство и работа двигателя

Двигатели внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания

Двигатели внутреннего сгорания. История и классификация

Устройство и принцип работы
двигателя внутреннего сгорания
УСТРОЙСТВО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Двигатель состоит из цилиндра, в
котором перемещается поршень 3,
соединенный при помощи шатуна 4 с
коленчатым валом 5. В верхней части
цилиндра имеется два клапана 1 и 2,
которые при работе двигателя
автоматически открываются и
закрываются в нужные моменты.
Через клапан 1 в цилиндр поступает
горючая смесь, которая
воспламеняется с помощью свечи 6, а
через клапан 2 выпускаются
отработавшие газы. В цилиндре такого
двигателя периодически происходит
сгорание горючей смеси, состоящей из
паров бензина и воздуха. Температура
газообразных продуктов сгорания
достигает 1600—1800 градусов
Цельсия.
РАБОТА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
I ТАКТ
Один ход поршня, или один такт
двигателя, совершается за пол-оборота
коленчатого вала. При повороте вала
двигателя в начале первого такта поршень
движется вниз . Объем над поршнем
увеличивается. Вследствие этого в
цилиндре создается разрежение.
В это время открывается клапан 1 и в
цилиндр входит горючая смесь.
К концу первого такта цилиндр
заполняется горючей смесью, а клапан 1
закрывается.
РАБОТА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
II ТАКТ
При дальнейшем повороте вала
поршень движется вверх (второй такт) и
сжимает горючую смесь. В конце второго такта,
когда поршень дойдет до крайнего
верхнего положения, сжатая горючая смесь
воспламеняется (от электрической искры)
и быстро сгорает.
РАБОТА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
III ТАКТ
Под действием расширяющихся
нагретых газов (третий такт) двигатель
совершает работу, поэтому этот такт
называют рабочим ходом. Движение поршня
передается шатуну, а через него коленчатому
валу с маховиком. Получив сильный толчок,
маховик затем продолжает вращаться
по инерции и перемещает скрепленный
с ним поршень при последующих тактах.
Второй и третий такты происходят при
закрытых клапанах.
РАБОТА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
IV ТАКТ
В конце третьего такта открывается
клапан 2, и через него продукты
сгорания выходят из цилиндра в атмосферу.
Выпуск продуктов сгорания продолжается
и в течение четвертого такта, когда поршень
движется вверх. В конце четвертого
такта клапан 2 закрывается.
Итак, цикл работы двигателя состоит
из следующих четырех процессов
(тактов):
•впуска,
•сжатия,
•рабочего хода,
•выпуска.
Щелкните на картинке

9. Карбюраторные двигатели

900igr.net

10. История создания карбюраторного двигателя

В 1885 году немецкие инженеры Готлиб Даймлер (1834-1900)
и Вильгельм Майбах (1846-1929) изобрели легкий,
быстроходный двигатель внутреннего сгорания (ДВС),
использовавший качестве топлива бензин. Они установили
его на деревянный велосипед и создали первый в мире
мотоцикл.
В 1889 году Даймлер и Майбах построили первый
четырехколесный автомобиль. На этом автомобиле впервые
был установлен двигатель, оснащенный четырехступенчатой
коробкой передач и карбюратором. Карбюратор был
разработан Даймлером, в нем топливо распыляется,
смешивается с воздухом и подается в цилиндр.
Это обстоятельство значительно повышало эффективность
работы данного двигателя, впоследствии названного
карбюраторным.

11. Применение карбюраторных двигателей

• Карбюраторные двигатели находят широкое применение в
современной жизни. Их используют в основном на
транспортных средствах (из-за высокой стоимости топлива
которые данные виды двигателей используют), к таким
транспортным средствам относятся:
• Мотоциклы, Автомобили, а также Катера; Моторные лодки и т.
п.
• Мне бы хотелось сосредоточить ваше внимание на
использование карбюраторных двигателей в современном
автомобильной промышленности.
• Автомобильный транспорт создан в результате развития
новой отрасли народного хозяйства — автомобильной
промышленности, которая на современном этапе является
одним из основных звеньев отечественного машиностроения.
• 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 РусскоБалтийском вагоностроительном заводе в Риге. В течение
шести лет здесь выпускались автомобили, собранные в
основном из импортных частей.

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.
Спасибо за внимание!

English    
Русский
Правила

Двигатель внутреннего сгорания: принцип и работа | Машины

В этой статье мы обсудим: 1. Введение в двигатель внутреннего сгорания (ДВС) 2. Термодинамический цикл, используемый для двигателя внутреннего сгорания 3. Принципы и работа 4. Работа клапана и диаграмма синхронизации клапана.

Введение в двигатель внутреннего сгорания (ДВС):

Тепловой двигатель — это машина для преобразования тепла, вырабатываемого при сжигании топлива, в полезную работу. Можно сказать, что тепловой двигатель – это оборудование, которое вырабатывает тепловую энергию и преобразует ее в механическую энергию.

Тепловая машина двух типов:

1. Двигатель внешнего сгорания

2. Двигатель внутреннего сгорания

1. Двигатель внешнего сгорания:

9000 2 Здесь при сгорании используется тепло в виде пара, вырабатывается в котле, размещенном полностью отдельно от рабочего цилиндра. В двигателе внутреннего сгорания сгорание топлива происходит внутри цилиндра двигателя, а в цилиндре двигателя выделяется тепло.

2. Двигатель внутреннего сгорания:

Это двигатель, предназначенный для получения мощности от топлива, сгорающего в цилиндре двигателя. Он использует расширяющую силу газов, образующихся при сгорании топлива в цилиндре. Вырабатываемое тепло преобразуется в полезную мощность с помощью поршня, ограниченного внутри цилиндра. Движение поршня приводит во вращение коленчатый вал с помощью шатуна. Внутри цилиндра вырабатывается теплота, дающая энергию рабочему телу. Отсюда и название дано как двигатель внутреннего сгорания.

Сгорание в цилиндре происходит двумя способами:

(a) При быстром взрыве воздушно-топливной смеси внутри цилиндра, когда она воспламеняется от искры, называется сгоранием постоянного объема (C.V.C.) .

(b) Сгорание происходит путем медленного горения, когда топливо впрыскивается в сильно сжатый нагретый воздух, содержащийся в цилиндре. Это называется сгоранием при постоянном давлении (CPC), поскольку при сгорании давление в цилиндре почти постоянно.

Термодинамический цикл, используемый для двигателя внутреннего сгорания:

Это серия событий, которые повторяются в регулярной последовательности. Цикл состоит из событий, происходящих между двумя последовательными взрывами в цилиндре двигателя.

Существует несколько типов циклов, но термодинамический цикл, используемый для двигателей внутреннего сгорания, бывает двух типов:

1. Цикл Отто

2. Цикл Дизеля

1. Цикл Отто:

В этом цикле тепло поглощается при одном постоянном объеме и отводится при другом постоянном объеме цилиндра на диаграмме давление-объем (рис. 3.1) цикла Отто.

В ₁ = общий объем цилиндра.

В ₂ = клиренс.

V ₁ – V ₂ = рабочий объем поршня.

Линия MN представляет собой уровень атмосферного давления, а AB представляет впуск заряда при давлении немного ниже атмосферного давления. BGC представляет собой сжатие заряда в цилиндре, при котором воспламенение происходит в точке C. Линия CD представляет собой повышение давления в цилиндре, которое происходит при постоянном объеме V ₂ . DE представляет собой рабочий ход двигателя. Выпуск происходит в точке E, и во время такта выпуска FA давление снижается почти до атмосферного.

При анализе тепла и энергии, выделяемых в цилиндре, тепловой КПД ( ) двигателя определяется по формуле:

002 м = постоянная = C _p / C _v = 1,4

C _p = удельная теплоемкость при постоянном давлении

C _v = удельная теплоемкость при постоянном объеме

Двигатели, основанные на этом принципе цикла Отто, называются двигателями Отто или двигателями с искровым зажиганием.

2. Дизельный цикл:

В дизельном цикле тепло поглощается при постоянном давлении и отводится при постоянном объеме. На диаграмме давление-объем (рис. 3.2) дизельного цикла линия МН представляет собой атмосферное давление, АВ – поступление воздуха в цилиндр, а ВГС – сжатие газов в цилиндре.

Впрыск топлива начинается в точке C и заканчивается в точке D. В течение этого интервала происходит сгорание и предполагается условие постоянного давления. Соотношение объемов D и C, то есть V _D / V _C , известно как коэффициент отсечки. Расширение газа происходит от D к E с открытием выпускного клапана в точке E и тактом выпуска FA.

При анализе тепла и энергии, выделяемых в цилиндре, тепловой КПД двигателя определяется как:

Где ρ — коэффициент отсечки.

Двигатель, работающий по принципу дизельного цикла, называется дизельным двигателем.

Принципы и работа I.C. Двигатель:

Принцип:

Топливная смесь с соответствующим количеством воздуха взрывается в закрытом с одной стороны цилиндре двигателя. В результате взрыва выделяется тепло и это вызывает увеличение давления горящих газов. Это увеличение давления заставляет плотно прилегающий поршень двигаться вниз по цилиндру.

Это движение поршня передается коленчатому валу через шатун, так что коленчатый вал вращает маховик. Чтобы получить непрерывное вращение коленчатого вала, этот взрыв должен повторяться. Прежде чем это может произойти, отработавшие газы должны быть удалены из цилиндра, должны быть впущены свежие заряды топлива и воздуха, а поршень должен быть возвращен в исходное положение. Эта последовательность событий известна как рабочий цикл.

Рабочий:

I.C. Двигатель преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала с помощью шатуна. Поршень, совершающий возвратно-поступательное движение в цилиндре, очень плотно прилегает к цилиндру. Кольца вставлены в окружные канавки поршня для предотвращения утечки газов с боков поршня. Обычно в блоке цилиндров расточен цилиндр и между цилиндром и головкой цилиндра вставлена ​​прокладка из медного листа или асбеста.

Камера сгорания предусмотрена в верхней части головки блока цилиндров, где происходит сгорание. Существует стержень, называемый шатуном, для соединения поршня и коленчатого вала. Штифт, называемый поршневым пальцем или поршневым пальцем, предназначен для соединения поршня и шатуна двигателя. Конец шатуна, который надевается на поршневой палец, называется малым концом шатуна.

Другой конец, который надевается на шатунную шейку, называется большим концом шатуна. Коленчатый вал вращается в коренных подшипниках, установленных в картере. На одном конце коленчатого вала предусмотрен маховик для сглаживания неравномерного крутящего момента, создаваемого двигателем. В нижней части двигателя находится масляный картер, в котором содержится смазочное масло для смазки различных частей двигателя.

Механический цикл двигателя внутреннего сгорания может быть завершен двумя способами:

1. Когда цикл завершается за два оборота коленчатого вала, он называется четырехтактным двигателем.

2. Когда цикл завершается за один оборот коленчатого вала, такой двигатель называется двухтактным.

Четырехтактный двигатель:

В четырехтактном двигателе все процессы, происходящие внутри цилиндра, выполняются за четыре хода поршня. Этот двигатель имеет клапаны для управления впуском заряда и выпуском отработавших газов. Открытие и закрытие клапана управляется кулачками, установленными на распределительном валу. Распределительный вал приводится в движение коленчатым валом с помощью соответствующих шестерен или цепей. Распределительный вал вращается с половиной скорости коленчатого вала.

События, происходящие в I.C. двигателя:

1. В цилиндр подается воздух или топливовоздушная смесь (заряд).

2. Заряд сжимается в цилиндре поршнем.

3. Если нагнетается только воздух, топливо впрыскивается в конце сжатия.

4. Заряд воспламеняется в заданное время под заданным давлением внутри цилиндра двигателя.

5. Мощность, развиваемая за счет расширяющих сил газов внутри цилиндра, передается на коленчатый вал через шатун.

6. Выхлопные газы выходят из цилиндра через равные промежутки времени.

Полный цикл систематически охватывает все эти события. Четырехтактный двигатель выполняет все эти действия за четыре хода поршня, тогда как двухтактный двигатель выполняет все эти действия за два хода поршня.

Четыре хода поршня:

1. Такт всасывания

2. Такт сжатия

3. Рабочий ход

4. Такт выпуска

1. Такт всасывания:

Во время такта всасывания внутрь цилиндра всасывается только воздух или смесь воздуха и топлива. Заряд поступает в двигатель через впускной клапан, который остается открытым во время подачи заряда. Выпускной клапан остается закрытым во время этого такта. Давление в цилиндре двигателя во время этого такта меньше атмосферного.

2. Такт сжатия:

Нагнетаемый в цилиндр заряд сжимается поршнем во время этого такта. Весь заряд цилиндра сжимается до небольшого объема, содержащегося в рабочем объеме цилиндра. Если в цилиндре сжимается только воздух (как в дизельном двигателе), то топливо впрыскивается в конце такта сжатия. Воспламенение происходит из-за высокого давления и температуры.

Если смесь воздуха и топлива сжимается в цилиндре (как в случае двигателя с искровым зажиганием), смесь воспламеняется от свечи зажигания. После воспламенения выделяется огромное количество тепла, вызывающее очень высокое давление в цилиндре, которое толкает поршень назад для выполнения полезной работы. Оба клапана закрыты во время этого хода.

3. Рабочий ход:

Во время рабочего хода высокое давление, возникающее вследствие сгорания топлива, заставляет поршень двигаться вперед или назад через равные промежутки времени. Шатун с помощью коленчатого вала передает мощность на систему трансмиссии для полезной работы. Оба клапана закрыты во время этого хода.

4. Такт выпуска:

Выхлопные газы выходят через выпускные клапаны во время этого такта. Все сгоревшие газы выходят из двигателя, и цилиндр становится готовым к получению свежего заряда. Впускной клапан закрыт, а выпускной клапан остается открытым во время этого такта.

Таким образом, из четырех тактов имеется только один рабочий и три холостых хода. Рабочий ход обеспечивает необходимый импульс для полезной работы.

Двухтактный двигатель:

В таких двигателях вся последовательность действий, т. е. всасывание, сжатие, мощность и выпуск, выполняются за два хода поршня и один полный оборот коленчатого вала. Клапана в этом типе двигателя нет. Движение газа происходит через отверстия в цилиндре, называемые портами. Картер двигателя газоплотный, в котором вращается коленчатый вал.

Первый такт (всасывание + сжатие):

Когда поршень движется вверх по цилиндру, он закрывает два порта, выпускной и передаточный, которые обычно почти противоположны друг другу. Это захватывает заряд свежей смеси в цилиндре, и дальнейшее движение поршня вверх сжимает этот заряд.

Дальнейшее движение поршня также открывает третье отверстие во всасывающем отверстии цилиндра. Через этот порт в картер поступает больше свежей смеси. Непосредственно перед окончанием этого такта смесь в цилиндре воспламеняется, как и в четырехтактном цикле.

Второй такт (мощность + выпуск):

Повышение давления в цилиндре, вызванное выхлопными газами, заставляет поршень двигаться вниз по цилиндру. Когда поршень опускается, он закрывает и закрывает всасывающее отверстие, задерживая смесь, втянутую в картер во время предыдущего такта, а затем сжимая ее. Дальнейшее движение поршня вниз открывает сначала выпускное отверстие, а затем перемещает его.

Позволяет выхлопным газам выходить через выпускное отверстие. Также свежая смесь, находящаяся под давлением в картере, перекачивается в цилиндр через перепускное отверстие во время этого такта. Головка поршня специальной формы отклоняет поступающую смесь вверх вокруг цилиндра, что помогает вытеснять выхлопные газы.

Когда поршень находится в верхней мертвой точке, говорят, что он находится в верхней мертвой точке (ВМТ). Когда поршень находится в нижней точке своего хода, говорят, что он находится в нижней мертвой точке (НМТ). В двухтактном двигателе работают обе стороны поршня, чего нельзя сказать о четырехтактном двигателе.

Продувка:

Процесс удаления сгоревших или выхлопных газов из цилиндра двигателя называется продувкой. Весь сгоревший газ не выходит при нормальном такте, поэтому для удаления выхлопных газов в двухтактном двигателе используется какой-либо тип нагнетателя или компрессора.

Сравнение 4-тактного и 2-тактного двигателя:

4-тактный двигатель:

i. Число рабочих ходов:

Один ход на каждые два оборота коленчатого вала

ii. Мощность для одного и того же объема цилиндра:

Малый

iii. Клапанный механизм:

Присутствует

iv. Конструкция и стоимость:

Сложный, дорогой

v. Расход топлива:

Маленький
vi. Удаление выхлопных газов:

Easy

vii. Прочность:

Хорошая

viii. Стабильность работы:

Высокий

ix. Возможность изменения оборотов:

Высокая (с большим маховиком)

x. Смазка:

Оснащен независимым контуром смазки

xi. Расход масла:

Мало

xii. Нагар внутри цилиндра:

Незначительно

xiii. Шум:

Всасывание и вытяжка бесшумные, но другая работа шумная

хiv. Герметичность картера:

Не требуется

xv. Охлаждение:

Обычное

xvi. Собственный вес и размер:

Тяжелый и большой

Двухтактный двигатель:

i. Число рабочих ходов:

Один ход на каждый оборот коленчатого вала

ii. Мощность для одного и того же объема цилиндра:

Большой (примерно в 1,5 раза больше 4-тактного)

III. Клапанный механизм:

Порты вместо клапанов

iv. Конструкция и стоимость:

Простой, дешевый

v. Расход топлива:

Высокий (примерно на 15% больше)

vi. Удаление выхлопных газов:

Трудно

vii. Долговечность:

Плохо

viii. Стабильность работы:

Низкая

ix. Изменяемость об/мин:

Низкий (с малым маховиком)

x. Смазка:

Использование топлива, смешанного со смазочным маслом

xi. Расход масла:

Много

xii. Нагар внутри цилиндра:

Много из-за смешанного топлива

xiii. Шум:

Всасывание и вытяжка шумные, но другие работы менее шумные

xiv. Герметичность картера:

Должен быть герметизирован

хv. Охлаждение:

Вероятность перегрева

xvi. Собственный вес и размер:

Легкий и маленький

Диаграмма работы клапана и синхронизации клапана двигателя внутреннего сгорания:

Клапан:

Клапан представляет собой небольшое механическое устройство, используемое для открытия и перекрытие прохода, ведущего к цилиндру двигателя. Впускной клапан двигателя внутреннего сгорания пропускает воздух или воздушно-топливную смесь в камеру сгорания. Выпускной клапан позволяет отработанным газам выходить из цилиндра двигателя.

Каждый клапан открывается или закрывается один раз в течение каждого цикла. Мощная пружина с помощью фиксатора и шпонки плотно прижимает клапан к седлу и тем самым предотвращает утечку на такте сжатия и рабочем такте. Общий угол поверхности и седла клапана составляет 45 °, но угол 30 ° также используется для впускных клапанов.

Наиболее распространенный тип клапана называется тарельчатым клапаном.

Расположение клапана на двигателе бывает двух типов:

1. Г-образный тип и

2. Вертикальный тип

«Г-образная» компоновка довольно широко используется в двигателях тракторов и автомобилей. В «верхнем» исполнении шток клапана окружен съемной направляющей и пружиной, которая плотно удерживает клапан в седле.

Головка клапана:

Изготовлена ​​из специального сплава, способного выдерживать высокие температуры и ударные нагрузки из-за расширяющихся газов.

Стержень клапана:

Это круглый стальной стержень, прикрепленный к головке клапана.

Седло клапана:

Это место в головке цилиндров, где головка клапана сидит хорошо. Он может быть выполнен в головке блока цилиндров или в блоке цилиндров. Иногда также используются съемные седла клапанов.

Направляющая штока клапана. Это небольшая направляющая, которая вставляется в блок цилиндров. Обычно изготавливается из чугуна. В некоторых случаях рассверленное отверстие в блоке также служит направляющей клапана.

Привод клапана:

Привод клапана состоит из нескольких компонентов, таких как:

(a) Шестерня коленвала

(b) Шестерня кулачка

(c) Распредвал

(d) Толкатель

(e) Толкатель и

(f) Коромысло

90 002 Шестерня коленчатого вала управляет кулачком шестерня, закрепленная на одном конце распределительного вала. Следовательно, распределительный вал вращается и перемещает толкатель, который своевременно толкает толкатель. Таким образом, толкатель открывает или закрывает клапаны через заданные промежутки времени. Шестерня распределительного вала вдвое больше шестерни коленчатого вала, поэтому в случае четырехтактного двигателя на каждые два оборота коленчатого вала приходится один оборот распределительного вала.

Шестерня коленчатого вала:

Шестерня, закрепленная на конце коленчатого вала и находящаяся в зацеплении с шестерней распределительного вала, называется шестерней коленчатого вала.

Кулачковая шестерня:

Шестерня, закрепленная на конце распределительного вала и входящая в зацепление с шестерней коленчатого вала, называется кулачковой шестерней.

Толкатель:

Толкатель также называется толкателем клапана. Толкатель поднимает или опускает клапаны. Он получает движение от кулачков, установленных на распределительном валу. Он открывает или закрывает клапаны в нужное время. Обычно изготавливается из закаленной стали.

Направляющая толкателя клапана:

Направляет толкатель в движении.

Рычаг коромысла:

Рычаг, используемый для изменения движения толкателя вверх на движение вниз для открытия клапана двигателя. Это небольшой стержень, один конец которого касается конца штока клапана, а другой конец касается верхнего конца штока толкателя.

Зазор толкателя:

Это зазор между коромыслом и штоком клапана, обеспечивающий правильную посадку клапанов.

Диаграмма фаз газораспределения:

Диаграмма фаз газораспределения представляет собой диаграмму вращения кривошипа, на которой показано время открытия и закрытия впускного клапана, выпускного клапана.

Механизм фаз газораспределения связан с относительным закрытием и открытием клапанов и их продолжительностью в зависимости от положения цилиндра и угла поворота коленчатого вала. Верхняя мертвая точка (ВМТ) — это момент, когда поршень находится в верхней точке своего хода, то есть находится в точке перехода от движения вверх к движению вниз. Нижняя мертвая точка (НМТ) — это момент, когда поршень находится в нижней части своего хода, то есть находится в точке перехода от движения вниз к движению вверх.

Теоретически впускной клапан должен открываться в верхней мертвой точке (ВМТ) и закрываться в нижней мертвой точке (НМТ), тогда как выпускной клапан должен открываться в нижней мертвой точке и закрываться в верхней мертвой точке, но на практике эти углы различаются. Время газораспределения зависит от частоты вращения двигателя.

Наилучшие фазы газораспределения для любого двигателя можно определить только в ходе реальных испытаний, так как они в значительной степени зависят от конструкции впускного и выпускного каналов. Для большинства средних тракторных двигателей с четырехтактным циклом впускной клапан открывается примерно за 5° до ВМТ и закрывается примерно за 30° после НМТ, выпускной клапан открывается примерно за 40° до НМТ и закрывается примерно за 5° после ВМТ.

Порядок включения:

Последовательность, в которой происходит рабочий такт в каждом цилиндре двигателя, называется порядком зажигания. Расположение шатунной шейки на коленчатом валу и конструкция распределительного вала определяют порядок зажигания. Для четырехцилиндрового двигателя чаще всего используются схемы зажигания 1-3-4-2 и 1-2-4-3. Для шестицилиндровых двигателей порядок зажигания может быть 1-4-2-6-3-5 или 1-5-3-6-2-4.

Интервал зажигания (FI):

Интервал между последовательными рабочими тактами в разных цилиндрах двигателя называется интервалом зажигания и определяется, как показано ниже.

При первом повороте коленчатого вала на 180° цилиндр №1 получил рабочий такт, цилиндр №2 – такт сжатия, цилиндр №3 – такт выпуска и цилиндр №4 – такт ход всасывания. Точно так же при вращении коленчатого вала на 360 ° первый цилиндр имеет такт выпуска, такт второго цилиндра, такт впуска третьего цилиндра и такт сжатия четвертого цилиндра.

Аналогичные случаи для поворота коленчатого вала на 540° и поворота коленчатого вала на 720°. В какой-то момент каждый цилиндр имеет разные такты, и после двух оборотов коленчатого вала каждый цилиндр получает только один рабочий такт для четырехтактного четырехцилиндрового двигателя.

Главная ››

Принцип работы двигателей внутреннего сгорания

• Категории :
  Конструирование машин и механизмов
• Метки: Машиностроение

Содержание страницы

Для правильной работы двигатель должен непрерывно выполнять некоторый цикл операций. Принцип работы двигателей с искровым зажиганием (SI) был изобретен Николаусом А. Отто в 1876 году; следовательно, двигатель SI также называют двигателем Отто. Принцип работы двигателя с воспламенением от сжатия (ДВС) был открыт Рудольфом Дизелем в 189 году.2, поэтому двигатель CI также называют дизельным двигателем.

Принцип работы двигателей SI и CI практически одинаков, за исключением процесса сгорания топлива, происходящего в обоих двигателях. В двигателях SI сгорание топлива происходит за счет искры, создаваемой свечой зажигания, расположенной в головке блока цилиндров. Топливо сжимается до высокого давления, и его сгорание происходит при постоянном объеме. В двигателях с ЦЗ сгорание топлива происходит из-за сжатия топлива до чрезмерно высокого давления, при котором не требуется искра для инициирования воспламенения топлива. В этом случае сгорание топлива происходит при постоянном давлении.

Двигатели SI и CI могут работать как в двухтактном, так и в четырехтактном цикле. Оба цикла описаны ниже:

Принцип работы двигателей внутреннего сгорания

1. Четырехтактный двигатель : В четырехтактном двигателе цикл работы двигателя завершается четырьмя ходами поршня внутри цилиндра. цилиндр. Четыре такта 4-тактного двигателя: всасывание топлива, сжатие топлива, рабочий ход или рабочий ход и такт выпуска. В 4-тактных двигателях мощность вырабатывается, когда поршень совершает такт расширения. За четыре такта двигателя совершается два оборота коленчатого вала двигателя.

2. Двухтактный двигатель : В случае двухтактного двигателя такты всасывания и сжатия происходят одновременно. Точно так же такты расширения и выпуска происходят одновременно. Мощность вырабатывается во время такта расширения. При совершении двух ходов поршня производится один оборот коленчатого вала двигателя.