Назначение и классификация двигателей внутреннего сгорания

Двигатель
внутреннего сгорания —
это устройство, в котором химическая
энергия топлива превращается в полезную
механическую работу.

ДВС
классифицируют:

а)По
назначению — делятся на транспортные,
стационарные и специальные.

б)По
роду применяемого топлива — легкие
жидкие (бензин, газ), тяжелые жидкие
(дизельное топливо).

в)
По способу образования горючей смеси —
внешнее (карбюратор) и внутреннее у
дизельного ДВС.

г)
По способу воспламенения (искра или
сжатие).

д)
По числу и расположению цилиндров
разделяют рядные, вертикальные,
оппозитные, V-образные, VR-образные и
W-образные двигатели.

В
поршневом ДВР для обеспечения его работы
имеются след.механизмы: кривошипно-шатунный
механизм, механизм газораспределения
и система питания и охлаждения.

7. Общее
   устройство двигателей внутреннего
   сгорания

Поршневые
двигатели внутреннего сгорания
классифицируются по количеству тактов
в рабочем цикле на двухтактные
и четырёхтактные.

Рабочий
цикл в поршневых двигателях внутреннего
сгорания состоит из пяти процессов:
впуска, сжатия, сгорания, расширения и
выпуска. В двигателе рабочий цикл может
быть осуществлен по следующей широко
применяемой схеме:

1.
В процессе впуска поршень перемещается
от верхней
мертвой точки (в.м.т.)
к нижней мертвой
точке (н.м.т.),
а освобождающееся надпоршневое
пространство цилиндра заполняется
смесью воздуха с топливом. Из-за разности
давлений во впускном коллекторе и внутри
цилиндра двигателя при открытии впускного
клапана смесь поступает (всасывается)
в цилиндр в момент времени, называемый
углом открытия впускного клапана φа.

Воздушно-топливная
смесь и продукты сгорания (всегда
остающиеся в объёме пространства сжатия
от предыдущего цикла), смешиваясь между
собой, образуют рабочую смесь. Тщательно
приготовленная рабочая смесь повышает
эффективность сгорания топлива, поэтому
её подготовке уделяется большое внимание
во всех типах поршневых двигателей.

Количество
воздушно-топливной смеси, поступающее
в цилиндр за один рабочий цикл, называется
свежим зарядом, а продукты сгорания,
остающиеся в цилиндре к моменту
поступления в него свежего заряда —
остаточными газами.

Чтобы
повысить эффективность работы двигателя,
стремятся увеличить абсолютную величину
свежего заряда и его весовую долю в
рабочей смеси.

2.
В процессе сжатия оба клапана закрыты
и поршень, перемещаясь от н.м.т. к в.м.т.
и уменьшая объём надпоршневой полости,
сжимает рабочую смесь (в общем случае
рабочее тело). Сжатие рабочего тела
ускоряет процесс сгорания и этим
предопределяет возможную полноту
использования тепла, выделяющегося при
сжигании топлива в цилиндре.

Двигатели
внутреннего сгорания строятся с возможно
большей степенью сжатия, которая в
случаях принудительного зажигания
смеси достигает значения 10—12, а при
использовании принципа самовоспламенения
топлива выбирается в пределах 14—22.

3.
В процессе сгорания происходит окисление
топлива кислородом воздуха, входящего
в состав рабочей смеси, вследствие чего
давление в надпоршневой полости резко
возрастает.

В
рассматриваемой схеме рабочая смесь в
нужный момент вблизи в.м.т. поджигается
от постороннего источника с помощью
электрической искры высокого напряжения
(порядка 15 кв). Для подачи искры в цилиндр
служит свеча зажигания, которая
ввер­тывается в головку цилиндра.

Для
двигателей с воспламенением топлива
от тепла, выделяющегося от предварительно
сжатого воздуха, запальная свеча не
нужна. Такие двигатели снабжаются
специальной форсункой, через которую
в нужный момент в цилиндр впрыскивается
топливо под давлением в 100 ÷ 300 кГ/см² (≈
10—30 Мн/м²) и более.

4.
В процессе расширения раскаленные газы,
стремясь расшириться, перемещают поршень
от в.м.т. к н.м.т. Совершается рабочий ход
поршня, который через шатун передает
давление на шатунную шейку коленчатого
вала и проворачивает его.

5.
В процессе выпуска поршень перемещается
от н.м.т. к в.м.т. и через второй открывающийся
к этому времени клапан, выталкивает
отработавшие газы из цилиндра. Продукты
сгорания остаются только в объёме камеры
сгорания, откуда их нельзя вытеснить
поршнем. Непрерывность работы двигателя
обеспечивается последующим повторением
рабочих циклов.

Процессы,
связанные с подготовкой рабочей смеси
к сжиганию её в цилиндре, а также
освобождением цилиндра от продуктов
сгора­ния, в одноцилиндровых двигателях
осуществляются движением поршня за
счёт энергии маховика, которую он
накапливает в про­цессе рабочего
хода.

В
многоцилиндровых двигателях вспомогательные
ходы каждого из цилиндров выполняются
за счёт работы других (соседних) цилиндров.
Поэтому эти двигатели в принципе могут
работать без маховика.

Для
удобства изучения рабочий цикл различных
двигателей расчленяют на процессы или,
наоборот, группируют процессы рабочего
цикла с учетом положения поршня
относительно мертвых точек в цилиндре.
Это позволяет все процессы в поршневых
двигателях рассматривать в зависимости
от перемещения поршня, что более удобно.

Часть
рабочего цикла, осуществляемая в
интервале перемещения поршня между
двумя смежными мертвыми точками,
называется тактом.

Такту,
а следовательно, и соответствующему
ходу поршня присваивается название
процесса, который является основным
при данном перемещении поршня между
двумя его мертвыми точками (положениями).

В
двигателе каждому такту (ходу поршня)
соответствуют, например, вполне
определённые основные для них процессы:
впуск, сжатие, расширение, выпуск. Поэтому
в таких двигателях различают такты:
впуска, сжатия, расширения и выпуска.
Каждое из этих четырёх названий
соответственно присваивается ходам
поршня.

В
любых поршневых двигателях внутреннего
сгорания рабочий цикл складывается из
рассмотренных выше пяти процессов по
ра­зобранной выше схеме за четыре
хода поршня или всего за два хода поршня.
В соответствии с этим поршневые двигатели
подразделяют на двух- и четырёхтактные.

7. Назначение
   и устройство кривошипно-шатунного и
   газораспределительного механизмов
   двигателя.

Крив..
преобразует прямолинейное
возвратнопоступательное движение
поршня во вращательном движении
коленчатого вала.

Механизм
газораспределения – предназначен для
впуска горюч.смеси или воздуха и выпуска
из него отработавших газов.

7. Система
   питания, охлаждение двигателей

Система
питания предназначена для приготовления
горючей смеси, и подвода её в цилиндр
или подачи топлива в цилиндр.

Система
питания карбюр.двиг. состоит из фильтра
грубой очистки диафрагменного топливного
налога, фильтра тонкой очистки карбюратора,
и топлива воздухопровода. Система
дизеля: фильтры грубой очистки,
подкачив.насоса, насоса высокого
давления.

Система
питания двигателя на сжатом газе из
баллонов, расходного клапана, редуктора,
дозирующего устройства. Система питания
двигателя на сжиженном газе: баллоны,
накопит. и констр.вентиля, расходный
вентиль, испарения редуктора
корбюр.смесителя.

Система
охлаждения – для отвода теплоты от
нагретых деталей в атмосферы . Может
быть жидкостной или воздушной.

Наиболее
распространенная жидкостная система
(принудительная). На состоит из нососа,
паровоздушного клапана, радиатора,
термостата, термометра, вентелятора.
Воздушная система состоит из венелятора.

7. Смазочная
   система и система пуска двигателя

Система
включает масляный насос, фильтр очистки
масла, водомасляный теплообменник,
картер масляный, маслоналивную горловину,
трубку и указатель уровня масла.

Систем
пуска служит для пуска основного
двигателя. Для этого используется
стартер или пуск. карбюратор двигателя.

7. Основные
   понятия и определения двигателя
   внутреннего сгорания

Нижняя
мертвая точка(НМТ)-положение поршня в
цилиндре, при котором расстояние от
него до коленчатого вала – наименьшее.

Верхняя
мертвая точка(ВМТ)-положение поршня в
цилиндре, при котором расстояние от
него до коленчатого вала – наибольшее

Ход
поршня (S)
– расстояние по оси цилиндра между
мертвыми точками

Рабочий
объем цилиндра (Vр)-
объем, освобождаемый поршнем при
перемещении от НМТ до ВМТ

Объем
камеры сгорания(Vc)
– объем под поршнем находящимся в ВМТ

Полный
объем цилиндра – сумма объемов камеры
сгорания и раб.цилиндра,т.е.объем над
поршнем

Литраж
двигателя (Vл)
– сумма раб.объемов всех цилиндров.
Vл=Vp*i

Степень
сжатии (Е) – отношение полного объема
цилиндра к объему камеры сгорания
E=Vп/Vc

За
время работы двигателя внутреннего
сгорания в его цилиндрах происходят
периодически сменяющиеся процессы,которые
обуславливают работу двигателя.
Совокупность этих процессов называется
рабочим циклом.

Такт
– это часть рабочего цикла,движение от
НМТ до ВМТ.

типы агрегатов, назначение асинхронного и синхронного оборудования

Электродвигатели представляют собой универсальные в использовании агрегаты, способные преобразовывать электричество в механическую энергию. Сегодня существуют различные типы и классификации электродвигателей, применяемых в бытовых и промышленных установках. Такая техника может различаться своим принципом работы, питанием от постоянного или переменного тока, мощностью и назначением.

• Принцип действия и особенности конструкции
• Сфера использования
• Классификация оборудования
  • Магнитоэлектрические установки
  • Синхронные электродвигатели
  • Асинхронные модификации

Принцип действия и особенности конструкции

Устройство электродвигателя стандартно, что позволяет существенно упростить эксплуатацию и ремонт техники. Статор и ротор, которые являются основными элементами техники, находятся внутри проточки цилиндрической формы. При подаче напряжения на неподвижную обмотку статора возбуждается магнитное поле, что и приводит в движение ротор и вал электродвигателя.

Постоянное движение ротора поддерживается за счёт перекоммутации обмоток или путем создания в статоре вращающегося магнитного поля. Если первый способ поддержки вращения вала характерен для коллекторных модификаций агрегатов, то образование вращающегося магнитного поля присуще для трехфазных асинхронных моторов.

Корпус электрического двигателя может быть изготовлен из алюминиевого сплава или чугуна. В каждом конкретном случае выбор материала корпуса осуществляется исходя из сферы использования техники и ее необходимых параметров по весу.

Все двигатели изготавливаются с однотипными установочными размерами, что позволяет существенно упростить их монтаж и последующую эксплуатацию.

Сфера использования

Назначение электродвигателя чрезвычайно широко. Такие агрегаты используются для усиления мощности электросигналов, они способны преобразовывать постоянный ток в переменный, могут применяться в различных типах электромашин. Принято различать агрегаты, предназначенные для использования в промышленном оборудовании, машиностроении, на различных грузоподъёмных машинах и спецтехнике. Также большой популярностью пользуются маломощные электрические двигатели, которые с успехом применяются в различных бытовых инструментах и кухонной технике.

Классификация оборудования

На сегодняшний день существуют различные классификации электрических двигателей, которые отличаются по разным критериям и характеристикам. В зависимости от особенностей техники ее принято классифицировать:

1. По специфике вращающего момента различают магнитоэлектрические и гистерезисные агрегаты.
2. По виду крепления принято выделять двигатели с горизонтальным и вертикальным расположением вала.
3. По классу защиты от воздействия внешней среды различают защищенные, закрытые и взрывонепроницаемые.

В модификации гистерезисного типа вращение вала основывается на перемагничивании ротора. Такие двигатели были популярны в прошлом, однако сегодня их конструкция устарела, поэтому они практически не встречаются. Наибольшее распространение получили магнитоэлектрические агрегаты, способные работать от переменного или постоянного тока, а также модели универсального типа, которые одновременно питаются переменным и постоянным током.

Магнитоэлектрические установки

Использование магнитоэлектрических модификаций двигателей, работающих на постоянном токе, позволяет получить отличные динамические и эксплуатационные характеристики. В зависимости от своей конструкции такой тип двигателей делится на две основные категории:

• с постоянными магнитами;
• с электромагнитами.

В последние годы наибольшей популярностью стали пользоваться модификации с электромагнитами, которые обладают большей мощностью, отличаются экономичностью в работе и позволяют быстро изменять параметры работы оборудования.

В коллекторных электродвигателях используется щеточный узел, обеспечивающий соединение вращающихся и неподвижных частей мотора. Такие агрегаты могут выполняться с независимым возбуждением и применением постоянных магнитов, но есть и такие, что имеют самовозбуждающийся тип со смешанным, последовательным или параллельным соединением. Коллекторные модификации отличаются посредственными показателями надежности. Они требуют грамотного и своевременного обслуживания.

Бесколлекторные вентильные агрегаты имеют замкнутую систему, которая работает по принципу синхронных устройств. Высококачественные бесколлекторные электродвигатели оснащаются датчиком считывания положения ротора, имеют преобразователь координат, на основании данных с которого и осуществляется работа устройства.

Вентильные типы двигателей могут иметь различные размеры и мощность. Такие агрегаты используются в промышленном оборудовании. Также ими оснащаются аккумуляторные инструменты, различные игрушки и мобильные телефоны.

Синхронные электродвигатели

К синхронным электродвигателям переменного тока относятся модификации, у которых ротор вращается синхронно с генерируемым магнитным полем. Особенностью таких агрегатов является их высокая мощность, которая может достигать сотен киловатт. Основной сферой использования синхронного оборудования являются мощные промышленные установки, ветряные генераторы и гидроэлектростанции.

Принято различать несколько модификаций синхронных электродвигателей:

• шаговые;
• реактивные;
• с постоянными магнитами;
• реактивно гистерезисные;
• вентильные реактивные;
• с обмотками возбуждения;
• гибридные синхронные.

У шаговых синхронных двигателей с дискретным угловым движением вала положение ротора будет фиксироваться путём подачи напряжения на обмотки контура. Переход в другое положение вала осуществляется за счёт снятия питания с одних обмоток и последующей подачи напряжения на другие обмотки трансформатора.

Также широкое распространение получил вентильный реактивный электродвигатель, у которого обмотка выполнена из полупроводниковых элементов. Вентильные реактивные агрегаты отличаются увеличенной мощностью, при этом они могут полностью управляться электроникой, что позволяет как поддерживать минимальные обороты, так и быстро выходить на полную мощность с максимальной частотой оборотов. К преимуществам синхронных двигателей принято относить:

• стабильную скорость вращения;
• низкую чувствительность к перепадам напряжения в сети;
• возможность использования в качестве генератора мощности;
• минимальное потребление электроэнергии.

Однако и недостатки у синхронных устройств всё же имеются. К ним относятся сложности с запуском, трудности с обслуживанием, а также проблемы с регулировкой частоты вращения вала. Основное назначение таких устройств — это мощное промышленное оборудование, где ценится производительность агрегатов и их надежность.

Асинхронные модификации

У асинхронных двигателей переменного тока частота вращения ротора будет отличаться от показателей магнитного поля. Такие агрегаты называют также индукционными, что объясняется принципом генерации магнитного поля, которое возникает за счёт перемещения статора. Асинхронные модификации получили наибольшее распространение, что объясняется простотой их конструкции, надежностью, долговечностью, а также возможностью выполнения как сверхмощных промышленных установок, так и небольших электродвигателей, предназначенных для использования в бытовых инструментах.

В зависимости от типа электротока, с которым работают такие агрегаты, их принято разделять на три категории:

• однофазные;
• двухфазные;
• трехфазные.

Наибольшее распространение сегодня получили однофазные асинхронные двигатели, которые способны работать от бытовой электросети. Особенностью однофазных двигателей является наличие на статоре только одной рабочей обмотки и короткозамкнутого ротора. На обмотку статора подается переменный однофазный ток, приводящий во вращение ротор и вал двигателя. Сам ротор имеет цилиндрический сердечник с залитыми алюминием ячейками и открытыми вентиляционными лопастями. Однофазные двигатели с короткозамкнутым ротором используются в небольших по своей мощности устройствах, водяных насосах и комнатных вентиляторах.

Двухфазные асинхронные двигатели предназначены для использования в однофазной сети с переменным током. Их особенностью является наличие на статоре двух рабочих обмоток, расположенных перпендикулярно друг к другу. Во время работы агрегата на одну обмотку напрямую подаётся переменный ток, а на вторую — через соответствующий фазосдвигающий конденсатор. На выходе образуется крутящееся магнитное поле, которое упрощает запуск электромотора и в последующем поддерживает стабильно высокие обороты.

Трехфазные двигатели могут иметь короткозамкнутый и фазный ротор. Агрегаты оснащены тремя рабочими обмотками, расположенными на статоре параллельно друг другу. При включении двигателя в трехфазную сеть магнитное поле имеет сдвиг в пространстве относительно обмотки на 120 градусов. Наличие короткозамкнутого поля позволяет упростить запуск в работу устройства, при этом в последующем поддерживаются стабильные обороты. Модификации двигателей с фазным ротором отличаются увеличенной мощностью и используются преимущественно в промышленном оборудовании.

Преимуществами асинхронных электромоторов являются их устойчивость к скачкам напряжения и универсальность использования. Благодаря простоте конструкции существенно упрощается их последующее обслуживание, а сама техника чрезвычайно надежна и в процессе эксплуатации не доставляет каких-либо хлопот. В зависимости от своей модификации установки могут работать как от мощного источника электричества в трехфазной сети, так и от бытовой электросети, что позволяет применять их в различной бытовой технике и всевозможных электроприборах.

Электродвигатели представляют собой простейшие и чрезвычайно надёжные устройства, которые широко используются в промышленности и быту. Существующие в настоящее время типы электродвигателей позволяют подобрать агрегат, который будет полностью соответствовать особенностям своей эксплуатации. С помощью таких моторов могут приводиться в движение мощные станки и оборудование, производительные насосы. Без их использования не обходится ни один бытовой электроприбор.

Понимание различных типов двигателей

Существуют различные типы двигателей, используемые для различных целей, в основном в автомобильной отрасли. Сегодня в нашей повседневной жизни мы перемещаемся из одного места в другое с помощью транспортных средств, особенно транспортных средств и других средств, которые вы, возможно, знаете. Для тех коммерческих пользователей транспортных средств, просто представьте, что 85% из них даже не знают, какой тип двигателя установлен на их транспортном средстве. Если вы один из них, вам нужно учиться, и для автомобильного инженера, который хочет знать, вы находитесь в правильном месте. Ранее была опубликована статья под названием «Понимание автомобильного двигателя». проверить!

В этой драгоценной статье двигатель объясняется как машина, которая преобразует форму энергии в механическую энергию. Автомобильные двигатели широко известны как двигатели внутреннего сгорания или тепловые двигатели. Что касается типов двигателей, я буду обсуждать двигатели внутреннего и внешнего сгорания. Эти два типа двигателей классифицируются как тепловые двигатели.

Как уже было сказано ранее, «тепловым двигателям» требовался источник тепла для преобразования в механическую энергию. Это может быть за счет сгорания (небольшой контролируемый взрыв в камере) или без возгорания. Эти двигатели также могут быть воздушно-реактивными. то есть они берут кислород из атмосферы или невоздушных двигателей.

Читать Подробнее: Понимание системы смазки двигателя

Содержание

. Следующие ниже.

Двигатели внутреннего сгорания:

Как следует из названия, двигатели внутреннего сгорания являются популярными типами двигателей, которые позволяют сгорать топливо внутри двигателя, используя создаваемое давление для повышения температуры. это смесь топлива и воздуха, воспламеняющаяся в различных камерах двигателя. Этот процесс происходит тысячи раз в минуту, обеспечивая движение транспортного средства. Эти типы двигателей сокращенно называются двигателями внутреннего сгорания.

Подробнее: Классификации двигателей внутреннего сгорания

Процесс питания двигателей внутреннего сгорания известен как цикл сгорания, в большинстве двигателей он называется четырехтактным или циклическим, поэтому он называется четырехтактным двигателем. Двигатели внутреннего сгорания различаются по количеству ходов или циклов поршня, совершаемых за полный оборот коленчатого вала. Четырехтактные шаги включают в себя;

Различные типы двигателей

Включите JavaScript

Различные типы двигателей

• Впуск
• Сжатие
• Зажигание
• Выпуск

Следовательно, имея представление о том, как химическая энергия превращается в полезную механическую энергию. Большой двигатель внутреннего сгорания может генерировать 109 000 л.с., что может привести в действие корабль, перевозящий около 20 000 контейнеров.

Прочтите, как работает этот процесс сгорания

Двигатели внешнего сгорания:

Двигатели внешнего сгорания — это тепловые двигатели, которые также сжигают топливо. Но в этой ситуации он удерживает топливо и продукты выхлопа отдельно. То есть топливо сжигается в камере, а рабочее тело нагревается внутри двигателя через теплообменник.

Двигатели EC функционируют так же, как двигатели IC, но также имеют некоторые отличия. Этим двум типам двигателей требовалось тепло, которое получается, когда источник подвергается термическому расширению-сжатию или фазовому сдвигу без изменения его химического состава.

В двигателях внутреннего сгорания используемая жидкость представляет собой смесь топлива и воздуха, которые сгорают, изменяя свой химический состав. Жидкость, используемая в двигателях EC, может быть газообразной (двигатель Стирлинга), жидкостью (двигатель с органическим циклом Ренкина) или изменяемой фазой (паровой двигатель). Все это примеры двигателей EC.

Подробнее: Все, что вам нужно знать об электрической системе автомобиля

Электродвигатель:

Электромобили появляются в начале 2015 года, после многочисленных новостей об их выпуске. Он предлагает большие преимущества по сравнению с предыдущей версией транспортного средства, в том числе следующие:

• Меньше загрязнения, чем бензиновый двигатель, что делает его экологически безопасным
• Он приводится в действие электродвигателем и требует аккумулятора и зарядки.

Присоединяйтесь к нашему информационному бюллетене

Подробнее: вещи, которые вам нужно знать о генераторе

Смотрите видео ниже, чтобы узнать работу электронга Развитие технологий сегодня привело к большим изменениям в автомобильном двигателе. Жидкости (бензин или дизельное топливо) служат очищающим средством для топливной системы, улучшая работу двигателя и снижая выбросы, а не для движения.

Подробнее: Знакомство со стартером двигателя

Это все, что касается этой статьи, в которой объясняются различные типы двигателей, используемых в автомобилестроении. Я надеюсь, вам понравилось чтение, если да, пожалуйста, поделитесь с другими студентами. Спасибо за чтение, увидимся в следующий раз!

Объяснение различных типов двигателей (с изображениями и PDF)

В этой статье вы узнаете, какие типы двигателей используются в автомобильной промышленности. А также вы можете скачать PDF-файл этой статьи в конце.

Что такое двигатель?

Двигатель — это машина, предназначенная для преобразования одной формы энергии в механическую энергию. Тепловые двигатели, как и двигатели внутреннего сгорания, сжигают топливо внутри цилиндра двигателя.

С другой стороны, двигатели внешнего сгорания – это тепловые двигатели, в которых топливо сжигается вне цилиндра двигателя. Это паровые машины.

Энергия, вырабатываемая при сгорании топлива, передается пару, которая воздействует на поршень внутри цилиндра. В двигателях внутреннего сгорания при их работе запасается химическая энергия.

Тепловая энергия преобразуется в механическую за счет расширения газов на поршне, прикрепленном к коленчатому валу, который может вращаться.

Типы двигателей

В основном двигатели подразделяются на два типа: двигатели внутреннего сгорания и двигатели внешнего сгорания.

#1 Двигатель внешнего сгорания

Как правило, это тепловой двигатель (также известный как паровой двигатель), вырабатывающий тепло путем сжигания топлива вне цилиндра двигателя. Этот двигатель использует дополнительное тепло для создания пара низкого давления, который затем используется в турбине для выработки электроэнергии. Поскольку здесь топливо сжигается вне двигателя, обычно используется твердое топливо.

#2 Двигатель внутреннего сгорания

В двигателе внутреннего сгорания (ДВС) топливо воспламеняется и сгорает внутри двигателя. Затем энергия сгорания частично преобразуется двигателем в работу. Примеры двигателей внутреннего сгорания включают двух- и четырехтактные бензиновые и дизельные двигатели.

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) бывают разных типов, и для их классификации используются разные критерии.

Читайте также: Полный список деталей кузова автомобиля [названия и функции]

#1 Классификация по видам используемого топлива

В соответствии с типом используемого топлива двигатели подразделяются на три категории

1. Бензиновый двигатель (или бензиновый двигатель)
2. Дизельный двигатель
3. Газовый двигатель

9 Бензиновый двигатель

Бензиновый двигатель работает на бензине. Бензин или бензин — это углеводород, состоящий из соединений водорода и углерода. Бензовоздушная смесь всасывается в цилиндр во время хода всасывания поршня. Правильная бензино-воздушная смесь получается из карбюратора.

Смесь сжимается во время такта сжатия, воспламеняется во время рабочего такта, а выхлопные газы выталкиваются во время такта выпуска. В верхней части цилиндра установлена ​​свеча зажигания, которая дает искру для воспламенения смеси.

Дизельный двигатель

В этих типах двигателей для работы используется дизельное топливо. Дизельное масло легкое, с низкой вязкостью и высоким цетановым числом. В дизельном двигателе только воздух всасывается в цилиндр во время такта всасывания и сжимается до высокого давления, а степень сжатия достигает 22:1. Его температура также повышается примерно на 1000°F.

Дизельное топливо впрыскивается форсункой в ​​конце такта сжатия, которая воспламеняется и горит из-за высокой температуры сжатого воздуха. Отдельной системы зажигания не требуется. Сгоревшие газы расширяются, толкая поршень вниз во время рабочего такта, и, наконец, газы выталкиваются во время такта выпуска.

Газовая турбина

Газовая турбина в основном состоит из двух секций — секции газификатора и силовой секции. Топливом, используемым в газовой турбине, может быть бензин, керосин или масло. Секция газификатора сжигает топливо в горелке и подает полученный газ в силовую секцию, где он вращает силовую турбину. Затем силовая турбина вращает колеса автомобиля через ряд шестерен.

Газификатор состоит из компрессора с ротором с рядом лопастей по внешнему краю. При вращении ротора воздух между лопастями перемещается и под действием центробежной силы выбрасывается в горелку. При этом давление воздуха в горелке повышается. Топливо впрыскивается в горелку, где оно сгорает и дополнительно повышает давление.

Вам также может понравиться: Что такое распределительный вал? Как это работает?

#2 Классификация по циклу работы

По циклу работы автомобильные двигатели могут быть трех типов:

1. Двигатель цикла Отто.
2. Двигатель дизельного цикла.
3. Двухтактный двигатель.

Цикл Отто или цикл постоянного объема

Цикл Отто или цикл постоянного объема. Этот цикл был введен в практическую форму немецким ученым Отто в 1876 году, хотя он был описан французским ученым Бодом Рошем в 1862 году. Двигатели, работающие по этому циклу, известны как двигатели с циклом Отто. Бензиновые двигатели работают по этому циклу.

I.C. двигатель не подвергается циклическому изменению, но здесь предполагается, что рабочим телом является чистый воздух, не подвергающийся никаким химическим изменениям. Воздух нагревается и охлаждается, чтобы пройти цикл. Также предполагается строгое соблюдение идеальной индикаторной диаграммы.

Идеальный цикл Отто состоит из следующих операций :

1-2 Адиабатическое сжатие. 2-3 Подвод тепла при постоянном объеме. 3-4 Адиабатическое расширение. 4 1 Отвод тепла при постоянном объеме.

Дизельный цикл или цикл постоянного давления

Дизельный цикл был введен доктором Рудольфом Дизелем в 1897 году. Двигатели, работающие по этому циклу, известны как дизельные двигатели. На рисунке показана p-v диаграмма цикла Дизеля.

Состоит из следующих операций:

1-2 Адиабатическое сжатие. 2-3 Подвод тепла при постоянном давлении 3-4 Адиабатическое расширение. 4-1 Отвод тепла при постоянном объеме

Цикл Дизеля отличается от цикла Отто в одном отношении. В дизельном цикле тепло добавляется при постоянном давлении, а не при постоянном объеме.

Источник изображения: https://en.wikipedia.org/wiki/Diesel_cycle

Воздух сжимается в цилиндре на такте сжатия из точки 1 в точку 2. Теперь теплота подводится при постоянном давлении из точки 2 в точку 3, а затем воздух адиабатически расширяется из точки 3 в точку 4. Наконец, теплота отбрасывается при постоянном объеме от точки 4 до 1. Воздух возвращается в исходное состояние, и цикл завершается.

Двойной цикл (или двойной цикл сгорания)

В этих типах двигателей для сгорания топлива в дизельном двигателе предоставляется больше времени без отрицательного влияния на эффективность.

Топливо впрыскивается в цилиндр перед окончанием такта сжатия, так что сгорание происходит частично при постоянном объеме и частично при постоянном давлении. Такой цикл известен как двойной цикл. Фактически все дизельные двигатели работают по этому циклу. На рисунке показан двойной цикл на p-v диаграмме.

Он состоит из следующих операций.

1-2. Адиабатическое сжатие 2-3. Подвод тепла при постоянном объеме 3-4. Подвод тепла при постоянном давлении 4-5. Адиабатическое расширение 5-1. Отвод тепла при постоянном объеме.

Поскольку топливо впрыскивается в цилиндр до конца такта сжатия в двойном цикле, учитывается характеристика задержки воспламенения топлива.

Вы можете прочитать полную информацию по этим темам:

• Процессы двойного цикла сгорания с [диаграммой P-v и T-s]
• Четырехтактный дизельный двигатель и его работа [пояснено диаграммой P-v и T-s]
• Четырехтактный двигатель с искровым зажиганием с циклом Отто и [диаграммой P-v и T-s]

№ 3 Классификация по количеству тактов за цикл

По количеству тактов за цикл автомобильные двигатели классифицируются как

1. Четырехтактный двигатель.
2. Двухтактный двигатель.

Четырехтактный двигатель

Четырехтактный двигатель завершает цикл операций во время четырехтактного хода поршня, а именно: всасывание, сжатие, мощность и выпуск. Эти четыре такта требуют двух оборотов коленчатого вала. Таким образом, за каждые два оборота коленчатого вала происходит только один рабочий ход поршня.

Двухтактный двигатель

Двухтактный двигатель завершает цикл операций во время двухтактного хода поршня. Эти два такта требуют одного оборота коленчатого вала. Таким образом, за каждый оборот коленчатого вала происходит один рабочий ход поршня. Следовательно, двухтактный двигатель производит в два раза больше лошадиных сил, чем четырехтактный двигатель того же размера, работающий с той же скоростью.

В двухтактном двигателе такт впуска и сжатия, а также рабочий такт и выпускной такт в определенном смысле объединены. Двухтактные двигатели используются в мотоциклах, скутерах. Четырехтактные двигатели используются в автомобилях, грузовиках и автобусах.

Подробнее: Какова функция шатуна? Детали, типы и применение

#4 Классификация по типу зажигания

В зависимости от используемого типа зажигания современные автомобильные двигатели классифицируются в основном на две группы:

1. Двигатели с искровым зажиганием.
2. Двигатели с воспламенением от сжатия.

Двигатель с искровым зажиганием

В двигателе с искровым зажиганием в головке блока цилиндров установлена ​​свеча зажигания, которая дает электрическую искру в конце такта сжатия для воспламенения топлива. Бензиновые двигатели — это двигатели с искровым зажиганием.

Читайте также: Что такое система зажигания и 3 различных типа системы зажигания

Двигатель с воспламенением от сжатия

В этих типах двигателей топливо воспламеняется за счет тепла сжатого воздуха внутри цилиндра. В нем нет свечи зажигания, чтобы дать искру. Воздух сжимается в цилиндре во время такта сжатия относительно при более высоком давлении.

Степень сжатия также выше, чем у двигателя с искровым зажиганием. Топливо впрыскивается в конце такта сжатия , , который сгорает из-за тепла сжатого воздуха. Дизельные двигатели относятся к двигателям с воспламенением от сжатия. Двигатели с горячим зажиганием практически не используются.

Читайте также: Что такое карданный вал? Схема, детали, типы, функции [объяснение]

#5 Классификация по количеству и расположению цилиндров

Автомобильные двигатели могут иметь один, два, три, четыре, шесть, восемь, двенадцать и шестнадцать цилиндров. Одноцилиндровый двигатель используется в скутерах и мотоциклах. Двухцилиндровый двигатель используется в тракторах. Четырех- и шестицилиндровые двигатели используются в автомобилях, джипах, автобусах и грузовиках.

Грузовики и автобусы Comet оснащены шестицилиндровыми двигателями. Американские легковые автомобили имеют восьмицилиндровые двигатели. Двенадцати- и шестнадцатицилиндровые двигатели также используются в некоторых легковых автомобилях, автобусах, грузовиках и промышленных установках. Трехцилиндровый двигатель используется и в зарубежных переднеприводных автомобилях.

Цилиндры могут располагаться несколькими способами — вертикально, горизонтально, в ряд (в ряд), в два ряда или рядами, установленными под углом (V-образный), в два ряда друг против друга (плоский, или блин) или как спицы на колесе (радиальные).

Одноцилиндровый двигатель

Эти типы двигателей обычно используются для легких транспортных средств, таких как скутеры и мотоциклы. Максимальный объем одноцилиндрового двигателя ограничен примерно 250-300 куб.см. Для двигателя большего размера потребуются тяжелые двигатели из-за более высоких сил дисбаланса в одноцилиндровом двигателе.

В одном цилиндре один импульс мощности за два оборота коленчатого вала. Таким образом, из четырех ходов поршней мощность отдается за один ход, а в остальных ходах поршней мощность расходуется на преодоление сопротивления трения движущихся частей. Распределение крутящего момента во время цикла неравномерно, что приводит к грубой работе и вибрациям.

Поскольку имеется только один поршень и один шатун, которые совершают возвратно-поступательные движения без рабочих частей, уравновешивающих их вес, одноцилиндровый двигатель не имеет механического баланса. Однако двигатель в некоторой степени уравновешивается за счет использования противовеса, прикрепленного к коленчатому валу, а также за счет использования маховика, настолько тяжелого, что его импульс обеспечивает сравнительно устойчивое движение.

Колебания частоты вращения двигателя вызывают вибрацию даже в лучших конструкциях одноцилиндровых двигателей. Следовательно, цилиндровые двигатели нежелательны для использования в автомобилях.

Двухцилиндровый двигатель.

Двигатели этого типа используются в основном в тракторах. Они также используются в небольшом немецком автомобиле и автомобиле DAF из Голландии. Расположение цилиндров в двухцилиндровых двигателях может быть трех типов

• Рядное вертикальное
• V-образное
• Оппозитное

Трехцилиндровый двигатель

Трехцилиндровый двигатель применяется на переднеприводный автомобиль, где дифференциал расположен между двигателем и трансмиссией. Три цилиндра расположены в ряд. Это двухтактный двигатель. Картер в этом двигателе служит камерой впуска и предварительного сжатия.

Каждый цилиндр имеет свою герметичную секцию картера. Так, коренные подшипники, поддерживающие коленчатый вал, герметизированного типа, поэтому картер разделен на три отдельных отсека, по одному на каждый цилиндр.

Четырехцилиндровый двигатель

Четырехцилиндровые двигатели в основном используются для обычных автомобилей. Полученный крутящий момент намного более равномерен, чем у двухцилиндрового двигателя, потому что получается два рабочих хода на один оборот.

Цилиндры четырехцилиндрового двигателя расположены по следующему типу:

• Рядный вертикальный тип
• V-образный тип
• Оппозитный тип

Шести- и восьмицилиндровый двигатель

Шести- и восьмицилиндровые двигатели обеспечивают более плавный крутящий момент и более высокую мощность. Цилиндры этих двигателей также расположены тремя способами: рядным, V и оппозитным, так же, как и в четырехцилиндровых двигателях. В линейке 6 почти повсеместно используются цилиндровые двигатели и двигатели V-8. Угол между рядами цилиндров в двигателях V-8 обычно сохраняется на уровне 90°.

Двигатели V-8 с меньшими V-образными углами выпускались также, но в них усложнен механизм работы клапанов. Двигатели V-6 имеют два трехцилиндровых ряда, расположенных под углом друг к другу. Коленчатый вал имеет только три кривошипа, при этом шатуны противоположных цилиндров в двух рядах прикреплены к одной и той же шатунной шейке. К каждой шатунной шейке прикреплены два шатуна.

Двигатель V-8 имеет два ряда по четыре цилиндра, расположенных под углом друг к другу. Коленчатые валы имеют четыре кривошипа с шатунами от противоположных цилиндров в два ряда, прикрепленных к одной шатунной шейке. Таким образом, к каждой шатунной шейке крепятся два шатуна, а к каждой шатунной шейке работают два поршня. Коленчатый вал обычно опирается на пять подшипников.

Читайте также: Что такое двигатель V8 (восьмицилиндровый двигатель) и как он работает?

Двенадцати- и шестнадцатицилиндровые двигатели.



Расположение цилиндров в двенадцати- и шестнадцатицилиндровых двигателях может быть следующих типов.

1. V-образный или блинчатый имеет два ряда цилиндров.
2. Тип W имеет три ряда цилиндров.
3. X-type имеет четыре ряда цилиндров.

Двигатели с двенадцатью и шестнадцатью цилиндрами используются в автомобилях, автобусах, грузовиках и промышленных установках. Единственным легковым автомобилем, выпускаемым в настоящее время с двенадцатицилиндровым двигателем, является «Феррари».

#6 Классификация по расположению клапанов

Автомобильные двигатели подразделяются на четыре категории в соответствии с расположением впускного и выпускного клапанов в различных положениях в головке блока цилиндров. Эти устройства обозначаются буквами «L», «T», «F» и «T». Легко запомнить слово «LIFT», чтобы вспомнить четырехклапанные устройства. Двутавровая головка чаще всего используется в автомобильных двигателях.

Двигатель с двутавровой головкой

В двигателе с двутавровой головкой или верхним расположением клапанов клапаны расположены в головке блока цилиндров. Рядные двигатели обычно имеют клапаны в один ряд. Двигатели V-8 могут иметь клапаны в одинарном или двойном ряду в каждом ряду. Независимо от расположения, один распределительный вал приводит в действие все клапаны.

См. также: Клапаны двигателя: типы клапанов двигателя, их принцип работы и механизм клапанов

Двигатель с Г-образной головкой

В Г-образной головке впускные и выпускные клапаны расположены рядом и приводятся в действие одним распределительным валом. Камера сгорания и цилиндр перевернутой буквы L. Все клапаны двигателя расположены в одну линию, кроме двигателей V-8 с Г-образной головкой, которые расположены в две линии.

В двигателях с Г-образной головкой клапанные механизмы находятся в блоке, поэтому головка блока цилиндров может быть легко снята при необходимости капитального ремонта двигателя. Хотя двигатель с L-образной головкой прочен и надежен, он не особенно приспособлен к более высокой степени сжатия.

Двигатель с I-образным расположением клапанов лучше приспособлен к высокой степени сжатия. В двигателе с I-образной головкой объем зазора может быть уменьшен в большей степени, чем в двигателе с L-образной головкой. В некоторых двигателях с двутавровой головкой в ​​головках поршней есть карманы, в которые может перемещаться клапан, когда они открыты с поршнем в ВМТ.

Двигатель с F-образной головкой

Этот двигатель сочетает в себе двигатели с L-образной и I-образной головкой, в которых один клапан, обычно впускной, находится в головке, а выпускной — в блоке цилиндров. Оба комплекта приводятся от одного и того же распределительного вала.

Двигатель с Т-образной головкой

Двигатель с Т-образной головкой имеет впускные клапаны с одной стороны и выпускные клапаны с другой стороны цилиндра. Таким образом, для их работы требуется два распределительных вала.

Читайте также: Камера сгорания: Типы камеры сгорания и ГБЦ

#7 Классификация по типу охлаждения

По способу охлаждения автомобильные двигатели делятся в основном на две категории:

1. С воздушным охлаждением двигатели.
2. Двигатели с водяным охлаждением.

Двигатели с воздушным охлаждением

Двигатели с воздушным охлаждением используются в мотоциклах и скутерах. В двигателях с воздушным охлаждением гильзы цилиндров обычно разделены и снабжены металлическими ребрами, которые дают большую излучающую поверхность для увеличения скорости охлаждения.

Многие двигатели с воздушным охлаждением имеют металлические кожухи, направляющие поток воздуха вокруг цилиндров для улучшения охлаждения. Так как эти двигатели не используют воду, устраняется проблема обслуживания в холодную погоду.

Читайте также: Типы систем охлаждения автомобильных двигателей (двигатель внутреннего сгорания)

Двигатели с водяным охлаждением

Эти типы двигателей используются в автобусах, грузовиках, автомобилях и других четырехколесных транспортных средствах большой грузоподъемности. В этих двигателях используется вода с добавлением антифриза в качестве охлаждающей среды.

Вода рассчитывается через водяные рубашки вокруг каждой из камер сгорания, цилиндров, седел клапанов и стержней клапанов. Пройдя через кожухи двигателя в блоке цилиндров и головке блока цилиндров, вода проходит через радиатор, где охлаждается воздухом, всасываемым через радиатор.

Двигатели с испарительным охлаждением практически не используются.

Читайте также: Что такое система воздушного охлаждения и как она работает в автомобиле

#8 Классификация по расположению цилиндров

Рядный двигатель

Изображение: wikipedia.org

Проще говоря, у рядного двигателя все цилиндры расположены прямо линия. Это поршневой двигатель, состоящий из рядов цилиндров, причем каждый ряд имеет любое количество цилиндров, хотя редко бывает больше шести.

В этом двигателе коленчатый вал и цилиндры расположены по прямой линии. По сравнению с ним рядный двигатель дешевле. Из-за небольшого размера эти двигатели легкие.

V-образный двигатель

V-образный двигатель имеет цилиндры, расположенные в два равных ряда или, другими словами, V-образно. Этот тип часто используется, потому что он занимает меньше места и может поместиться в большинстве автомобилей.

В этом двигателе коленчатый вал и цилиндры расположены под углом. В V-образных двигателях больше деталей, чем в рядных, что делает их более дорогими. Кроме того, они выше плоского двигателя.

Радиальный двигатель

Изображение: toni-clark-shop.com

Это тип поршневого двигателя внутреннего сгорания, в котором цилиндры выступают из центрального картера, как спицы в колесе. Его называют «звездным» двигателем, потому что он напоминает стилизованную звезду, если смотреть спереди.

В целом радиальные двигатели более надежны. Это связано с тем, что у него более короткий коленчатый вал, более простая конструкция и меньше вибрации. Прежде чем газотурбинный двигатель станет доминирующим вариантом, его часто используют для авиационных двигателей.

Двигатель с оппозитным расположением поршней

Изображение: hybrid-engine-hope.com

Двигатель с оппозитным расположением поршней — это поршневой двигатель без головки блока цилиндров, в котором поршни расположены на обоих концах каждого цилиндра. В этом двигателе цилиндры расположены под углом 180°, как у V-образного двигателя, но с углом 180°.

Крупномасштабные приложения, такие как корабли, военные танки и заводы, традиционно использовали бензиновые и дизельные двигатели с оппозитными поршнями.

Горизонтальный двигатель

Изображение: cdn.shopify.com

Вместо V-образного движения, как у двигателей V-6 или V-8, цилиндры горизонтального двигателя движутся горизонтально относительно земли. В этом двигателе цилиндры расположены по обе стороны от центрального коленчатого вала. Эти двигатели также известны как плоские двигатели. Это отличается от двигателей с оппозитными поршнями, в которых два поршня разделяют центральную камеру сгорания в каждом цилиндре.

Двигатель W-типа

В двигателях W-типа цилиндры расположены в три ряда так, что расположение цилиндров имеет W-образную форму. Двигатель W имеет три или четыре группы цилиндров, соединенных с одним или двумя коленчатыми валами, в отличие от двигателя V.