Поршневая система двигателя: Как работает поршневой двигатель внутреннего сгорания?

Содержание

ЦИЛИНДРО-ПОРШНЕВАЯ ГРУППА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ — Технопарк

Цилиндро-поршневая группа двигателя внутреннего сгорания, содержащая цилиндр и размещенный в ней поршень, отличающаяся тем, что цилиндр и поршень выполнены в виде овального цилиндра.
Проведенный анализ существующего уровня техники аналогичного класса показал, что при всем многообразии конструктивных решений ДВС его основной узел – цилиндро-поршневая группа – по форме рабочего объема остается неизменной, т.е. в основу положен круговой цилиндр.
Такая форма рабочего объема приводит к существенным габаритным размерам по длине многоцилиндровых рядных (да и не только рядных) двигателей, что и является ее основным недостатком, т.е. напрямую длина двигателя связана с диаметром цилиндра. С другой стороны, ширина двигателя зависит в основном от размеров кривошипа и траектории движения точек шатуна и мало зависит от диаметра цилиндра. Как следствие вышесказанного, к основному недостатку добавляются: высокие конструктивные размеры кривошипно-шатунного механизма, высокие динамические нагрузки от его инерционных масс.

Кроме того, при большой площади днища поршня становится мало предсказуемым процесс горения, а значит, его управляемость. Для улучшения процесса горения создаются сложные формы камер сгорания, предкамер и т.п. в зависимости от типа двигателя, а также устанавливаются две или более свечей зажигания.

Техническое решение, направленное на существенное сокращение влияния этих недостатков на основные показатели двигателя внутреннего сгорания, заключается в том, что цилиндро-поршневая группа имеет в своей основе овальный цилиндр, малая ось которого параллельна оси коленчатого вала [1-3].
Такое решение позволяет при одинаковом рабочем объеме значительно сократить длину многоцилиндрового двигателя. В то же время увеличение большей оси такого цилиндра на ширину двигателя практически не влияет, т.к. максимальная ширина двигателя в основном зависит от параметров кривошипно-шатунного механизма. Уменьшение длины двигателя приводит к уменьшению некоторых размеров кривошипно-шатунного механизма, а значит и к уменьшению динамических нагрузок от сил инерции в этом механизме.

Кроме того, площадь поверхности, соприкасающейся с охлаждающей средой овального цилиндра, больше, чем у кругового, при одинаковом объеме, тем самым улучшается температурный режим ДВС и уменьшается износ трущихся поверхностей и цилиндра, и поршня.

ФИГ. 1. ЦПГ. Вид сбоку.

При этом, по мнению некоторых экспертов, такая конструкция увеличит стоимость изготовления и сборки блока цилиндров и поршней. Кроме того возможно увеличение нагрузки на стенку цилиндра (по сравнению с обычным ДВС того же объема). Как следствие – ускоренный износ стенки цилиндра и поршня.
Учитывая вышеизложенное, такая конструкция может найти применение в спорте, особенно мотоспорте, где за ценой не постоят, а соотношение мощности и веса решает все.

ФИГ. 2. Принцип работы ЦПГ.

3D-модели выполнены конструкторами МКБ-МАМИ при содействии НП «ЦРП ВАО г. Москвы».

Автор реферата: Вольнова Е.М.

Координаты для связи: vin_nik@mail. ru

Источники:

1. Решение о выдаче патента на полезную модель по заявке № 2208145862; МПК F02F 1/18, 3/28; Винник А.Ф., Винник М.М.; заявитель – ЗАО «СЕЛЬМАШПРОЕКТ»; 21.11.2008.
2. Патент Великобритании № 2058913, кл. F02B 23/08, 1981.
3. Патент США № 4256068, кл. F02F 3/28, 1981.
4. Левин И.В. Двигатель внутреннего сгорания: Презентация. МКБ-МАМИ, 14.11.2008. [неопубл.].

CYLINDER-PISTON GROUP OF COMBUSTION ENGINE

Volnova E.M.

Просмотров: 3098

Поршневая группа по доступной цене | Заказать онлайн с доставкой

Поршневая группа по доступной цене | Заказать онлайн с доставкой | partsad.ru

Цена

0 ₽ — 8 590 ₽

Цена снижена

Производитель

ВсеBriggs & Stratton (США)GreenField (Китай)Honda (Япония)Prima (Польша)Subaru Robin (Япония)Xingtai (Китай)КАДВИ (Россия)Красный Октябрь — Нева (Россия)Московское машиностроительное предприятие имени В. В.ЧернышеваУМПО (Россия)

Применимость

ВсеHusqvarnaStihlблок цилиндровдвигатели ДМ-1кривошипно-шатунный механизммотоблоки МБ-2Невапоршневая система

Тип

Вседизельный

Мощность

Все2.5 л.с.4 л.с.6.5 л.с.7 л.с.8 л.с.9 л.с.11 л.с.15 л.с.

Товаров: 96.

Сортировать по:

Показано 1-40 из 96

                Цена
                185 ₽

                  Цена
                  245 ₽

                    Цена
                    415 ₽

                      Цена
                      440 ₽

                      -280 ₽

                      • Акция!
                      • -280 ₽

                      Базовая цена
                      785 ₽

                      Цена
                      505 ₽

                        Цена
                        565 ₽

                        • Акция!

                        Цена
                        630 ₽

                        • Акция!

                        Цена
                        630 ₽

                          Цена
                          630 ₽

                            Цена
                            665 ₽

                              Цена
                              665 ₽

                                Цена
                                695 ₽

                                      Цена
                                      735 ₽

                                        Цена
                                        750 ₽

                                          Цена
                                          750 ₽

                                            Цена
                                            750 ₽

                                              -150 ₽

                                              • Акция!
                                              • -150 ₽

                                              Базовая цена
                                              910 ₽

                                              Цена
                                              760 ₽

                                                Цена
                                                775 ₽

                                                    Цена
                                                    785 ₽

                                                      Цена
                                                      785 ₽

                                                        Цена
                                                        800 ₽

                                                          Цена
                                                          845 ₽

                                                            Цена
                                                            910 ₽

                                                              Цена
                                                              960 ₽

                                                                Цена
                                                                980 ₽

                                                                  Цена
                                                                  985 ₽

                                                                      Цена
                                                                      1 070 ₽

                                                                        Цена
                                                                        1 100 ₽

                                                                          Цена
                                                                          1 125 ₽

                                                                          Производитель оставляет за собой право изменять характеристики товара, его внешний вид и комплектность без предварительного уведомления продавца. Предложение по продаже товара действительно в течение срока наличия этого товара на складе.

                                                                          Поршневой двигатель

                                                                          : классификация, компоненты и принцип работы

                                                                          Ваншика

                                                                          / Наука и технологии / 30.12.2020

                                                                          Facebook-f

                                                                          Твиттер

                                                                          Инстаграм

                                                                          YouTube

                                                                          Линкедин

                                                                          Телеграмма

                                                                          Пинтерест

                                                                          Поршневой двигатель – Вы когда-нибудь задумывались, глядя на автомобиль, мотоцикл или даже самолет, как они получают энергию для движения? Давайте вместе изучим один из основных компонентов всех транспортных средств, то есть двигатель!

                                                                          Что такое двигатель?

                                                                          Основной компонент каждого транспортного средства преобразует одну форму энергии в другую. Большинство двигателей преобразуют химическую энергию в механическую работу, и такие типы двигателей известны как тепловые двигатели.

                                                                          Классификация тепловых двигателей представлена ​​ниже:

                                                                          Знакомство с телескопами | garudauniverse. com

                                                                          Двигатели бывают двух типов: двигатель внутреннего сгорания (ДВС) и двигатель внешнего сгорания. Наше внимание будет сосредоточено на поршневых двигателях, также известных как поршневые двигатели, которые относятся к категории двигателей внутреннего сгорания. Поршневой двигатель использует один или несколько поршней для преобразования химической энергии в работу. Далее они делятся на двигатели с искровым зажиганием и двигатели с воспламенением от сжатия.

                                                                          Основными компонентами поршневого двигателя являются: —

                                                                          • Блок цилиндров — это основная несущая конструкция для различных компонентов. Головка блока цилиндров установлена ​​на блоке цилиндров и снабжена водяными рубашками и ребрами охлаждения в случае водяного и воздушного охлаждения соответственно.
                                                                          • Цилиндр. Цилиндр представляет собой тип сосуда, в котором поршень совершает возвратно-поступательное движение.
                                                                          • Поршень. Это основной компонент поршневого двигателя, установленный внутри цилиндра, образующего границу двигателя.
                                                                          • Камера сгорания – область, заключенная в верхней части цилиндра, где в этой части цилиндра образуется давление от сгорания топлива и выделения тепловой энергии.

                                                                          Компоненты поршневого двигателя | garudauniverse.com

                                                                          • Впускной и выпускной коллектор. Трубка, по которой воздух или топливовоздушная смесь всасывается в цилиндр, называется впускным коллектором и соединяет впускную систему с впускным клапаном. Выпускной коллектор соединяет выхлопную систему с выпускным клапаном, через который продукты сгорания выбрасываются в атмосферу.
                                                                          • Впускной и выпускной клапаны. Они предусмотрены на головке блока цилиндров для регулирования заряда, поступающего в цилиндр, и выпуска продуктов сгорания из цилиндра.
                                                                          • Шатун- Соединяет поршень с коленчатым валом.
                                                                          • Коленчатый вал — преобразует возвратно-поступательное движение поршня в полезное вращательное движение выходного вала.
                                                                          • Распределительный вал — Распределительный вал и связанные с ним детали, т. е. кулачки, управляют открытием и закрытием клапанов.
                                                                          • Маховик. Для достижения равномерного крутящего момента к валу прикреплена инерционная масса в форме колеса, известная как маховик.
                                                                          • Свеча зажигания — это компонент, запускающий процесс сгорания и присутствующий на головке блока цилиндров двигателя SI.

                                                                          Принцип работы поршневых двигателей

                                                                          Для правильного функционирования двигатель должен выполнять цикл операций в определенной последовательности. Двигатели также классифицируются на основе цикла работы, т. Е. Четырехтактные и двухтактные двигатели. В четырехтактном двигателе цикл завершается за четыре хода поршня или два оборота коленчатого вала, тогда как в двухтактном двигателе цикл завершается за один оборот и два такта, всасывание и выпуск. Отличаются они только способом заполнения свежего заряда и отвода отработанных газов из цилиндра.

                                                                          Работа обоих двигателей SI и CI одинакова, отличается только некоторыми параметрами-

                                                                          • Степень сжатия двигателя SI составляет от 6 до 10, тогда как у двигателя CI от 16 до 20.
                                                                          • В двигателе CI только воздух вводится во время такта всасывания, а в двигателе SI всасывается воздушно-топливная смесь.
                                                                          • В двигателе SI требуются как карбюратор, так и система зажигания, тогда как в двигателе CI происходит самовоспламенение.

                                                                          Иллюстрация четырехтактного двигателя | Кредиты — Shutterstock | garudauniverse.com

                                                                          Идеальная последовательность работы четырехтактного двигателя:

                                                                          • Всасывание или впуск — В цилиндр всасывается заряд, состоящий из воздуха или воздушно-топливной смеси.
                                                                          • Ход сжатия — полученный заряд теперь сжимается обратным ходом поршня.
                                                                          • Расширение или рабочий ход — мощность вырабатывается во время этого хода. И температура, и давление уменьшаются.
                                                                          • Такт выхлопа. В этом такте давление падает до атмосферного уровня и из выпускного клапана выходят отработанные газы.

                                                                          Принцип работы двухтактного двигателя:

                                                                          • Всасывание-Во время этого такта воздух или топливовоздушная смесь поступает в цилиндр, когда поршень перемещается из верхней мертвой точки (ВМТ) в нижнюю мертвую точку ( БДК).
                                                                          • Выхлоп — топливно-воздушная смесь сжимается поршнем при движении от НМТ к ВМТ, и свеча зажигания воспламеняет смесь. Высокое давление на поршень оказывают нагретые газы и выхлопные газы, выбрасываемые из двигателя.

                                                                          Иллюстрация двухтактного двигателя | Кредиты — Shutterstock | garudauniverse.com

                                                                          Оба этих процесса происходят одновременно, отработанные газы выбрасываются с одной стороны, а свежая смесь поступает в цилиндр с другой стороны.

                                                                          Поршневые самолеты летают на высоте менее 15000 футов (4,57 км) и имеют один или несколько поршневых двигателей, соединенных с воздушными винтами, которые обеспечивают тягу для движения самолета по земле и по воздуху. Производители самолетов с поршневыми двигателями: Cessna, Cirrus, Diamond и др.

                                                                          * Информация, представленная здесь, насколько нам известно, предназначена только для ознакомительных целей. Если у вас есть новости или исправления, сообщите нам об этом по адресу [email protected]

                                                                          .

                                                                          Подробнее

                                                                          Системы сжигания

                                                                          Системы сжигания

                                                                          Ханну Яаскеляйнен, Магди К. Хайр

                                                                          Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
                                                                          Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

                                                                          • Переменная степень сжатия
                                                                          • Охлаждение поршня

                                                                          Abstract : Системы сжигания включают множество параметров, влияющих на процесс сгорания. В этой статье обсуждаются некоторые аспекты, связанные с геометрией камеры сгорания, потоком в цилиндре и степенью сжатия.

                                                                          • Введение
                                                                          • Геометрия камеры сгорания
                                                                          • Поток в цилиндре
                                                                          • Степень сжатия

                                                                          Введение

                                                                          Системы сгорания включают множество факторов, влияющих на процесс сгорания. К ним относятся:

                                                                          • форсунка топливная,
                                                                          • характеристики впрыска топлива,
                                                                          • газовый состав в цилиндрах,
                                                                          • характеристики потока в цилиндрах,
                                                                          • геометрия камеры сгорания,

                                                                            • Степень сжатия

                                                                          • и
                                                                          • размер цилиндра.

                                                                          Во всех системах сгорания эти факторы должны работать вместе, чтобы гарантировать, что процесс сгорания, будь то традиционный или усовершенствованный, достигает требуемых показателей производительности и выбросов.

                                                                          В этой статье обсуждаются некоторые аспекты, связанные с геометрией камеры сгорания, потоком в цилиндре и степенью сжатия.

                                                                          Геометрия камеры сгорания

                                                                          Вопросы дизайна

                                                                          Известно, что дизельное сгорание является очень обедненным с соотношением A/F 25:1 при пиковом крутящем моменте, 30:1 при номинальной скорости/максимальной мощности и более 150:1 на холостом ходу для двигателей с турбонаддувом. Однако этот лишний воздух не участвует в процессе горения. Он довольно сильно нагревается во время сгорания и истощается, из-за чего дизельный выхлоп становится обедненным. Несмотря на то, что среднее соотношение воздух-топливо является обедненным, если не принять надлежащих мер в процессе проектирования, области камеры сгорания могут быть обогащены топливом и привести к чрезмерным выбросам дыма. Таким образом, ключевой задачей при проектировании камеры сгорания является обеспечение адекватного смешивания топлива и воздуха для смягчения воздействия областей, богатых топливом, и позволяющих двигателю достичь своих показателей производительности и выбросов. Было обнаружено, что турбулентность в движении воздуха внутри камеры сгорания полезна для процесса смешивания и может использоваться для достижения этой цели. Завихрение, вызванное впускным отверстием, может быть усилено, или поршень может создавать хлюпанье, когда он приближается к головке цилиндра, чтобы создать большую турбулентность во время такта сжатия за счет правильной конструкции чаши в головке поршня.

                                                                          Конструкция камеры сгорания оказывает наибольшее влияние на выбросы твердых частиц. Это также может влиять на количество несгоревших углеводородов и CO. Хотя на выбросы NOx может влиять конструкция чаши [3128] , объемные свойства газа играют очень важную роль в уровне их выхлопа. Однако из-за компромисса между NOx и ТЧ конструкции камер сгорания должны были измениться по мере снижения предельных значений выбросов NOx, в первую очередь для того, чтобы избежать увеличения выбросов ТЧ, которое могло бы произойти в противном случае.

                                                                          Обзор рекомендаций по проектированию систем сжигания можно найти в литературе [3489] [3490] .

                                                                          К-фактор. Важным параметром для оптимизации системы сгорания дизельного топлива с прямым впрыском является доля имеющегося воздуха, участвующего в процессе сгорания [734] [3489] . К-фактор, рассчитываемый как отношение объема камеры сгорания к объему зазора, является приблизительной мерой доли воздуха, доступного для сгорания. Уменьшение рабочего объема двигателя приводит к уменьшению относительного К-фактора и, следовательно, тенденции к ухудшению характеристик сгорания. Для заданного рабочего объема и постоянной степени сжатия К-фактор можно улучшить, выбрав более длинный ход поршня.
                                                                          На выбор отношения диаметра цилиндра к ходу двигателя может повлиять К-фактор и ряд других факторов, в том числе: компоновка двигателя, порты и клапаны и т. д. Особенно важным вопросом при установке максимального отношения диаметра цилиндра к ходу является очень сложная компоновка головки блока цилиндров, необходимая для размещения конструкции с четырьмя клапанами на цилиндр и системы впрыска топлива Common Rail с центрально расположенной форсункой. Головки цилиндров имеют сложную конструкцию из-за множества проходов, включая водяное охлаждение, прижимные болты головки цилиндров, впускные и выпускные каналы, форсунки, свечи накаливания, клапаны, штоки клапанов, углубления клапанов и седла клапанов, а также другие проходы, такие как используется для рециркуляции выхлопных газов в некоторых конструкциях [735] .

                                                                          Открытые и повторно входящие камеры сгорания. Камеры сгорания в современных дизельных двигателях с непосредственным впрыском могут быть обозначены как открытые или с повторным входом. Если диаметр верхнего отверстия камеры в поршне меньше максимального диаметра камеры, это повторно входящая камера. Эти чаши имеют «губу». Если кромки нет, то это открытая камера сгорания [3490] .

                                                                          Типы топок

                                                                          Миски для мексиканских шляп

                                                                          Камеры сгорания дизельных двигателей с чашей «мексиканской шляпы», также известные как камера «Хессельмана», известны как минимум с 1920-х годов [3126] .