УЧЕБНЫЙ ВОПРОС.

Общее устройство карбюраторных и дизельных двигателей

Двигатель –

Тепловой двигатель –

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) –

Двигатели внутреннего сгорания могут быть классифицированы последующим признакам;

• по применяемому топливу — двигатели, работающие на жидком топливе, газовые и газожидкостные;

• по способу смесеобразования — с внешним и внутренним смесеобразованием;

• по способу подачи топлива — с карбюрацией, под давлением впрыска (моновпрыск, центральный, многоточечный);

• по способу осуществления рабочего цикла — четырехтактные и двухтактные;

• по способу воспламенения горючей смеси — с самовоспламенением от сжатия и с принудительным воспламенением от электрической искры;

• по способу наполнения рабочего цилиндра — двигатели без наддува и с наддувом;

• по числу цилиндров;

• по расположению цилиндров — рядные, V- и W-образные, а также вертикальные, с наклоном, горизонтальные, оппозитные;

• по способу охлаждения — с жидкостным и воздушным охлаждением;

• по степени быстроходности — тихоходные (со средней скоростью поршня до 10 м/с) и быстроходные (со средней скоростью поршня выше 10 м/с).

На большинстве современных автомобилей установлены поршневые 4-тактные двигатели внутреннего сгорания, в которых часть теплоты, выделяющейся при сгорании топлива в замкнутой рабочей полости, преобразуется в механическую работу.

Основными типами автомобильных двигателей,применяемых на военной автомобильной технике, являются 4-тактные:

• двигатели с внешним смесеобразованием и принудительным воспламенением (от искры) смеси - карбюраторные двигатели;

• двигатели с внутренним смесеобразованием и воспламенением от сжатия (самовоспламенением) - дизельные двигатели.

Рис. 1. Схема четырехтактного одноцилиндрового карбюраторного двигателя.

Рабочий цикл-

Рабочий цикл двигателя включает в себя:

-

-

-

-

Мертвые точки -

Верхняя мертвая точка (ВМТ) -

Нижняя мертвая точка (НМТ) -

Ход поршня -

Такт -

Объем камеры сгорания V c —

Рабочий объем цилиндра V h –

Полный объем цилиндра Vа—

Литраж двигателя —

Рис. 2. Основные положения кривошипно-шатунного механизма:

a — ВМТ; б — НМТ; V _c —объем камеры сгорания; V _h, — рабочий объем цилиндра; D — диаметр цилиндра; S — ход поршня

Степень сжатия е —

Для карбюраторного двигателя —

Для дизельного двигателя —

 

Рассмотрим работу четырёхтактного поршневого одноцилиндрового карбюраторного и дизельного двигателей по тактам.

Такт впуска. Поршень перемещается от ВМТ к НМТ (рис.3).

-впускной клапан открыт, выпускной – закрыт;

-под действием разрежения над поршнем через открытый впускной клапан в цилиндр карбюраторного двигателя из карбюратора поступает горючая смесь (в дизельный двигатель – воздух);

-в конце такта впуска давление рабочей смеси несколько ниже атмосферного (порядка 0,7- 0,95 кг/см2 или 70-95 кПа), а температура – около 100-130⁰С. Коэффициент наполнения цилиндра для карбюраторного двигателя -06,-0,7, дизельного – 0,9 и выше.

Такт сжатия. Поршень перемещается от НМТ к ВМТ (рис.3).

-оба клапана закрыты;

-в карбюраторном двигателе происходит сжатие рабочей смеси (горючей смеси с остаточными газами) до давления 8-17 кг/см² (800-1700 кПа) и температуры 300-450 С.

-в дизельном двигателе сжимается воздух до давления 30-50 кг/см² (3000-4500 кПа) и температуры 600-700С.

 

Рис. 3. Такты четырехтактного одноцилиндрового двигателя.

Такт расширения (рабочий ход) (рис.3).

-оба клапана закрыты;

-в конце такта сжатия в карбюраторном двигателе рабочая смесь воспламеняется от электрической искры и в течение 0,001-0,002 с она сгорает. При этом температура газов повышается до 1800-2500⁰С, а давление газов возрастает до 40-60 кгс/см² (4000-6000 кПа).

-в конце такта сжатия в цилиндр дизельного двигателя под высоким давлением - 100-200 кг/см² из форсунки впрыскивается топливо в цилиндр, которое смешивается с воздухом, и образуется рабочая смесь, воспламеняемая от высокой температуры сжатого воздуха. (температура газов составляет 1800-2000⁰ С, а давление – 60-80 кгс/см² (6000-8000 кПа).

-сила от давления газов перемещает поршень от ВМТ к НМТ и через шатун передается на коленчатый вал в виде крутящего момента.

-в конце такта расширения давление газов на поршень снижается до 3,5-4,5 кгс/см² (350-450 кПа), а температура до 800-1100⁰ С.

Такт выпуска. Поршень перемещается от НМТ к ВМТ (рис.3).

-выпускной клапан открыт, происходит выталкивание отработавших газов в атмосферу

-в конце такта выпуска давление снижается до 1,1-1,2 кгс/см² (110-120 кПа), а температура газов до 600-700 С.

Таким образом, в четырёхтактном двигателе коленчатый вал вращается под действием давления газов только при рабочем ходе (расширение).при совершении вспомогательных тактов (впуска, сжатия и выпуска) противодавление действующих на поршень газов создаёт сопротивление вращению. Для повышения равномерности вращения коленчатого вала и осуществления вспомогательных тактов на коленчатом валу устанавливают маховик.

 

Характерные отличия карбюраторного и дизельного двигателей.

Для карбюраторных двигателей характерны:

-

-

-

Для дизельных двигателей характерны:

-

-

-

По сравнению с карбюраторными двигателями дизели имеют следующие преимущества:

-

-

-

-

-

К недостаткам дизеля, при сравнении их с карбюраторными двигателями, можно отнести:

-

-

-

-

-

-

Двигатель внутреннего сгорания состоит из:

1. Механизмов:

-

-

2. Систем:

-

-

-

-

-