Такты работы двс: Принцип работы ДВС. Рабочие циклы двигателя

Содержание

ТАКТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ — это… Что такое ТАКТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ?

ТАКТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

ТАКТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ: — отдельные процессы, протекающие в цилиндре за один ход поршня и составляющие полный рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания. Например, в четырехтактном двигателе рабочие процессы (всасывание, сжатие, рабочий ход и выхлоп), составляющие рабочий цикл, совершаются за 4 хода поршня, а в двухтактных двигателях за 2 хода. См. также Двигатели внутреннего сгорания.

ТАКЕЛЬГАРН
ТАКСИМЕТР

Смотреть что такое «ТАКТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ» в других словарях:

Поршневой двигатель внутреннего сгорания — 4 тактный цикл двигателя внутреннего сгорания Такты: 1. Всасывание горючей смеси. 2. Сжатие. 3. Рабочий ход. 4. Выхлоп. Двухтактный цикл. Такты: 1. При движении поршня вверх сжатие топливной смеси в … Википедия
Бензиновый двигатель внутреннего сгорания — Бензиновый двигатель W16 Bugatti Veyron Бензиновые двигатели это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической и … Википедия
Двигатель внутреннего сгорания — Схема: Двухтактный двигатель внутреннего сгорания с глушителем … Википедия
Объём двигателя — 4 тактный цикл двигателя внутреннего сгорания Такты: 1.Всасывание горючей смеси. 2.Сжатие. 3.Рабочий ход. 4.Выхлоп. Двухтактный цикл. Такты: 1. При движении поршня вверх сжатие топливной смеси в текущем цикле и всасывание смеси для следующего… … Википедия
Поршневой авиационный двигатель — 4 тактный цикл двигателя внутреннего сгорания Такты: 1.Всасывание горючей смеси. 2.Сжатие. 3.Рабочий ход. 4.Выхлоп. Двухтактный цикл. Такты: 1. При движении поршня вверх сжатие топливной смеси в текущем цикле и всасывание смеси для следующего… … Википедия
Четырёхтактный двигатель — Работа четырёхтактного двигателя в разрезе. Цифрами обозначены такты Четырёхтактный двигатель поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором рабочий процесс в каждом из цилиндров совершается за два оборота коленчатого вала, то есть за… … Википедия
Пятитактный роторный двигатель — роторный двигатель с простым и равномерным вращательным движением главного рабочего элемента и с использованием такого же простого вращательного движения уплотнительных элементов. История Впервые такая схема расширительной машины в виде… … Википедия
Четырехтактный двигатель — Бензиновые двигатели это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической искрой. Управление мощностью в данном типе двигателей производится, как правило,… … Википедия
Четырёхтактный мотор — Бензиновые двигатели это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической искрой. Управление мощностью в данном типе двигателей производится, как правило,… … Википедия
Дизельный двигатель — Дизельный двигатель поршневой двигатель внутреннего сгорания, работающий по принципу самовоспламенения распылённого топлива от воздействия разогретого при сжатии воздуха.[1] Спектр топлива для дизелей весьма широк, сюда включаются все… … Википедия

Принцип работы ДВС. Рабочие такты двигателя

Все транспортные средства снабжены двигателями внутреннего сгорания, их название означает, что топливовоздушная смесь поджигается внутри специальных емкостей (цилиндров), а основной движущей силой являются газы (продукты горения), которые при нагреве расширяются.

Рабочий цикл четырехтактного двигателя

Рабочий цикл — это совокупность событий, следующих друг за другом, происходящих во всех цилиндрах и периодически возобновляющихся. Результатом этих действий является превращение энергии газов в движение коленвала. Если полный оборот коленвала выполняется, пока поршень совершает два движения, то этот двигатель именуют двухтактным.

Все силовые установки, которыми оснащаются современные автомобили, работают в четырехтактном режиме, рабочий цикл занимает два полных оборота коленвала или четыре прохода поршня. Он разделяется на следующие такты: впуск, сжатие топлива, образование и расширение газов горения (полезный ход), выпуск. Позиции поршня, когда он оказывается на максимальном удалении от коленвала и на минимальном, получили названия верхней и нижней мертвой точки (ВМТ и НМТ).

Впуск

Пока коленвал совершает первый из четырех полуоборотов, поршень смещается от верхней точки к нижней. Впускающий клапан открывается, и благодаря возникающему над поршнем низкому давлению в полезный объем втягивается новая порция топлива, в состав ее входят пары горючего и воздух.

Сжатие

На следующем полуобороте коленвала поршень смещается вверх от НМТ к ВМТ, оба клапана при этом закрыты. Рабочий объем цилиндра уменьшается, результатом этого становится повышение давления и температуры.

Рабочий ход

Когда процесс сжатия подходит к концу, на свече зажигания образуется электрическая искра, от которой возгорается и быстро вспыхивает топливная смесь. Получившиеся газы создают огромное давление на поршень и вынуждают его опускаться вниз, к НМТ.

Шатун, связывающий поршень с коленвалом, оказывает воздействие на последний, заставляя его вращаться. Это полезное действие образовавшихся газов, из—за него третий такт и получил название рабочего. В завершение полезного хода, когда поршень уже приближается к НМТ, начинает работать выпускающий клапан. Сделавшие свое дело газы покидают цилиндр, освобождая место для новой порции топливовоздушного состава, давление и температура в камере сгорания снижаются.

Выпуск

На последнем полуобороте коленвала поршень вновь идет от НМТ к ВМТ при разблокированном выпускающем клапане, и остывшие газы выдавливаются поршнем из камеры сгорания в выхлопную систему.

Дизельные двигатели

Дизельные и бензиновые двигатели во многом сходны, каждый из четырех тактов в их работе происходит почти одинаково, но есть и небольшая разница. Она состоит в том, что на такте «впуск» в камеру сгорания подается только воздух, который при такте «сжатие» нагревается до 700 °C, и только после этого в камеру подается распыленное дизтопливо, сразу же самовозгорающееся от горячего воздуха.

Многоцилиндровые двигатели

Автомобильные двигатели оснащены всегда больше, чем одним цилиндром, и для синхронной работы такого агрегата такты каждого из цилиндров должны следовать друг за другом через одинаковые отрезки времени. Это достигается расположением цилиндров через равные углы проворота коленвала.

Что называется тактом в работе двигателя?

Что такое рабочий цикл двигателя

Процессы, протекающие в цилиндрах двигателя при его работе, повторяются циклично. Одним таким рабочим циклом считается совокупность тактов (впуск топливовоздушной смеси, сжатие, воспламенение и расширение газов, а также выпуск продуктов сгорания), обеспечивающая переход тепловой энергии, выделяемой при воспламенении одной порции смеси, непосредственно в работу. О том, что представляют собой рабочие циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания, пойдет речь далее.

Что такое мертвые точки и такты ДВС

Количество этапов, входящих в один рабочий цикл ДВС (двигателя внутреннего сгорания), принято считать исходя из числа ходов поршня в цилиндре. Такие этапы получили название такты двигателя. Непосредственно ход поршня определяется его перемещением из одной крайней точки в другую. Они получили наименование мертвые, поскольку если в такой точке произойдет остановка поршня, он не сможет начать движение без внешнего воздействия. Простыми словами мертвые точки — это позиции, при которых движение в текущем направлении поршня прекращается и он начинает обратный ход.

Мертвые точки и ход поршня ДВС

Существуют две мертвые точки:

Нижняя (НМТ) — положение, при котором расстояние между поршнем и осью вращения коленвала минимально.
Верхняя (ВМТ) — положение, при котором цилиндр находится на максимальном удалении от оси вращения коленвала двигателя.

В англоязычной документации ВМТ обозначается как TDC (Top Dead Centre), А НМТ — BDC (Bottom Dead Centre).

Существуют двигатели, рабочий цикл которых может состоять из двух, а также из четырех тактов. Исходя из этого их разделяют на двухтактные и четырехтактные моторы.

Как работает четырехтактный двигатель

Конструктивно рабочий цикл типового четырехтактного агрегата обеспечивается работой следующих элементов:

цилиндр;
поршень — выполняет возвратно-поступательные движения внутри цилиндра;
клапан впуска — управляет процессом подачи топливовоздушной смеси в камеру сгорания;
клапан выпуска — управляет процессом выброса отработавших газов из цилиндра;
свеча зажигания — осуществляет воспламенение образовавшейся топливовоздушной смеси;
коленчатый вал;
распределительный вал — управляет открытием и закрытием клапанов;
ременной или цепной привод;
кривошипно-шатунный механизм — переводит движение поршня во вращение коленчатого вала.

Рабочий цикл четырехтактного двигателя

Рабочий цикл такого механизма состоит из четырех тактов, в ходе которых реализуются следующие процессы:

Впуск (нагнетание топлива и воздуха). В начале цикла поршень находится в ВМТ. В момент, когда коленвал начинает вращаться, он воздействует на поршень и переводит его в НМТ. Это приводит к образованию разрежения в камере цилиндра. Распредвал воздействует на клапан впуска, постепенно открывая его. Когда поршень оказывается в крайнем положении клапан полностью открыт, в результате чего происходит интенсивное нагнетание топлива и воздуха в камеру цилиндра.
Сжатие (увеличение давления горючей смеси). На втором этапе поршень начинает обратное перемещение к верхней мертвой точке такта сжатия. Коленвал совершает еще один поворот, а оба клапана полностью закрыты. Внутреннее давление увеличивается до величины 1,8 МПа и повышается температура горючей смеси до 600 С°.
Расширение (рабочий ход). При достижении верхней позиции поршнем в камере сгорания устанавливается максимальная компрессия до 5 МПа и срабатывает свеча зажигания. Это приводит к возгоранию смеси и увеличению температуры до 2500 С°. Давление и температура приводят к интенсивному воздействию на поршень, и он начинает вновь перемещаться к НМТ. Коленвал совершает еще поворот, и таким образом, тепловая энергия переходит в полезную работу. Распредвал открывает выпускной клапан, и при достижении поршнем НМТ он полностью раскрыт. В результате отработавшие газы начинают постепенно выходить из камеры, а давление и температура снижаются.

Выпуск (удаление отработавших газов). Коленвал двигателя поворачивается, и поршень начинает движение в верхнюю точку. Это приводит к выталкиванию отработавших газов и еще большему снижению температуры и уменьшению давления до 0,1 МПа. Далее, начинается новый цикл, в ходе которого указанные процессы вновь повторяются.

В ходе каждого такта коленчатый вал двигателя совершает поворот на 180°. За полный рабочий цикл коленвал поворачивается на 720°.

Четырехтактный двигатель получил широкое распространение. Он может работать как с бензином, так и с дизельным топливом. Отличием рабочего цикла для дизеля является то, что воспламенение топливовоздушной смеси происходит не от искры, а от высокого давления и температуры в конечной точке такта сжатия.

Особенности работы двухтактных моторов

Основой того, чем отличается двухтактный двигатель от четырехтактного, можно назвать тот факт, что в первом за один рабочий цикл коленвал совершает два оборота, а во втором весь рабочий цикл укладывается в один оборот коленвала (360°). Поршень при этом совершает лишь два хода. Процессы, происходящие в камере сгорания в течение рабочего цикла у двухтактного мотора, не отличаются от четырехтактных, но впуск горючей смеси и выпуск отработавших газов выполняются одновременно с тактами сжатия и расширения.

Процесс одновременного удаления отработавших газов и нагнетания в цилиндр свежего заряда, происходящий в двухтактном двигателе, получил название продувка.

Принцип работы простейшего двухтактного двигателя заключается в следующем:

Такт сжатия. В начале цикла поршень находится в НМТ и движется в положение ВМТ такта сжатия. При этом происходит перекрытие окна продувки (впуска), а затем канала выпуска. В момент, когда поршень закрывает окно выпуска, начинается сжатие горючей смеси, и в пространстве под поршнем возникает разрежение. Это обеспечивает нагнетание топлива в камеру через приоткрытый клапан впуска.
Такт расширения (рабочего хода). Когда поршень приближается к ВМТ, происходит срабатывание свечи зажигания, и горючая смесь воспламеняется. Это провоцирует резкое повышение давления и температуры, в результате чего поршень начинает движение вниз. Таким образом, газы совершают полезную работу, а поршень при движении к НМТ увеличивает компрессию топливовоздушной смеси. С ростом давления клапан начинает закрываться и препятствует попаданию горючей смеси во впускной коллектор. При достижении поршнем выпускного окна, происходит открытие последнего, и отработавшие газы удаляются в систему выхлопа. Давление в камере снижается, а дальнейшее движение поршня открывает канал продувки и топливовоздушная смесь подается в камеру, вытесняя отработавшие газы.

В зависимости от того, как реализована система продувки в устройстве двухтактного двигателя, их разделяют на разные типы:

С контурной кривошипно-камерной продувкой. Горючая смесь подается в камеру цилиндра напрямую из картера двигателя. При этом она всасывается в момент движения поршня к ВМТ, а при движении поршня к НМТ обеспечивается продувка за счет избыточного давления.
С клапанно-щелевой продувкой. Применяется для одноцилиндровых двигателей. Газораспределение реализуется путем перекрытия окон, выполненных в стенке цилиндра.
С прямоточной продувкой. В такой конструкции впуск выполняется через специальные продувочные окна, выполненные по окружности цилиндра в его нижней части. В свою очередь, выпуск реализуется через выхлопной клапан.
С использованием продувочных насосов. Применяется на многоцилиндровых двухтактных двигателях. При этом воздух для продувки сжимается специальным компрессором.

В отличие от четырехтактного, двухтактный двигатель не имеет системы газораспределения. Не требуют такие конструкции и организации сложной системы смазки. С другой стороны, четырехтактные моторы более экономичны по расходу топлива, а также меньше подвержены вибрации и обеспечивают более чистый выхлоп.

TheSenyaDit › Блог › Принцип работы ДВС. Рабочие циклы двигателя (Изучаем вместе)

На автомобилях устанавливают поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС), у которых топливо сгорает внутри цилиндра. В основу их действия положено свойство газов расширяться при нагревании. Рассмотрим принцип устройства и работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС), а также его рабочие циклы.

🔧 Рабочий цикл четырехтактного бензинового двигателя

Рабочим циклом двигателя называется периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя и обусловливающих превращение тепловой энергии в механическую работу. Если рабочий цикл совершается за два хода поршня, т.е. за один оборот коленчатого вала, то такой двигатель называется двухтактным.

Автомобильные двигатели работают, как правило, по четырехтактному циклу, который совершается за два оборота коленчатого вала или четыре хода поршня и состоит из тактов впуска, сжатия, расширения (рабочего хода) и выпуска.

• Принцип работы ДВС (для просмотра нажмите на кнопку иллюстрации — Фото 2-5

Крайние положения поршня, при которых он наиболее удален от оси коленчатого вала или приближен к ней, называются верхней и нижней «мертвыми» точками (ВМТ и НМТ). Подробнее в статье “как устроены бензиновые и дизельные двигатели”.

Впуск. По мере того, как коленчатый вал двигателя делает первый полуоборот, поршень перемещается от ВМТ к НМТ, впускной клапан открыт, выпускной клапан закрыт. В цилиндре создается разряжение, вследствие чего свежий заряд горючей смеси, состоящий из паров бензина и воздуха, засасывается через впускной газопровод в цилиндр и, смешиваясь с остаточными отработавшими газами, образует рабочую смесь.

Сжатие. После заполнения цилиндра горючей смесью при дальнейшем вращении коленчатого вала (второй полуоборот) поршень перемещается от НМТ к ВМТ при закрытых клапанах. По мере уменьшения объема температура и давление рабочей смеси повышаются.

Расширение или рабочий ход. В конце такта сжатия рабочая смесь воспламеняется от электрической искры и быстро сгорает, вследствие чего температура и давление образующихся газов резко возрастает, поршень при этом перемещается от ВМТ к НМТ. В процессе такта расширения шарнирно связанный с поршнем шатун совершает сложное движение и через кривошип приводит во вращение коленчатый вал.

При расширении газы совершают полезную работу, поэтому ход поршня при третьем полуобороте коленчатого вала называют рабочим ходом. В конце рабочего хода поршня, при нахождении его около НМТ открывается выпускной клапан, давление в цилиндре снижается до 0.3 — 0.75 МПа, а температура до 950 — 1200оС.

Выпуск. При четвертом полуобороте коленчатого вала поршень перемещается от НМТ к ВМТ. При этом выпускной клапан открыт, и продукты сгорания выталкиваются из цилиндра в атмосферу через выпускной газопровод.

🔧 Рабочий цикл четырехтактного дизеля

В отличие от бензинового двигателя, при такте “впуск” в цилиндры дизеля поступает чистый воздух. Во время такта “сжатие” воздух нагревается до 600оС. В конце этого такта в цилиндр впрыскивается определенная порция топлива, которое самовоспламеняется.

Впуск. При движении поршня от ВМТ к НМТ вследствие образующегося разряжения из воздушного фильтра в цилиндр через открытый впускной клапан поступает атмосферный воздух. Давление воздуха в цилиндре составляет 0.08 — 0.095 МПа, а температура 40 — 60°С.

Сжатие. Поршень движется от НМТ к ВМТ; впускной и выпускной клапаны закрыты, вследствие этого перемещающийся вверх поршень сжимает поступивший воздух. Для воспламенения топлива необходимо, чтобы температура сжатого воздуха была выше температуры самовоспламенения топлива. При ходе поршня к ВМТ цилиндр через форсунку впрыскивается дизельное топливо, подаваемое топливным насосом.

Расширение или рабочий ход. Впрыснутое в конце такта сжатия топливо, перемешиваясь с нагретым воздухом, воспламеняется, и начинается процесс сгорания, характеризующийся быстрым повышением температуры и давления. При этом максимальное давление газов достигает 6 — 9 МПа, а температура 1800 — 2000°С. Под действием давления газов поршень перемещается от ВМТ в НМТ — происходит рабочий ход. Около НМТ давление снижается до 0.3 — 0.5 МПа, а температура до 700 — 900оС.

Выпуск. Поршень перемещается от НМТ в ВМТ и через открытый выпускной клапан отработавшие газы выталкиваются из цилиндра. Давление газов снижается до 0.11 — 0.12 МПа, а температура до 500-700оС. После окончания такта выпуска при дальнейшем вращении коленчатого вала рабочий цикл повторяется в той же последовательности.

🔧 Принцип работы многоцилиндровых двигателей

На автомобилях устанавливают многоцилиндровые двигатели. Чтобы многоцилиндровый двигатель работал равномерно, такты расширения должны следовать через равные углы поворота коленчатого вала (т. е. через равные промежутки времени).

Последовательность чередования одноименных тактов в цилиндрах называют порядком работы двигателя. Порядок работы большинства четырехцилиндровых двигателей 1-3-4-2 или 1-2-4-3. Это означает, что после рабочего хода в первом цилиндре следующий рабочий ход происходит в третьем, затем в четвертом и, наконец, во втором цилиндре. Определенная последовательность соблюдается и в других многоцилиндровых двигателях.

• Диаграмма работы двигателя по схеме 1-2-4-3 Фото 6

Многоцилиндровые двигатели бывают рядными и V-образными. В рядных двигателях цилиндры расположены вертикально, а в V-образных — под углом. Последние характеризуются меньшей габаритной длиной по сравнению с первыми. Современные восьмицилиндровые двигатели выполняют двухрядными с V-образным расположением цилиндров.

Что такое рабочий цикл двигателя автомобиля

Существует несколько различных типов двигателей, при этом на колесном, гусеничном, водном и даже иногда воздушном транспорте (грузовые и легковые авто, спецтехника, моторные лодки, самолеты и т.п.), нередко можно встретить двигатель внутреннего сгорания (ДВС).

Так или иначе, широкое распространение силовой агрегат данного типа получил благодаря своей автономности, универсальности, а также целому ряду других преимуществ. При этом агрегаты имеют много различных параметров и характеристик, среди которых стоит отдельно выделить рабочий цикл. Далее мы поговорим о том, что означает рабочий цикл автомобильного двигателя внутреннего сгорания.

Рабочий цикл ДВС: что нужно знать

Если рассматривать принцип работы двигателя внутреннего сгорания, топливо в таких агрегатах сгорает в закрытой камере (камера сгорания), куда подается готовая топливно-воздушная смесь или воздух и топливо по отдельности (дизельные агрегаты и моторы с прямым впрыском).

Работа такого мотора основана на том, что во время сгорания топлива происходит расширение газов. Указанные газы становятся причиной роста давления в цилиндре, благодаря чему поршень получает «толчок». Затем энергия, переданная на поршень, преобразуется в механическую работу. Давайте рассмотрим принцип работы двигателя, а также рабочие циклы более подробно.

Двигатели, которые устанавливаются на автомобили, обычно работают по четырехтактному циклу (четырехтактный двигатель). Это значит, рабочий цикл совершается за два оборота коленвала и четыре хода поршня. Работу такого ДВС можно разделить на такты: такт впуска, такт сжатия, такт рабочего хода, такт выпуска.

Как работает четырехтактный бензиновый двигатель

Чтобы было понятнее, начнем с того, что когда поршень в цилиндре во время работы ДВС начинает занимать крайние положения (максимально приближен или удален по отношению к оси коленчатого вала), эти положения принято называть ВМТ и НМТ. ВМТ означает верхняя мертвая точка, тогда как НМТ значит нижняя мертвая точка. Теперь вернемся к тактам.

На такте впуска коленчатый вал двигателя делает первую половину оборота, при этом поршень из ВМТ движется в НМТ. В этот момент открыт впускной клапан, а выпускной клапан закрыт. При движении поршня вниз в цилиндре образуется разрежение, в результате чего в цилиндр «засасывается» топливно-воздушная смесь через открытый впускной клапан. Рабочая смесь состоит из воздуха и распыленного топлива (в некоторых двигателях на такте впуска поступает только воздух).
Следующим тактом является сжатие. После того, как произойдет наполнение цилиндра топливно-воздушной смесью, коленвал начинает совершать вторую половину оборота. В этот момент поршень начинает подниматься из НМТ в ВМТ. При этом впускной клапан уже закрыт. Далее поршень сжимает смесь в герметично закрытом цилиндре. Чем больше уменьшается объем цилиндра, тем сильнее сжимается смесь. Результатом такого сжатия является повышение температуры смеси.
К тому времени, когда поршень подойдет к концу такта сжатия (практически дойдет до ВМТ), смесь в бензиновых двигателях воспламеняется от внешнего источника (электрическая искра на свече зажигания). Затем топливный заряд сгорает, в результате в цилиндре резко повышается температура и давление. В этот момент поршень уже перемещается обратно из ВМТ в нижнюю мертвую точку, принимая на себя энергию расширяющихся газов.

После того, как поршень почти дойдет до НМТ в конце рабочего хода, происходит открытие выпускного клапана. После этого давление в цилиндре снижается, несколько падает и температура. Затем начинается такт выпуска. В это время коленчатый вал совершает последний полуоборот, при этом поршень снова поднимается из НМТ в ВМТ, буквально «выталкивая» отработавшие газы из цилиндра через открытый выпускной клапан в выпускной коллектор.

Работа четырехтактного дизельного ДВС

Хотя дизель конструктивно похож на бензиновый мотор, в дизельных двигателях изначально сжимается только воздух, после чего прямо в камеру сгорания впрыскивается дизтопливо. При этом воспламенение такой смеси происходит самостоятельно (под большим давлением, а также в результате контакта с нагретым от сильного сжатия воздухом).

Простыми словами, воздух сначала сжимается и нагревается, в среднем, до 650 градусов по Цельсию. В самом конце такта сжатия в камеру сгорания топливная форсунка впрыскивает солярку, затем смесь дизтоплива и воздуха самовоспламеняется.

С учетом данной особенности на такте впуска (поршень движется из ВМТ в НМТ), за счет разряжения в цилиндр подается воздух через открытый впускной клапан. Давление и температура воздуха в этот момент имеют низкие показатели.

Затем начинается сжатие, поршень поднимается из НМТ в верхнюю мертвую точку. Как и в случае с бензиновым мотором, впускной и выпускной клапаны полностью закрыты, что позволяет поршню сильно сжать воздух.

Если учесть, что давление воздуха в цилиндре высокое (необходимо для его нагрева), дизельное топливо в момент впрыска должно также подаваться под очень высоким давлением. Фактически, форсунке нужно «продавить» солярку в камеру сгорания, в которой уже находится сильно сжатый поршнем и горячий воздух.

Для решения этой задачи многие системы питания дизельного двигателя имеют ТНВД (топливный насос высокого давления). Также в схеме могут быть использованы насос-форсунки (форсунка и насос объединены в одно устройство). Еще существуют варианты, когда питание двигателя реализовано при помощи так называемого «аккумулятора» высокого давления. Речь идет о системах Common Rail.

После воспламенения заряда происходит расширение газов и начинается рабочий ход поршня. Температура в результате горения смеси повышается, происходит увеличение давления. Указанное давление газов «толкает» поршень, происходит рабочий ход. Завершающим этапом становится выпуск, когда поршень после совершения рабочего хода снова поднимается из НМТ в ВМТ. Затем весь описанный выше процесс (рабочий цикл двигателя) повторяется.

Синхронная работа нескольких цилиндров

Выше были описан принцип работы ДВС, при этом рассматривались процессы в одном цилиндре. Однако, как известно, большинство двигателей являются многоцилиндровыми. Для того чтобы добиться ровной и синхронной работы всех цилиндров, рабочий ход поршня в каждом отдельном цилиндре должен происходить через равный промежуток времени (одинаковые углы поворота коленвала).

В зависимости от компоновки двигателя и его конструктивных особенностей последовательность (порядок работы) может быть разной. Дело в том, что двигатели бывают не только рядными, но и V-образными.

Во втором случае такая компоновка позволяет разместить цилиндры под углом, при этом становится возможным увеличить общее количество цилиндров без увеличения самой длины блока цилиндра двигателя. Такое решение позволяет разместить мощный многоцилиндровый ДВС под капотом не только большого внедорожника или грузовика, но и легкового авто.

Обороты и мотресурс двигателя. Недостатки езды на низких и высоких оборотах. На каком количестве оборотов мотора ездить лучше всего. Советы и рекомендации.

Зависимость мощности и крутящего момента двигателя от числа оборотов коленвала. Крутящий момент бензинового и дизельного ДВС, полка момента, эластичность.

Что означает понятие объем двигателя. Определение рабочего объема мотора. Классы авто в зависимости от объема ДВС, плюсы и минусы большого объема двигателя.

Почему дизельный мотор имеет больший коэффициент полезного действия по сравнению с двигателями на бензине. Крутящий момент и обороты, энергия дизтоплива.

Виды двигателей внутреннего сгорания, отличия различных типов ДВС. Особенности компоновки, объем двигателя, мощность, крутящий момент и другие параметры.

Что нужно знать об электромобилях. Устройство машин с электродвигателем, основные характеристики. Эксплуатация и обслуживание в теории и на практике.

Рабочий цикл двигателя

Рабочим циклом называется совокупность периодически повторяющихся в определенной последовательности процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя, в результате которых тепловая энергия переходит в работу.

Тактом называется процесс, происходящий в цилиндре при перемещении поршня от одной мертвой точки к другой.

Если рабочий цикл совершается за четыре хода поршня, чему соответствует два оборота коленчатого вала, то двигатель с таким циклом называется четырехтактным. Каждый такт такого двигателя имеет свое наименование и свои особенности.

Рис.2. Рабочий цикл четырёхтактного дизеля: 1-топливный насос; 2-поршень; 3-форсунка; 4-воздухоочиститсль; 5-впускной клапан; 6-выпускной клапан; 7-цилиндр

Такт впуска. При перемещении поршня от ВМТ до НМТ над ним освобождается пространство, куда через открывающийся впускной клапан 5 (рис.2) поступает чистый воздух у дизеля или смесь воздуха с мелко распыленным бензином (горючая смесь). Поступивший свежий заряд смешивается с остатками отработавших газов от предыдущего такта (такая смесь называется рабочей). При подходе к НМТ давление в цилиндре вследствие сопротивления во впускном трубопроводе, ниже атмосферного и составляет 0,07. 0,09. Температура газов в конце этого такта достигается 40. 70°С у дизеля и 70. 13О°С у карбюраторного двигателя.

Такт сжатия. При перемещении поршня от НМТ к ВМТ впускной клапан закрывается и поступивший в цилиндр воздух или рабочая смесь сжимается, вследствие чего их температура и давление повышаются. Величина повышения давления и температуры определяется степенью сжатия двигателя. У дизеля температура в конце такта сжатия достигает 550. 750°С, а давление 4. 5МПа; у карбюраторного двигателя рабочая смесь нагревается до 300. 430°, а давление составляет 0,8. 1.5МПа.

Такт расширения. При подходе поршня к ВМТ в цилиндр дизеля через форсунку впрыскивается топливо, которое, перемещаясь с нагретым и сжатым воздухом, сгорает; при этом давление газов в цилиндре возрастает до 6. 9 МПа, а их температура поднимается до 1800. 2000° С. Под действием давления расширяющихся газов поршень перемещается от ВМТ к НМТ. В конце этого такта температура газов понижается до 700. 900° С, а давление до 0,3. 0,5МПа.

В карбюраторном двигателе при подходе поршня к ВМТ сжатия горючая смесь воспламеняется от электрической искры, возникающей между электродами свечи, ввернутой в цилиндра. От сгорания смеси давление газов возрастает до 3,5. 5 МПа, а температура до 2100. 2400°. К концу такта расширения у карбюраторного двигателя температура газов снижается до 900. 1200°, а давление до 0,3. 0,35 МПа.

Такт выпуска. При перемещении поршня от НМТ к ВМТ открывается выпускной клапан, и отработавшие газы выталкиваются из цилиндра в атмосферу. При этом давление газов к концу такта снижается до 0,11. 0,12 МПа, а температура до 500. 700°С у дизеля и 300. 400° у карбюраторного двигателя.

Таким образом, в четырехтактном двигателе только один такт расширения – ход поршня под действием давления газов поворачивает коленчатый вал и совершает полезную работу; этот ход называется рабочим. Остальные такты – впуска, сжатия и выпуска – называются вспомогательными. После такта выпуска рабочий цикл двигателя повторяется.

Двигатель внутреннего сгорания. Устройство и принцип работы.

Уже на протяжении одного века двигатель внутреннего сгорания используется в транспортных средствах довольно успешно, благодаря своей экономичности.

Что такое двигатель внутреннего сгорания автомобиля и его особенности?

Двигатель внутреннего сгорания имеет одно существенное преимущество, ведь при его задействовании нет необходимости использовать прочие носители. Воспламенение топлива производится прямо внутри рабочей камеры.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания заключается в том, что при работе камере сжигается топливо, а также расширяются газы. Так образовывается избыточное давление. Именно оно воздействует на поршень, заставляя его двигаться.

Какие есть двигателя внутреннего сгорания? Классификация двигателей внутреннего сгорания.

Двигатели внутреннего сгорания различаются по типам. Давайте разберем типы двигателей внутреннего сгорания:

Поршневые;
Роторно-поршневые;
Газотурбинные;
Дизельные.

Существуют различные виды двигателей внутреннего сгорания и производительность каждого отличается друг от друга. Как работает каждый вид?

Поршневые

Механическая работа формируется при использовании кривошипно-шатунного механизма. При его воздействии, движение передается на коленвал.

В карбюраторных двигателях формирование воздушно-топливной смеси производится в карбюраторе, после чего она перераспределяется в цилиндр.

В инжекторных двигателях регулировкой подачи топлива занимается ЭБУ. Распределение топлива осуществляется во впускной коллектор, попадая туда через форсунки.

Роторно-Поршневые

Механическая работа формируется при использовании ротора. Он выполняет работу газораспределительного механизма, коленвала, а также поршней.

Газотурбинные

В этих моторах механическая работа формируется также при использовании ротора. Он при вращении заставляет двигаться турбинный вал.

Дизельные

При впрыске топлива используются форсунки. Однако для воспламенения этим моторам не требуется свеча. Под температурой происходит нагревание сжатого воздуха. Температура же обязательно должна быть больше, чем температура горения.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Работа двигателя внутреннего сгорания выполняется с помощью:

блока цилиндров;
системы удаления выхлопных газов;
газораспределительного механизма;
система впрыска и зажигания топливно-воздушной смеси;
кривошипно-шатунного механизма.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Поршневой двигатель в своей работе является цикличным. Цикл может производить около ста тактов в одну минуту, что позволяет коленвалу непрерывно вращаться.

Такт двигателя внутреннего сгорания – это ход поршня. То есть поршень двигается именно либо вверх, либо вниз.
Цикл – это последовательность тактов, которые постоянно повторяются.

Также существуют 2 типа поршневых ДВС, – это 2-тактные моторы и 4-тактные.

Принцип работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания

Как только водитель заводит автомобиль, тут же начинают двигаться поршни. Они всегда двигаются по направлению либо вверх, либо вниз. Изначально поршень начинает движение вниз. Когда он касается нижней мертвой точки и меняет свое направление, то в цилиндр, а именно в камеру сгорания начинает проходить подача топлива. Когда поршень поднимается вверх, топливо начинает сжиматься.

От свечей зажигания образовывается искра. И когда поршень доходит до верхней стадии, то происходит воспламенение топливной смеси. В дальнейшем пары расширяются и заставляют поршень двигаться вниз.

Двухтактные двигатели неэффективны по сравнению с четырехтактными, поскольку при удалении отработавших газов теряется мощность.

Вся маломощная техника использует именно 2-тактные моторы.

Принцип работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания

Все автомобили, которые используются в 21 веке уже имеют 4-тактные моторы.

Четырехтактный двигатель отличается от двухтактного тем, что при осуществлении впуска/выпуска топливно-горючей смеси, а также отработанных газов никак не совмещаются со сжатием/расширением, а работают как отдельные процессы.

«Двигатель внутреннего сгорания». 8-й класс

Цель урока: рассмотреть физические принципы работы тепловых двигателей, углубить знания учащихся о тепловых двигателях.

Ход урока

I. Подготовка к восприятию нового материала:

Какие два вида механической энергии вы знаете?
Какую энергию называют кинетической? Потенциальной?
Приведите примеры превращения потенциальной энергии тела в кинетическую; кинетической энергии – в потенциальную.
Дайте определение внутренней энергии тела.
Приведите примеры превращения механической энергии тела в его внутреннюю энергию.

1. Историческая справка (
сообщение ученика)
1698 г.
Томас Сэвери (английский инженер) создал машину, которая преобразовывала внутреннюю энергию в механическую (тепловой двигатель) , его использовали для откачки воды из угольных шахт.
1710 г.
Томас Ньюкомен (английский инженер) предложил пароатмосферный двигатель , в котором пар внутри цилиндра толкал вверх поршень. Для возврата в нижнее положение его охлаждали, пар конденсировался, давление в цилиндре падало, и под действием атмосферного давления поршень опускался вниз. Затем цилиндр снова нагревали, чтобы заставить пар толкать поршень вверх. На всё это уходило много времени и, двигатель работал очень медленно и с низким КПД.
1766 г
. Иван Иванович Ползунов. (русский изобретатель) разработал чертежи двухцилиндровой паровой машины. Для ее изготовления Ползунову пришлось сделать различные инструменты, токарный станок для обработки металла “на водяном ходу”. При этом Ползунову удалось изготовить все детали паровой машины всего за 13 месяцев. Некоторые детали весили до 2720 килограммов.
2. Теоретический материал (
ученики работают с текстом по плану, каждый пункт сопровождается слайдом.).

А) Решение задачи 1 (слайд №2)

Б) Решение задачи 2 слайд №3)

В) Решение задачи 3 (слайд №4)

Г) Двигатель внутреннего сгорания

Внутренней энергией обладают все тела – земля, кирпичи, облака и так далее. Однако чаще всего извлечь ее трудно, а порой и невозможно. Наиболее легко на нужды человека может быть использована внутренняя энергия лишь некоторых, образно говоря, «горючих» и «горячих» тел. К ним относятся: нефть, уголь, теплые источники вблизи вулканов и так далее. Рассмотрим один из примеров использования внутренней энергии таких тел. (слайд №5)

Д) Составные части двигателя внутреннего сгорания (слайд №6)

Е) Карбюраторный двигатель. (слайд №7)

карбюратор – устройство для смешивания бензина с воздухом в нужных пропорциях.

Ж) Основные части ДВС (слайд №8)

З) Работа этого двигателя состоит из нескольких повторяющихся друг за другом этапов, или, как говорят, тактов. Всего их четыре. Отсчет тактов начинается с момента, когда поршень находится в крайней верхней точке, и оба клапана закрыты. (слайд №9)

И) Первый такт называется впуск (рис. «а»). Впускной клапан открывается, и опускающийся поршень засасывает бензино-воздушную смесь внутрь камеры сгорания. После этого впускной клапан закрывается. (слайд №10)

К) Второй такт – сжатие (рис. «б»). Поршень, поднимаясь вверх, сжимает бензино-воздушную смесь. (слайд №11)

Л) Третий такт – рабочий ход поршня (рис. «в»). На конце свечи вспыхивает электрическая искра. Бензино-воздушная смесь почти мгновенно сгорает и в цилиндре возникает высокая температура. Это приводит к сильному возрастанию давления и горячий газ совершает полезную работу – толкает поршень вниз. (слайд №12)

М) Четвертый такт – выпуск (рис «г»). Выпускной клапан открывается, и поршень, двигаясь вверх, выталкивает газы из камеры сгорания в выхлопную трубу. Затем клапан закрывается. (слайд №13)

Н) ФИЗМИНУТКА. (слайд №14)

О) Дизельный двигатель. (слайд №15)

В 1892 г. немецкий инженер

Р. Дизель получил патент (документ, подтверждающий изобретение) на двигатель, впоследствии названный его фамилией.

П) Принцип работы: (слайд №16)

В цилиндры двигателя Дизеля попадает только воздух. Поршень, сжимая этот воздух, совершает над ним работу и внутренняя энергия воздуха возрастает настолько, что впрыскиваемое туда топливо сразу же самовоспламеняется. Образующиеся при этом газы выталкивают поршень обратно, осуществляя рабочий ход.

Р) Такты работы: (слайд №17)

всасывание воздуха;
сжатие воздуха;
впрыск и сгорание топлива – рабочий ход поршня;
выпуск отработавших газов.

Существенное отличие: запальная свеча становится ненужной, и ее место занимает форсунка – устройство для впрыскивания топлива; обычно это низкокачественные сорта бензина.

С) Некоторые сведения о двигателях. (слайд №18)

Повторение.

Т) Назови основные части ДВС. (слайд №20)

У) 1. Назовите основные такты работы ДВС. (слайд №21)

2. В каких тактах клапаны закрыты?

3. В каких тактах открыт клапан 1?

4. В каких тактах открыт клапан 2?

5. Отличие ДВС от дизеля?

Ф) (слайд №22)

Мертвые точки – крайние положения поршня в цилиндре

Ход поршня – расстояние, проходимое поршнем от одной мертвой точки до другой

Четырехтактный двигатель – один рабочий цикл происходит за четыре хода поршня (4 такта).

Х) Заполнить таблицу (слайд №23)

Ц) Кроссворды (слайд №24 ,25)

Ч) Паровая турбина (слайд №26)

Ш) Слайды 27-34.

Щ) Материалы (слайд 35).

II. Итог урока.

Двигатель внутреннего сгорания | Физика

Двигатель внутреннего сгорания был изобретен в 1860 г. французским механиком Э. Ленуаром. Свое название он получил из-за того, что топливо в нем сжигалось не снаружи, а внутри цилиндра двигателя. Аппарат Ленуара имел несовершенную конструкцию, низкий КПД (около 3 %) и через несколько лет был вытеснен более совершенными двигателями.

Наибольшее распространение среди них получил четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, сконструированный в 1878 г. немецким изобретателем Н. Отто. Каждый рабочий цикл этого двигателя включал в себя четыре такта: впуск горючей смеси, ее сжатие, рабочий ход и выпуск продуктов сгорания. Отсюда и название двигателя — четырехтактный.

Двигатели Ленуара и Отто работали на смеси воздуха со светильным газом. Бензиновый двигатель внутреннего сгорания был создан в 1885 г. немецким изобретателем Г. Даймлером. Примерно в это же время бензиновый двигатель был разработан и О. С. Костовичем в России. Горючая смесь (смесь бензина с воздухом) приготовлялась в этом двигателе с помощью специального устройства, называемого карбюратором.

Современный четырехцилиндровый двигатель внутреннего сгорания изображен на рисунке 88. Поршни, находящиеся внутри цилиндров двигателя, соединены с коленчатым валом 1. На этом валу укреплен тяжелый маховик 2. В верхней части каждого цилиндра имеется два клапана: один из них называется впускным, другой — выпускным. Через первый из них горючая смесь попадает в цилиндр, а через второй продукты сгорания топлива уходят наружу.

Принцип действия одноцилиндрового двигателя внутреннего сгорания иллюстрирует рисунок 89.

1-й    такт — впуск. Открывается клапан 1. Клапан 2 закрыт. Движущийся вниз поршень 3 засасывает в цилиндр горючую смесь.
2-й    такт — сжатие. Оба клапана закрыты. Движущийся вверх поршень сжимает горючую смесь. Смесь при сжатии нагревается.
3-й    такт — рабочий ход. Оба клапана закрыты. Когда поршень оказывается в верхнем положении, смесь поджигается электрической искрой свечи 4. В результате сгорания смеси образуются раскаленные газы, давление которых составляет 3—6 МПа, а температура достигает 1600—2200 °С. Сила давления этих газов толкает поршень вниз. Движение поршня передается коленчатому валу с маховиком. Получив сильный толчок, маховик будет вращаться дальше по инерции, обеспечивая тем самым перемещение поршня и при последующих тактах.
4-й    такт — выпуск. Открывается клапан 2. Клапан 1 закрыт. Поршень движется вверх. Продукты сгорания топлива уходят из цилиндра и через глушитель (на рисунке не показан) выбрасываются в атмосферу.

Мы видим, что в одноцилиндровом двигателе полезная работа совершается лишь во время третьего такта. В четырехцилиндровом двигателе (см. рис. 88) поршни укреплены таким образом, что во время каждого из четырех тактов один из них находится в стадии рабочего хода. Благодаря этому коленчатый вал получает энергию в 4 раза чаще. При этом увеличивается мощность двигателя и в лучшей степени обеспечивается равномерность вращения вала.

Частота вращения вала у большинства двигателей внутреннего сгорания лежит в пределах от 3000 до 7000 оборотов в минуту, а в некоторых случаях достигает 15 000 оборотов в минуту и более.

В 1897 г. немецкий инженер Р. Дизель сконструировал двигатель внутреннего сгорания, в котором сжималась не горючая смесь, а воздух. В процессе этого сжатия температура воздуха поднималась настолько, что при попадании в него топлива оно самовозгоралось. Специального устройства для воспламенения топлива в этом двигателе уже не требовалось; не нужен был и карбюратор. Новые двигатели стали называть дизелями.

Двигатели Дизеля являются наиболее экономичными тепловыми двигателями: они работают на дешевых видах топлива и имеют КПД 31—44 % (в то время как КПД карбюраторных двигателей составляет обычно 25-30 %). В настоящее время они применяются на тракторах, тепловозах, теплоходах, танках, грузовиках, передвижных электростанциях.

Судьба самого изобретателя нового двигателя оказалась трагической. 29 сентября 1913 г. он сел на пароход, отправлявшийся в Лондон. Наутро его в каюте не нашли. Талантливый инженер бесследно исчез. Считается, что он покончил с собой, бросившись ночью в воды Ла-Манша.

Изобретение двигателя внутреннего сгорания сыграло огромную роль в автомобилестроении. Первый автомобиль с бензиновым двигателем внутреннего сгорания был создан в 1886 г. Г. Даймлером. Одновременно с этим Даймлер запатентовал установку своего двигателя на моторной лодке и мотоцикле. В том же году, но чуть позже появился трехколесный автомобиль К- Бенца. Громоздкие и трудноуправляемые паровые автомобили стали вытесняться новыми машинами. Последующие годы явились началом промышленного производства автомобилей.
В 1892 г. свой первый автомобиль построил Г. Форд (США). Через 11 лет его автомобили (рис. 90) были запущены в массовое производство.

В 1908 г. автомобили начали производить на Русско-Балтийском заводе в Риге. Один из первых русских автомобилей «Руссо-Балт» показан на рисунке 91.

Важную роль в развитии и распространении нового вида транспорта сыграли автомобильные гонки, которые стали устраиваться с 1894 г. В первой из них средняя скорость автомобилей составляла лишь 24 км/ч. Однако уже через пять лет она достигла 70 км/ч, а еще через пять лет— 100 км/ч.

После 1900 г. началось производство специальных гоночных автомобилей. С каждым годом их скорость возрастала. В 60-х гг. скорость автомобилей с поршневым двигателем превысила 600 км/ч, а после установки на автомобиле газотурбинного двигателя она перевалила за 900 км/ч. Наконец, в 1997 г. Э. Грин (Великобритания) на своем ракетном автомобиле «Траст SSC» достиг скорости 1227,985 км/ч, что превысило скорость звука в воздухе!

1. Опишите принцип действия четырехтактного двигателя внутреннего сгорания. Из каких тактов состоит каждый его рабочий цикл? 2. Какую роль в двигателе играет маховик? 3. Чем отличается дизельный двигатель внутреннего сгорания от карбюраторного? 4. Кто создал первые автомобили с двигателем внутреннего сгорания?

Такты работы ДВС — презентация онлайн

1. Тема 4. Такты работы ДВС (часть 1)

2. Вопросы: 1. Процесс газообмена: выпуск и впуск 2. Сжатие

Периоды газообмена
!
Процессы выпуска из цилиндра
продуктов
сгорания
и
наполнения цилиндра свежим
зарядом называют процессами
газообмена.
Продолжительность
данного
процесса определяется фазами
газораспределения.
Основные периоды процесса газообмена четырехтактного
двигателя следующие:
1. Свободный выпуск
2. Принудительный выпуск
3. Наполнение
4. Дозарядка
Круговая диаграмма
фаз газораспределения
четырехтактного
двигателя
Основные периоды процесса впуска:
1.
Период перекрытия клапанов
(от точки r’ до точки a’) –
интенсивный процесс
газообмена;
2.
Период (от точки a’ до точки a) –
наполнения свежим зарядом;
3.
Период (от точки a до точки a’’)
– дозарядка или обратный
выброс.
Показатели качества газообмена:
Коэффициент наполнения —
Коэффициент остаточных газов —
Коэффициент наполнения:
Действительное количество
свежего заряда,
поступившего в цилиндр
!
Коэффициент наполнения равен
отношению действительного
количества свежего заряда,
поступившего в цилиндр
двигателя двигателя к
теоретическому количеству
свежего заряда, которое там
может разместиться при
определенных условиях:
-для двигателя без наддува при
атмосферных условиях Po и To;
Теоретическое количество
свежего заряда, которое
может разместиться в
цилиндре при определенных
условиях
— для двигателя с наддувом при
давлении Pk и Tk во впускном
трубопроводе за компрессором и
охладителем.
Значения
коэффициента
наполнения
для
различных типов автомобильных и тракторных
двигателей при работе их с полной нагрузкой:
Для двигателей с электронным впрыском………..0,80-0,96
Для карбюраторных двигателей……………………0,70-0,90
Для дизелей без наддува……………………………0,80-0,94
Для дизелей с наддувом……………………………0,80-0,97
Коэффициент остаточных газов:
Количество остаточных
газов в цилиндре
!
Под коэффициентом остаточных
газов понимают отношение
количества остаточных газов к
количеству свежего заряда.
Величина коэффициента остаточных газов
изменяется в следующих пределах:
Количество свежего заряда в
цилиндре
Для бензиновых и газовых двигателей без
наддува……………………………0,04-0,10
Для дизелей без наддува…………0,02-0,05
Для двухтактных двигателей……0,05-0,40
Влияние на коэффициент наполнения различных
факторов:
Зависимость коэффициента
наполнения автомобильных
двигателей от частоты вращения
коленчатого вала
1 – ЗИЛ-130,
Зависимость коэффициента
наполнения от нагрузки
2- ЗАЗ-966А
+ степень сжатия
+ давление и температура на впуске
Примеры организации движения свежего заряда
Завихрение заряда в
цилиндре дизельного
двигателя в процессе
впуска
Применение четырех клапанов на один цилиндр с
завихрением заряда на впуске в бензиновых
двигателях
Завихрение заряда на впуске в зависимости от
режима работы двигателя
Изменение длины впускного коллектора
Длинный впускной коллектор
Короткий впускной коллектор
Задачи процесса сжатия:
-расширение температурных пределов рабочего цикла;
-создание условий, необходимых для воспламенения и сгорания
горючей смеси. Эти условия обеспечивают эффективное
преобразование теплоты в полезную работу.
!
Эффективность данного процесса определяется
степенью сжатия
Ориентировочные пределы степеней сжатия для двигателей
различных типов:
!
Действительный процесс сжатия отличается от
такового в обратимых термодинамических
циклах наличием утечек рабочего тела и
изменением его состава в результате испарения
и окисления топлива и масла, а также наличием
теплообмена со стенками
Давление (МПа) и температура (К) в конце процесса
сжатия определяются из уравнения политропы с
постоянным показателем:
где
показатель политропы
Влияние различных факторов на показатель адиабаты
сжатия:
* При одинаковой степени сжатия и температуре начала сжатия значение
для бензиновых двигателей обычно ниже, чем для дизелей. Причина –
испарение топлива.
* Увеличение частоты вращения приводит к увеличению показателя адиабаты.
Причина – время на процесс теплообмена со стенками уменьшается.
* Уменьшение отношения поверхности охлаждения
к объему цилиндра
приводит к увеличению показателя адиабаты.
* Повышение средней температуры процесса сжатия ведет к снижению
показателя адиабаты.
* Увеличение интенсивности охлаждения ведет к снижению показателя
адиабаты.
?
Вопрос. Показатель адиабаты выше у какого двигателя: с водяным
охлаждением или воздушным?
!

4 такта работы двигателя внутреннего сгорания | Гидравлика и пневматика

Большинство современных двигателей внутреннего сгорания — четырехтактные, это значит, что всю из работу можно разделить на 4 этапа — такта. Разобравшись в том, что происходит на каждом из этапов легко понять, как работает двигатель.

Двигатель внутреннего сгорания — ДВС

Прежде, чем перейти непосредственно к работе двигателя отметим основные элементы его конструкции, это поможет правильно понять описание его работы.

Элементы конструкции ДВС

Поршни перемешаются в цилиндрических расточках, выполненных в блоке цилиндров. Поршни соединены с коленчатым валом при помои шатунов. Газораспределительный механизм с клапанами позволяет соединять рабочую камеру с впускным или выпускным коллектором. Воспламенить топливную смесь позволяет свеча.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Цикл работы двигателя

Основные элементы конструкции двигателя определены, теперь можно разобраться в работе двигателя, как упоминалось ранее цикл его работы состоит из четырех тактов, рассмотрим подробнее каждый из них.

Такт 1

Первый такт работы ДВС

Чтобы двигатель мог, что то сжечь, надо сначала этим чем-то его заправить. В ДВС это смесь воздуха и топлива. При движении поршня вниз объем рабочей камеры увеличивается, значит давление в ней падает. Клапаны соединяющие рабочую камеры с впускным коллектором открываются и воздух заполняет ее. Топливо распыляется с помощью форсунки.

Такт 2

Второй такт

Полученную смесь надо сжать, чтобы при воспламенении она расширилась и переместила поршень. Для осуществления сжатия поршень нужно переместить вверх, клапаны в этот момент должны быть закрыты.

Такт 3

Третий такт

На третьем этапе свеча дает искру, которая воспламеняет смесь, она нагревается и расширяется, толкая поршень вниз. Поршень вращает коленвал.

Такт 4

Четвертый такт

От продуктов горения нужно избавиться. Для этого открываются клапаны со стороны выпускного коллектора, поршень движется вверх вытесняя газы в выхлопную систему.

После 4 такта вновь наступает первый.

Количество поршней

Таким образом поршень только на третьем этапе вращал коленчатый вал, а на всех остальных наоборот коленвал перемещал поршень. Но откуда на валу возьмется энергия для вращения вала. Можно использовать не один поршень, а несколько. Пожалуй,самым логичным решением будет установка четырех поршней (хотя их может быть и 3, и 6, и 12). Если в двигателе 4 поршня, то каждый из них в один момент находится на разных этапах:

первый — всасывает воздух;
второй — сжимает смесь;
третий — осуществляет рабочий ход;
четвертый — вытесняет выхлопные газы.

Для обеспечения плавной работы на валу двигателя может быть установлен маховик.

Ступени двигателя внутреннего сгорания

Чтобы самолет двигался по воздуху, тяга создается какой-то двигательная установка. Начиная с братьев Райт ‘ первый полет, многие самолеты использовали двигатель внутреннего сгорания повернуть пропеллеры для создания тяги. Сегодня большинство самолетов гражданской авиации или частных самолетов с двигателем внутреннего сгорания (IC) , как и двигатель в вашем семейном автомобиле. Обсуждая двигатели, мы должны учитывать как механическая работа машина и термодинамический процессы, которые позволяют машине производить полезные Работа.На этой странице мы рассматриваем термодинамику четырехтактный Двигатель IC .

На рисунке показан внутренний вид Двигатель братьев Райт 1903 года в шесть раз, или ступени , во время термодинамический цикл. Двигатель Райта был выбран из-за его простоты, но те же шесть ступеней встречаются во всех четырехтактных двигателях IC . Этапы идут от левого верхнего угла к левому нижнему, затем от от нижнего правого до верхнего правого в непрерывном цикле.Мы обозначаем этапы по тем же причинам, что и станции из газотурбинный двигатель; чтобы лучше организовать наши анализ производительности двигателя. Разработан термодинамический цикл для четырехтактного двигателя внутреннего сгорания. доктора Н. А. Отто, 1876 г. Цикл протекает следующим образом:

Цикл начинается, когда впускной клапан открывается и смесь топлива и воздух всасывается в цилиндр из впускной коллектор. Поршень тянется к коленчатому валу, на рисунке слева, при постоянном давлении, потому что клапан открыт.Движение поршень называется ход поршня . Этап 1 — начало впускной ход.
В конце такта впуска впускной клапан закрывается, а поршень вернулся к камере сгорания. Поскольку клапаны закрыты, давление и температура увеличиваются адиабатическое сжатие. Этап 2 — начало ход сжатия.
В конце такта сжатия, давление в камере сгорания максимальное.Свеча зажигания в современном двигателе, или контактный переключатель двигателя Райта, а затем генерирует электрическую искру, которая воспламеняет топливно-воздушная смесь. Этап 3 — начало процесс горения.
В двигателе внутреннего сгорания сгорание происходит очень быстро и при постоянном объем в камере сгорания. Высокое давление заставляет поршень вернуться в исходное положение. в сторону коленчатого вала. Этап 4 — начало рабочий ход.
В конце рабочего хода нагревать отклоняется в окружение, как того требует второй закон термодинамики. Этап 5 — начало теплоотдача.
После отвода тепла выпускной клапан открывается и остаточный газ вытесняется в окружающую среду, чтобы подготовиться к следующему впускной ход. Этап 6 — начало такт выхлопа.

В конце такта выпуска условия вернулись к Этап 1 условий, и цикл повторяется. Вариация давление и цилиндр объем может отображаться на диаграмма p-V для Цикл Отто.Площадь участка равна полезной Работа генерируется одним цилиндром двигателя.

Деятельность:

Экскурсии с гидом

Навигация ..

Руководство для начинающих Домашняя страница

Двигатели внутреннего сгорания

Шон Кэссиди

10 декабря 2016

Представлено как курсовая работа для Ph340, Стэнфордский университет, осень 2016 г.

Введение

Фиг.1: Цикл Отто для искрового зажигания Двигатель. [2] (Источник: С. Кэссиди)

Двигатель внутреннего сгорания — один из самых важные изобретения в истории человечества. Он произвел революцию в путешествиях благодаря на машине, поезде, на лодке и по воздуху. Есть два основных типа двигатели внутреннего сгорания (IC): прерывистое и непрерывное сгорание двигатели. Например, четырехтактный поршневой двигатель — это прерывистый двигатель. Двигатель внутреннего сгорания, в то время как газотурбинный двигатель использует непрерывное сгорание.IC двигатели используют сгорание топлива с окислителем для преобразования химическая энергия в разумную энергию и работу. После зажигания высокотемпературный газ оказывает давление на поршень или турбину, поскольку расширяется, принося полезную работу. Основной экзотермический углеводород реакцию горения (на воздухе) можно записать [1]

C _x H _y + w O ₂ + 3,76 w N ₂ → a CO ₂ + b H ₂ O + c O ₂ + d N ₂ + ε

где w, a, b, c и d представляют молярный коэффициенты, зависящие от конкретного углеводородного реагента и количество воздуха, реагенты wO ₂ + 3.76wN ₂ представляют собой инженерный воздух, а ε представляет энергию. [1] Однако на практике углекислый газ, азот, и кислород — не единственные продукты сгорания. Такие виды, как оксид азота (NO), диоксид азота (NO ₂) и углерод монооксид (CO) также являются обычными продуктами реакции и могут быть обнаружены в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания. [1] Краткий обзор двух двигателей IC Здесь представлены: поршневой двигатель с искровым зажиганием и газотурбинный жиклер. двигатель.

Двигатель с искровым зажиганием

Термодинамический цикл Отто описывает идеальный двигатель с искровым зажиганием. Топливно-воздушная смесь втягивается в поршень на постоянное давление (1-2), а затем сжимается изоэнтропически до тех пор, пока поршень достигает верхней мертвой точки (2-3). Искровое зажигание смеси моделируется как добавление тепла к рабочему телу с постоянным объемом (3-4), который затем изоэнтропически расширяется (4-5), пока не достигнет дна мертвая точка (BDC).В BDC тепло отводится при постоянном объеме, и Затем выхлопные газы удаляются при постоянном давлении. Схема Цикл Отто показан на рис. 1. Идеальный рабочий результат цикла равен область, ограниченная технологическим трактом.

В настоящем двигателе с искровым зажиганием идеализированный добавление тепла постоянного объема заменяется сжиганием топлива. В чтобы приблизиться к идеальным условиям, текущие исследования стремятся гомогенизировать топливной смеси в камере сгорания, а также изучить время задержки воспламенения, распространение пламени и другие виды горения характеристики.

Газотурбинный двигатель

Рис.2: Цикл Брайтона для газовой турбины Двигатель. [2] (Источник: С. Кэссиди)

Газотурбинный двигатель идеально смоделирован Термодинамический цикл Брайтона. [2] Воздух поступает через воздухозаборник, сжато изоэнтропически (1-2) и смешано с топливом. [2] Тепло добавлено при постоянном давлении в процессе, моделирующем идеальное сгорание топливо (2-3), и газ адиабатически расширяется через сопло (3-4).[2] Процесс показан на рис. 2. Как и в случае с циклом Отто, идеальный результат работы — это область, ограниченная технологическим трактом.

Настоящий газотурбинный двигатель имеет впускное отверстие, компрессор, камера сгорания, турбина и сопло. [3] Турбина подключена к компрессору, так что газ, проходящий через турбину, приводит в движение ступень сжатия двигателя. [3] Воздух поступает через впускное отверстие и подается в компрессор. Сжатие часто происходит в нескольких этапы.После сжатия воздух смешивается с топливом и поступает в камера сгорания. [3] Высокотемпературный газ устремляется через турбина и расширяется через сопло. [3] Весь процесс происходит непрерывно, при этом газ непрерывно проходит через двигатель. [3]

Заключение

Термодинамический анализ искрового зажигания и газа газотурбинных двигателей раскрывает общие процессы, с помощью которых каждый преобразователь химическая потенциальная энергия в двигательную работу.Понимание настоящего химические реакции, происходящие внутри двигателей, дают представление о сам процесс горения, а также образование токсичных и экологически чистых вредные газы. Повышение эффективности и сокращение выбросов будут требуют инновационных исследований с глубоким пониманием термодинамики и газовая динамика, участвующая в системах двигателей внутреннего сгорания.

© Шон Кэссиди. Автор дает разрешение на копировать, распространять и демонстрировать эту работу в неизменном виде, с указание на автора, только в некоммерческих целях.Все остальные права, в том числе коммерческие, принадлежат автору.

Список литературы

[1] K. Wark, Advanced Thermodynamics for Инженеры (McGraw-Hill, 1995), гл. 10.

[2] Y. Cengel and M. Boles Термодинамика: An Инженерный подход , 7-е издание (McGraw-Hill, 2011), гл. 9.

[3] С. Фарохи, Движение самолета , 2-й Издание (Wiley, 2014), гл.4.

Термодинамика

Параметры двигателя

Модель кривошипа

APPLET: поршень — цилиндр Участок в объеме
APPLET: Поверхность поршня Площадь участка

Работа

Среднее эффективное Давление
APPLET: Среднее трение Эффективное давление

Горение

Стехиометрия

Топливо
Определение Цинь от ТТС Топлива
APPLET: Горение Молярный коэффициент произведения

Химическое равновесие

ПРИЛОЖЕНИЕ: продукты сгорания равновесия
APPLET: Адиабатическая температура пламени
APPLET: Скорость образования оксида азота
APPLET: Диссоциация СО2

Модели цикла двигателя

Введение

Модель базового цикла Отто

APPLET: четырехтактный газовый цикл Отто
ПРИЛОЖЕНИЕ: Otto Fuel-Air Цикл
APPLET: Четырехтактный двигатель Otto Fuel-Air Цикл

Цикл Отто с конечным тепловыделением

Определение тепловой энергии топлива Qin
APPLET: тепловыделение Участок фракции
APPLET: Простое приложение для отвода тепла
APPLET: Простое приложение для отвода тепла (Обновлено с помощью Entropy, Сандип Макам, лето 2007 г.)

Цикл Отто с конечным тепловыделением и теплопередачей

ПРИЛОЖЕНИЕ: конечное тепловыделение с теплопередачей
APPLET: Сравнение тепла Модели коэффициента передачи

Глава 3d — Первый закон — Закрытые системы

Глава 3d — Первый закон — Закрытые системы — Двигатели цикла Отто (обновлено 22 апреля 2012 г.)

Глава 3: Первый закон термодинамики для Закрытые системы

г) Цикл Отто стандарта воздуха (искровое зажигание) Двигатель

The Air Стандартный цикл Отто — идеальный цикл для Искровое зажигание (SI) двигатели внутреннего сгорания, впервые предложенные Николаус Отто более 130 лет назад, и который в настоящее время используется чаще всего автомобили.Следующая ссылка на Kruse Технологическое партнерство представляет Описание четырехтактного двигателя Операция цикла Отто , включая короткую история Николауса Отто. И снова у нас отличная анимация производство Matt Keveney представляет как 4-тактный и двухтактный двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием операция

Анализ цикла Отто очень похож на цикл дизельного двигателя, который мы проанализировали в предыдущей версии . Раздел .Мы воспользуемся идеалом «стандартное» допущение в нашем анализе. Таким образом, рабочий жидкость — это фиксированная масса воздуха, совершающего полный цикл, который относился во всем как к идеальному газу. Все процессы идеальны, сгорание заменяется добавлением тепла к воздуху, а выхлоп — заменен процессом отвода тепла, который восстанавливает воздух в начальное состояние.

Самое существенное отличие идеального Цикл Отто и идеальный дизельный цикл — это метод зажигания топливно-воздушная смесь.Напомним, что в идеальном дизельном цикле чрезвычайно высокая степень сжатия (около 18: 1) позволяет воздуху достигать температура воспламенения топлива. Затем впрыскивается топливо так, чтобы процесс воспламенения происходит при постоянном давлении. В идеале Отто цикл: топливно-воздушная смесь вводится во время такта впуска и сжат до гораздо более низкой степени сжатия (около 8: 1) и является затем воспламеняется от искры. Возгорание приводит к внезапному скачку давление, в то время как объем остается практически постоянным.В продолжение цикла, включая расширение и выхлоп процессы практически идентичны идеальным дизельным двигателям. цикл. Считаем удобным разработать аналитический подход идеальный цикл Отто через следующую решенную задачу:

Решенная задача 3.7 — An идеальный двигатель с воздушным стандартным циклом Отто имеет степень сжатия 8. При начало процесса сжатия рабочая жидкость на 100 кПа, 27 ° C (300 K) и 800 кДж / кг тепла во время процесс добавления тепла с постоянным объемом.Аккуратно нарисуйте давление-объем [ P-v ] диаграмму для этого цикла, и используя значения удельной теплоемкости воздуха при типичная средняя температура цикла 900K определяет:

а) температура и давление воздуха в конце каждого процесса
б) сеть производительность / цикл [кДж / кг], и
c) тепловой КПД [η _th] этого цикла двигателя.

Подход к решению:

Первым шагом является построение диаграммы P-v полный цикл, включая всю необходимую информацию.Мы замечаем что ни объем, ни масса не указаны, поэтому диаграмма и решение будет в конкретных количествах.

Мы предполагаем, что топливно-воздушная смесь представлена чистый воздух. Соответствующие уравнения состояния, внутренней энергии и адиабатический процесс для воздуха:

Напомним из предыдущего раздела, что номинальный Значения удельной теплоемкости, используемые для воздуха при 300K, составляют C _v = 0,717 кДж / кг.K ,, и k = 1,4. Однако все они функции температуры, а также с чрезвычайно высокой температурой диапазон, испытанный в двигателях внутреннего сгорания, можно получить существенные ошибки.В этой задаче мы используем типичный средний цикл температура 900К взята из таблицы Удельная Теплоемкость воздуха .

Теперь мы проходим все четыре процесса, чтобы определить температуру и давление в конце каждого процесса, как а также о проделанной работе и тепле, передаваемом во время каждого процесса.

Обратите внимание, что давление P ₄ (а также P ₂ выше) также можно оценить из уравнения адиабатического процесса.Мы делаем это ниже в качестве проверки действительности, но мы находим это больше По возможности удобно использовать уравнение состояния идеального газа. Оба метода подходят.

Мы продолжаем последний процесс определения отклонено тепло:

Обратите внимание, что мы применили уравнение энергии к все четыре процесса, позволяющие нам два альтернативных способа оценки «чистая производительность за цикл» и термический КПД, следующим образом:

Обратите внимание, что при использовании постоянных значений удельной теплоемкости более цикла мы можем определить тепловой КПД непосредственно из коэффициент удельных теплоемкостей k по формуле:

где r — степень сжатия

Quick Quiz: Использование тепла и уравнения энергии работы, полученные выше, выводят это соотношение

Задача 3.8 — Это является расширением Решенной задачи 3.7, в котором мы хотим использовать во всех четырех процессах номинальная стандартная удельная теплоемкость значения емкости для воздуха при 300К. Используя значения C _v = 0,717 кДж / кг · К и k = 1,4, определите:

а) температура и давление воздуха в конце каждого процесса [P ₂ = 1838 кПа, Т ₂ = 689К, Т ₃ = 1805K, P ₃ = 4815 кПа, P ₄ = 262 кПа, Т ₄ = 786 КБ]
б) сеть выход / цикл [451.5 кДж / кг], и
c) тепловой КПД этого цикла двигателя. [η _th = 56%]

______________________________________________________________________________________

Инженерная термодинамика, Израиль Уриэли под лицензией Creative Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 3.0 Соединенные Штаты Лицензия

циклов двигателя внутреннего сгорания | SpringerLink

Джон Б. Лильедаль
Пол К.Тернквист
Дэвид В. Смит
Макото Хоки

Abstract

Ранние двигатели внутреннего сгорания снабжались горючим зарядом, который воспламенялся при атмосферном давлении. Еще в 1838 году Бернетт (см. Lichty 1967) признал, что сжатие заряда перед горением было выгодным, но только в 1862 году француз Бо де Рош (Мойер и др., 1941) изложил фундаментальные принципы, лежащие в основе практичная и экономичная работа двигателя внутреннего сгорания.

Ключевые слова

Тепловой КПД дизельный двигатель Подвод тепла Степень сжатия Стенка цилиндра

Эти ключевые слова были добавлены машиной, а не авторами. Это экспериментальный процесс, и ключевые слова могут обновляться по мере улучшения алгоритма обучения.

Это предварительный просмотр содержимого подписки,

войдите в

, чтобы проверить доступ.

Предварительный просмотр

Невозможно отобразить предварительный просмотр. Скачать превью PDF.

Список литературы

Lichty, L.C.
Процессы двигателя внутреннего сгорания
. McGraw-Hill, New York, 1967.
Google Scholar
Мойер, Дж. А., Дж. П. Колдервуд и А. А. Поттер.
Элементы инженерной термодинамики
. Wiley, New York, 1941.
Google Scholar

Информация об авторских правах

Авторы и аффилированные лица

John B.Liljedahl
Пол К. Тернквист
Дэвид В. Смит
Макото Хоки

1. Факультет сельскохозяйственной инженерии Университет Пурдью, США
2. Кафедра сельскохозяйственной инженерии Обернский университет, США
3. Отделение и компания технического центра США, США

% PDF-1.4 % 2394 0 объект > эндобдж xref 2394 285 0000000016 00000 н. 0000010652 00000 п. 0000010818 00000 п. 0000011227 00000 п. 0000011626 00000 п. 0000012409 00000 п. 0000012461 00000 п. 0000013135 00000 п. 0000013250 00000 п. 0000013501 00000 п. 0000013759 00000 п. 0000014169 00000 п. 0000020889 00000 н. 0000021077 00000 п. 0000023885 00000 п. 0000026780 00000 п. 0000029537 00000 п. 0000031954 00000 п. 0000034729 00000 п. 0000037585 00000 п. 0000037710 00000 п. 0000037811 00000 п. 0000040553 00000 п. 0000043038 00000 п. 0000046010 00000 п. 0000046148 00000 п. 0000046301 00000 п. 0000046453 00000 п. 0000046605 00000 п. 0000046758 00000 п. 0000046911 00000 п. 0000047064 00000 п. 0000047217 00000 п. 0000047370 00000 п. 0000047521 00000 п. 0000047672 00000 п. 0000047825 00000 п. 0000047978 00000 п. 0000048130 00000 н. 0000048281 00000 п. 0000048433 00000 п. 0000048586 00000 п. 0000048739 00000 п. 0000048892 00000 н. 0000049045 00000 п. 0000049198 00000 п. 0000049351 00000 п. 0000049504 00000 п. 0000049657 00000 п. 0000049810 00000 п. 0000049963 00000 н. 0000050116 00000 п. 0000050267 00000 п. 0000050418 00000 п. 0000050571 00000 п. 0000050724 00000 п. 0000050877 00000 п. 0000051030 00000 п. 0000051183 00000 п. 0000051336 00000 п. 0000051489 00000 п. 0000051642 00000 п. 0000051795 00000 п. 0000051948 00000 п. 0000052101 00000 п. 0000052254 00000 п. 0000052407 00000 п. 0000052560 00000 п. 0000052713 00000 п. 0000052866 00000 п. 0000053019 00000 п. 0000053168 00000 п. 0000053317 00000 п. 0000053468 00000 п. 0000053619 00000 п. 0000053770 00000 п. 0000053921 00000 п. 0000054072 00000 п. 0000054223 00000 п. 0000054374 00000 п. 0000054525 00000 п. 0000054678 00000 п. 0000054831 00000 п. 0000054984 00000 п. 0000055135 00000 п. 0000055286 00000 п. 0000055439 00000 п. 0000055592 00000 п. 0000055745 00000 п. 0000055898 00000 п. 0000056051 00000 п. 0000056204 00000 п. 0000056355 00000 п. 0000056506 00000 п. 0000056658 00000 п. 0000056810 00000 п. 0000056963 00000 п. 0000057116 00000 п. 0000057269 00000 п. 0000057422 00000 п. 0000057574 00000 п. 0000057726 00000 п. 0000057879 00000 п. 0000058032 00000 п. 0000058185 00000 п. 0000058338 00000 п. 0000058489 00000 п. 0000058640 00000 п. 0000058793 00000 п. 0000058946 00000 п. 0000059099 00000 н. 0000059252 00000 п. 0000059405 00000 п. 0000059558 00000 п. 0000059705 00000 п. 0000059850 00000 п. 0000060001 00000 п. 0000060154 00000 п. 0000060307 00000 п. 0000060460 00000 п. 0000060613 00000 п. 0000060766 00000 п. 0000060919 00000 п. 0000061072 00000 п. 0000061225 00000 п. 0000061378 00000 п. 0000061531 00000 п. 0000061684 00000 п. 0000061834 00000 п. 0000061984 00000 п. 0000062137 00000 п. 0000062290 00000 н. 0000062441 00000 п. 0000062592 00000 п. 0000062743 00000 п. 0000062892 00000 п. 0000063043 00000 п. 0000063196 00000 п. 0000063349 00000 п. 0000063502 00000 п. 0000063655 00000 п. 0000063808 00000 п. 0000063961 00000 п. 0000064114 00000 п. 0000064267 00000 п. 0000064419 00000 н. 0000064571 00000 п. 0000064724 00000 н. 0000064877 00000 п. 0000065029 00000 п. 0000065181 00000 п. 0000065334 00000 п. 0000065487 00000 п. 0000065640 00000 п. 0000065793 00000 п. 0000065944 00000 п. 0000066095 00000 п. 0000066248 00000 п. 0000066401 00000 п. 0000066553 00000 п. 0000066705 00000 п. 0000066856 00000 п. 0000067007 00000 п. 0000067160 00000 п. 0000067311 00000 п. 0000067462 00000 п. 0000067615 00000 п. 0000067768 00000 п. 0000067921 00000 п. 0000068074 00000 п. 0000068227 00000 п. 0000068380 00000 п. 0000068532 00000 п. 0000068684 00000 п. 0000068837 00000 п. 0000068990 00000 н. 0000069143 00000 п. 0000069296 00000 п. 0000069449 00000 п. 0000069601 00000 п. 0000069753 00000 п. 0000069906 00000 н. 0000070059 00000 п. 0000070212 00000 п. 0000070365 00000 п. 0000070518 00000 п. 0000070671 00000 п. 0000070822 00000 п. 0000070973 00000 п. 0000071125 00000 п. 0000071277 00000 п. 0000071430 00000 п. 0000071582 00000 п. 0000071734 00000 п. 0000071887 00000 п. 0000072038 00000 п. 0000072187 00000 п. 0000072338 00000 п. 0000072491 00000 п. 0000072644 00000 п. 0000072797 00000 п. 0000072950 00000 п. 0000073103 00000 п. 0000073254 00000 п. 0000073405 00000 п. 0000073552 00000 п. 0000073699 00000 п. 0000073852 00000 п. 0000074005 00000 п. 0000074157 00000 п. 0000074309 00000 п. 0000074462 00000 п. 0000074615 00000 п. 0000074767 00000 п. 0000074919 00000 п. 0000075072 00000 п. 0000075550 00000 п. 0000075703 00000 п. 0000075856 00000 п. 0000076009 00000 п. 0000076162 00000 п. 0000076315 00000 п. 0000076468 00000 п. 0000076621 00000 п. 0000076774 00000 п. 0000076927 00000 п. 0000077080 00000 п. 0000077233 00000 п. 0000077384 00000 п. 0000077533 00000 п. 0000077684 00000 п. 0000077837 00000 п. 0000077990 00000 п. 0000078143 00000 п. 0000078296 00000 п. 0000078449 00000 п. 0000078602 00000 п. 0000078755 00000 п. 0000078908 00000 п. 0000079061 00000 п. 0000079213 00000 п. 0000079365 00000 п. 0000079518 00000 п. 0000079671 00000 п. 0000079824 00000 п. 0000079977 00000 н. 0000080130 00000 п. 0000080281 00000 п. 0000080432 00000 п. 0000080585 00000 п. 0000080737 00000 п. 0000080889 00000 п. 0000081040 00000 п. 0000081191 00000 п. 0000081344 00000 п. 0000081496 00000 н. 0000081648 00000 н. 0000081799 00000 н. 0000081950 00000 п. 0000082103 00000 п. 0000082256 00000 п. 0000082409 00000 п. 0000082562 00000 н. 0000082713 00000 н. 0000082864 00000 п. 0000083017 00000 п. 0000083170 00000 п. 0000083323 00000 п. 0000083476 00000 п. 0000083627 00000 п. 0000083778 00000 п. 0000083931 00000 н. 0000084084 00000 п. 0000084239 00000 п. 0000084396 00000 п. 0000084553 00000 п. 0000084709 00000 п. 0000084865 00000 п. 0000085022 00000 п. 0000085162 00000 п. 0000102910 00000 п. 0000141178 00000 н. 0000141331 00000 н. 0000010428 00000 п. 0000006123 00000 н. трейлер ] / Назад 2066931 / XRefStm 10428 >> startxref 0 %% EOF 2678 0 объект > поток h [P -%! U! @ Xe5 @.* «»: ˪: ࠣ3> | TUb [tsOws

Рабочие циклы двигателя внутреннего сгорания

Поршневой двигатель известен как тепловой двигатель внутреннего сгорания. Двигатели внутреннего сгорания можно описать как любую группу устройств, в которых реагенты сгорания (окислитель и топливо) и продукты сгорания служат рабочими жидкостями двигателя. Идея поршневого двигателя заключается в том, что подача топливовоздушной смеси подается внутрь цилиндра, где она сжимается, а затем сгорает.Это внутреннее сгорание высвобождает тепловую энергию, которая затем преобразуется в полезную механическую работу, поскольку создаваемое высокое давление газа вынуждает поршень двигаться вдоль своего хода в цилиндре.
Чтобы использовать движение поршня, движущая сила на поршне передается через шатун на коленчатый вал, функция которого состоит в преобразовании линейного движения поршня в цилиндре во вращательное движение коленчатого вала (см. Рис. 1). Таким образом, можно заставить поршень повторять свое движение вперед и назад из-за ограничений круговой траектории шатунной шейки коленчатого вала и направляющего цилиндра.
Смещение поршня назад и вперед обычно называют возвратно-поступательным движением поршня, поэтому эти силовые агрегаты также известны как поршневые двигатели.
Объем цилиндра двигателя определяется как общий рабочий объем цилиндра. Таким образом, объем цилиндра двигателя равен объему поршня каждого цилиндра, умноженному на количество цилиндров,
где = объем цилиндра двигателя, V = рабочий объем поршня
n = количество цилиндров.

Поршневой двигатель известен как тепловой двигатель внутреннего сгорания.Двигатели внутреннего сгорания можно описать как любую группу устройств, в которых реагенты сгорания (окислитель и топливо) и продукты сгорания служат рабочими жидкостями двигателя. Идея поршневого двигателя заключается в том, что подача топливовоздушной смеси подается внутрь цилиндра, где она сжимается, а затем сгорает. Это внутреннее сгорание высвобождает тепловую энергию, которая затем преобразуется в полезную механическую работу, поскольку создаваемое высокое давление газа вынуждает поршень двигаться вдоль своего хода в цилиндре.
Чтобы использовать движение поршня, движущая сила на поршне передается через шатун на коленчатый вал, функция которого состоит в преобразовании линейного движения поршня в цилиндре во вращательное движение коленчатого вала (см. Рис. 1). Таким образом, можно заставить поршень повторять свое движение вперед и назад из-за ограничений круговой траектории шатунной шейки коленчатого вала и направляющего цилиндра.
Смещение поршня назад и вперед обычно называют возвратно-поступательным движением поршня, поэтому эти силовые агрегаты также известны как поршневые двигатели.
Объем цилиндра двигателя определяется как общий рабочий объем цилиндра. Таким образом, объем цилиндра двигателя равен объему поршня каждого цилиндра, умноженному на количество цилиндров,
где = объем цилиндра двигателя, V = рабочий объем поршня
n = количество цилиндров.

Поршневые кольца: Это круглые кольца, которые закрывают зазоры между поршнем и цилиндром, их цель — предотвратить утечку газа и контролировать количество смазки, которое может достигать верхней части цилиндра.
Gudgeon -pin: Этот палец передает усилие от поршня на узкий конец шатуна, позволяя штоку качаться туда-сюда при вращении коленчатого вала.
Шатун: Он действует как распорка и как тяга. Он передает действующие на поршень линейные импульсы давления на шейку шатуна коленчатого вала, где они преобразуются в крутящее усилие.
Коленчатый вал: Простой коленчатый вал состоит из вала с круглым сечением, который изогнут или изогнут, образуя два перпендикулярных кривошипа и смещенную шейку шатуна.Отогнутая часть вала обеспечивает основные шейки. Коленчатый вал косвенно связан шатуном с поршнем — это позволяет преобразовать прямолинейное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала вокруг оси главной шейки.
Шапки коленчатого вала: Это цилиндрические штифты с высокой степенью обработки, обработанные параллельно как по центральным осям, так и по смещенным осям коленчатого вала. В собранном состоянии эти шейки вращаются в подшипниках скольжения втулочного типа, установленных в картере (главные шейки) и на одном конце шатуна (шейка шатуна).
Узкий конец: Это относится к шарнирному соединению, выполненному поршневым пальцем между поршнем и шатуном, так что шатун может свободно колебаться относительно оси цилиндра при его перемещении взад и вперед в цилиндре. .

Шатун: Это относится к соединению между шатуном и шейкой шатуна коленчатого вала, которое обеспечивает относительное угловое перемещение между двумя компонентами при вращении двигателя.
Главные концы: Это относится к парам трения, образованным между коренными шейками коленчатого вала и соответствующими подшипниками скольжения, установленными в картере.
Линия хода: Центральная траектория, по которой поршень вынужден следовать из-за ограничений цилиндра, известна как линия хода.
Внутренняя и внешняя мертвые точки: Когда кривошип и шатун выровнены по линии хода, поршень будет находиться в одном из двух крайних положений. Если поршень находится в наиболее близком положении к головке блока цилиндров, кривошип и поршень считаются находящимися во внутренней мертвой точке (IDC) или верхней мертвой точке (TDC). Когда поршень находится в самом дальнем от головки цилиндра положении, кривошип и поршень находятся во внешней мертвой точке (ODC) или нижней мертвой точке (BDC).Эти контрольные точки имеют большое значение для синхронизации между клапанами и коленчатым валом, а также для настроек зажигания или впрыска.
Зазорный объем: Пространство между головкой блока цилиндров и днищем поршня в ВМТ называется зазором или пространством камеры сгорания.

Ход кривошипа: Расстояние от центра главной шейки коленчатого вала до центра шейки шатуна известно как ход кривошипа. Эта радиальная длина влияет на рычаг, который давление газа, действующее на поршень, может оказывать при вращении коленчатого вала.
Ход поршня: Движение поршня от внутренней мертвой точки к внешней называется ходом поршня и соответствует повороту коленчатого вала на половину оборота или 180 °. Он также равен удвоенному ходу кривошипа.
т.е. L = 2R
где L = ход поршня
и R = ход кривошипа
Таким образом, длинный или короткий ход позволит приложить к коленчатому валу соответственно большое или малое вращающее усилие.
Диаметр цилиндра: Блок цилиндров изначально отлит с песчаными сердечниками, занимающими пространства цилиндров.После удаления песчаных кернов грубые отверстия обрабатываются однонаправленным режущим инструментом, прикрепленным радиально к концу вращающегося стержня. Удаление нежелательного металла в отверстии обычно называют расточкой цилиндра до нужного размера. Таким образом, готовое цилиндрическое отверстие называется отверстием цилиндра, а его внутренний диаметр просто диаметром или размером отверстия.

Двигатель четырехтактный с искровым зажиганием (бензин)
Бензиновые двигатели используют легковоспламеняющуюся смесь воздуха и бензина, которая воспламеняется синхронизированной искрой при сжатии заряда.Поэтому эти двигатели иногда называют двигателями с искровым зажиганием (S.I.). Эти двигатели требуют четырех тактов поршня для завершения одного цикла: такта впуска воздуха и топлива, движущегося наружу от головки блока цилиндров, движения внутрь к головке блока цилиндров, сжимающей заряд, такта мощности наружу и такта выхлопа внутрь.
Ход индукции
Впускной клапан открыт, а выпускной клапан закрыт. Поршень опускается, удаляясь от ГБЦ. Скорость поршня, движущегося по цилиндру, вызывает снижение или разрежение давления, которое достигает максимального значения около 0.Давление на 3 бара ниже атмосферного на одной трети от начала хода. Депрессия вызывает (всасывает) свежий заряд воздуха и распыленный бензин в пропорциях от 10 до 17 частей воздуха на одну часть бензина по весу.
Ход сжатия
И впускной, и выпускной клапаны закрыты. Поршень начинает подниматься к головке блока цилиндров. Индуцированный воздушно-бензиновый заряд постепенно сжимается до примерно от 1/8 до 1/10 первоначального объема цилиндра в крайнем внутреннем положении поршня.Это сжатие сжимает воздух и молекулы распыленного бензина ближе друг к другу и не только увеличивает давление наддува в цилиндре, но и повышает температуру.

Рабочий ход
Как впускной, так и выпускной клапаны закрыты, и непосредственно перед тем, как поршень приближается к верхней точке своего хода во время сжатия, свеча зажигания воспламеняет плотный горючий заряд. К тому времени, когда поршень достигает самой внутренней точки своего хода, зарядовая смесь начинает гореть, выделяет тепло и быстро повышает давление в цилиндре до тех пор, пока силы газа не превысят сопротивляющуюся нагрузку.Затем горящие газы расширяются и, таким образом, изменяют направление движения поршня и толкают его в крайнее крайнее положение. Затем давление в цилиндре падает с пикового значения около 60 бар при полной нагрузке до, возможно, 4 бар около крайнего движения поршня.

Ход выпуска
В конце рабочего хода впускной клапан остается закрытым, а выпускной — открытым. Поршень меняет направление движения и теперь перемещается из крайнего крайнего положения в крайнее внутреннее.Большая часть сгоревших газов будет вытеснена существующей энергией давления газа, но возвращающийся поршень вытолкнет последние отработавшие газы из цилиндра через порт выпускного клапана в атмосферу.

Рабочий объем: объем, смещаемый при перемещении поршня из ВМТ в НМТ, т. Е.
Среднее эффективное давление: это среднее давление внутри цилиндра на протяжении всего рабочего хода.
Крутящий момент двигателя: это вращающее усилие вокруг оси вращения коленчатого вала, равное произведению силы, действующей вдоль шатуна, на перпендикулярное расстояние между этой силой и центром вращения коленчатого вала, т.е.е.
Мощность двигателя: это скорость выполнения работы, которая может быть рассчитана на основе «указанной мощности» (i.p), то есть мощности, фактически развиваемой в цилиндре, или на основе тормозной мощности, измеренной на коленчатом валу. Тормозная мощность всегда меньше указанной мощности из-за потерь на трение и накачку в цилиндре, т.е.

Рабочий объем цилиндра двигателя: это сравнительный размер общего рабочего объема цилиндра, равный объему поршня каждого цилиндра, умноженному на рабочий объем.т.е.

Площадь поперечного сечения днища поршня влияет на силу, действующую на шатун, поскольку произведение площади поршня и среднего эффективного давления в цилиндре равно общему усилию поршня, т. Е.

Длина хода поршня влияет как на вращающее усилие, так и на угловую скорость коленчатого вала. Это связано с тем, что длина хода коленчатого вала определяет рычаг на коленчатом валу, а скорость поршня, деленная на удвоенный ход, равна скорости вращения коленчатого вала, т.е.е.

Степень сжатия: это отношение максимального объема цилиндра, когда поршень находится в крайнем крайнем положении, к тому, когда поршень находится в крайнем внутреннем положении, то есть

Тепловые двигатели обычно классифицируются по тепловым циклам, участвующим в процессе преобразования энергии, разница между которыми заключается в способе подачи и отвода тепла от рабочего тела в начале и в конце цикла. Все термические циклы включают в себя четыре стадии сжатия воздуха для повышения температуры и давления / объема, расширение воздуха для выполнения работы и снижение температуры / давления и, наконец, отказ от любого излишка тепла для возврата воздуха в исходное состояние. цикла.
Рис. 7, созданный Полаком, показывает четыре общих тепловых цикла, которые слева: Отто или постоянный объем, постоянное давление, дизельное топливо и смешанный. В четырехтактном, конечно, два оборота двигателя на цикл, и типичный график зависимости давления от времени показан на рис. 8 (левый вид), в то время как правый вид показывает тот же цикл на основе хода поршня, чтобы дать знакомая индикаторная диаграмма или рабочий график, связывающий давление и объем. Проделанная чистая работа — это разница между площадями верхней и нижней частей контуров, нижняя часть представляет собой насосную работу при заполнении двигателя воздухом, который может быть эффективно удален за счет наддува.В типичном двухтактном двигателе насосная работа в большинстве случаев выполняется нижней стороной поршня для создания давления в картере для продувки.

Реальные диаграммы индикаторов отличаются от теоретических идеалов, а острые углы становятся изогнутыми. На графике для тихоходного лабораторного двигателя на рис. 9 фактическая диаграмма (полная линия) сравнивается с идеальной (цепная линия). Построив график в логарифмическом масштабе, можно легко измерить показатели коэффициентов сжатия и расширения.Вместо идеализированного адиабатического расширения, для которого в этом примере r = 1,38, что отражает как эффекты потери тепла, так и тот факт, что воздух не является идеальным газом с термодинамической точки зрения.
Также можно отметить нагрев начальной воздушно-топливной смеси остаточными продуктами сгорания. Таким образом, чем выше степень сжатия, тем меньше остается объем таких продуктов выхлопа, и любые другие средства удаления этих продуктов выхлопа улучшают характеристики двигателя. Средняя высота индикаторной диаграммы представляет собой площадь, разделенную на ее ширину, и соответствует среднему эффективному давлению P двигателя на протяжении цикла сгорания, и ее использование устраняет необходимость обращаться к индикаторной диаграмме в последующих расчетах.Указанная мощность может быть выражена как ПЛАН, где A — площадь поршня, L — ход и скорость N; среднее эффективное давление тормозов получается путем умножения на механический КПД

Во время цикла Отто, рис.10, если температуры в точках a, b, c и d равны

можно показать, что КПД равен:

На ранней стадии проектирования двигателя для конкретного транспортного средства должна быть определена требуемая форма характеристики крутящий момент / скорость, определяемая такими факторами, как фазы газораспределения, размеры портов и клапанов, впускной и выпускной коллекторы и топливная система.На рис. 11 показаны относительные характеристики различных конструкций двигателей, основанные на новаторской работе Ricardo Plc по детонации. Кривая показывает, что разработчик может выбрать 2: 1 диапазон максимального крутящего момента-bmep и 4: 1 максимальных мощностей.

Прямая нагрузка на поршень из-за давления газа может быть рассчитана по индикаторной диаграмме, предпочтительно с использованием логарифмических шкал. Вертикальная нагрузка на шатун (давление газа, умноженное на площадь поршня) может быть затем сведена в таблицу для полного цикла сгорания на основании картера.Газовая нагрузка изменяется за счет инерционной нагрузки на возвратно-поступательные части. Инерция снижает максимальное сжимающее напряжение во время сгорания, но вызывает растягивающее напряжение в конце такта выпуска. Сила инерции может быть приблизительно равна:

Наряду с алгебраической суммой газовой и инерционной нагрузок на поршень, нагрузка на конец шатуна
Также увеличивается на компонент силы из-за его угловатости, рис. 12, который также создает боковое давление поршня на стенку цилиндра.Сила Q является максимальной при 90 ° и в целом равна:

Из-за частичного вращательного движения шатуна на него также действует значительная инерционная изгибающая сила на высокой скорости, приблизительно равная:

Комбинированный эффект этих сил состоит в создании модели колеблющихся напряжений, как показано на Рис. 13 для тихоходного лабораторного двигателя. Их важность также проявляется в сложных процедурах балансировки, необходимых для ограничения движения двигателя на его опорах и улучшения качества автомобиля.
Поскольку поршневой двигатель представляет собой высокоразвитый механизм, всегда имеет смысл обращаться к истории проектирования и разработки решений, поскольку часто возникает некоторое удивление по поводу того, сколько «новых» решений было опробовано ранее.

Потребность в более чем одном цилиндре: для увеличения мощности и крутящего момента, создаваемых двигателем, необходимо увеличить объем цилиндра, но увеличение размера одноцилиндрового двигателя до вдвое большего размера потребует многих трудностей. При сравнении двух одноцилиндровых двигателей, у одного из которых диаметр цилиндра и ход поршня в два раза больше, чем у другого: объем цилиндра равен произведению площади головки или днища поршня и его хода;
Площадь головки поршня; поэтому удвоение диаметра увеличит площадь в четыре раза.Кроме того, удвоение объема цилиндра пропорционально ходу поршня, поэтому увеличение хода поршня в два раза увеличивает его объем в два раза. Таким образом, в конечном итоге объем цилиндров увеличится в восемь раз. При одинаковом среднем эффективном давлении газа в цилиндре в обоих двигателях тяга поршня будет увеличиваться пропорционально площади головки поршня, поэтому удвоение диаметра цилиндра увеличит тягу поршня в четыре раза. Для данной скорости поршня и среднего эффективного давления газа мощность двигателя будет увеличиваться пропорционально квадрату диаметра цилиндра, поэтому удвоение диаметра цилиндра увеличивает мощность в четыре раза.И наоборот, объем и, следовательно, масса компонентов, совершающих возвратно-поступательное движение, будут увеличиваться пропорционально кубу их размеров, поэтому удвоение размеров поршня увеличит массу в восемь раз, поэтому максимальная скорость должна быть уменьшена.
При удвоении хода поршня для данной скорости коленчатого вала скорость поршня также будет удвоена; поэтому, чтобы поддерживать одинаковую скорость поршня для обоих двигателей, скорость коленчатого вала более крупного двигателя должна быть уменьшена вдвое.
Наконец, крутящий момент пропорционален усилию поршня и длине хода кривошипа; поэтому удвоение диаметра поршня и хода увеличивает усилие поршня в четыре раза и удваивает рычаг поворота кривошипа, следовательно, крутящий момент увеличится в восемь раз.

Разница между двигателями с искровым зажиганием и двигателями с воспламенением от сжатия (или бензиновыми и дизельными) заключается в способе подачи топлива в двигатель и его воспламенения. Такт сжатия сжимает только воздух, но не топливо. На такте зажигания (нет необходимости в искре, как в бензиновом двигателе) воздух сжимается до очень высокого давления, и это генерирует огромное тепло, которое затем воспламеняет топливо, которое впрыскивается в камеру сгорания в этот точный момент максимума. давление.Таким образом, дизельный двигатель имеет гораздо более высокую «степень сжатия», чем бензиновый двигатель (дизельные двигатели обычно 20 к 1, бензиновые двигатели обычно 9 к 1).
Как и четырехтактный бензиновый двигатель, двигатель с воспламенением от сжатия выполняет один цикл событий за два оборота коленчатого вала или четыре хода поршня. Четыре фазы этих тактов: i) подача свежего воздуха, ii) сжатие и нагрев этого воздуха, iii) впрыск топлива, его сгорание и расширение, и iv) выброс продуктов сгорания.

Ход впуска (Рис. 14a) При открытом впускном клапане и закрытом выпускном клапане поршень отходит от головки блока цилиндров. При движении наружу в цилиндре образуется депрессия, величина которой зависит от площадей поперечного сечения цилиндра и впускного отверстия, а также от скорости, с которой движется поршень. Разница давлений, устанавливаемая между внутренней и внешней частью цилиндра, заставляет воздух атмосферного давления входить в цилиндр и заполнять его.Максимальное разрежение, возможно, на 0,15 бар ниже атмосферного давления, будет происходить примерно на одной трети расстояния по ходу поршня наружу, в то время как общее среднее давление в цилиндре может составлять 0,1 бар или даже меньше.
Такт сжатия (Рис. 14b) При закрытых впускных и выпускных клапанах поршень движется к головке блока цилиндров. Воздух, заключенный в цилиндре, будет сжат в гораздо меньшее пространство от 1/12 до 1/24 от его первоначального объема. Типичное соотношение максимального и минимального объема наддувочного воздуха в цилиндре составляет 16: 1, но это во многом зависит от размера двигателя и расчетного диапазона скоростей.Во время такта сжатия объем нагнетаемого воздуха первоначально при атмосферном давлении и температуре уменьшается до тех пор, пока давление в цилиндре не поднимется до 30–50 бар. При сжатии воздуха выделяется тепло, которое увеличивает температуру заряда как минимум до 600 ° C при нормальных условиях работы.
Рабочий ход (Рис. 14c) Когда впускной и выпускной клапаны закрыты, а поршень почти в конце такта сжатия, дизельное топливо впрыскивается в плотный и нагретый воздух в виде струи под высоким давлением мелких частиц, которые быстро испаряются. и воспламеняются, быстро превращаясь в энергию давления.Затем следует расширение, отталкиваясь от головки блока цилиндров, заставляя поршневой конец шатуна опускаться, обеспечивая вращательное движение коленчатого вала
. Такт выпуска (Рис. 14d) Когда сжигание заряда почти завершено и поршень достиг крайнего крайнего положения, выпускной клапан открывается. Это внезапное открытие в конце рабочего такта выпускает еще горящие продукты сгорания в атмосферу. Энергия давления газов в этот момент ускорит их выход из цилиндра, и только ближе к концу обратного хода поршня он фактически догонит хвостовую часть выходящих газов.

Экономия топлива: различные двигатели сравниваются по их тепловому КПД, который представляет собой отношение произведенной полезной работы к общей поставленной энергии. Бензиновые двигатели могут иметь тепловой КПД от 20 до 30%. Соответствующие дизельные двигатели обычно имеют повышенный КПД от 30 до 40%.
Мощность и крутящий момент: новое поколение дизельных двигателей легковых автомобилей имеет конструктивные параметры, отличные от тех, которые использовались в прошлом для коммерческих автомобилей, и, как правило, не уступает по мощности аналогичным бензиновым двигателям.
Надежность: из-за особого процесса сгорания дизельные двигатели построены более прочно, имеют тенденцию к более низкой температуре и имеют только половину диапазона скоростей большинства бензиновых двигателей. Факторы s делают дизельный двигатель более надежным и значительно продлевают срок его службы по сравнению с бензиновым двигателем.
Загрязнение: дизельные двигатели имеют тенденцию становиться шумными и вибрировать на опорах при снижении рабочей нагрузки. В бензиновом двигателе сгорание происходит тише и плавнее, чем в дизельном.В бензиновом двигателе не используется шумное оборудование для впрыска, в отличие от дизельного двигателя. Продукты сгорания более заметны у дизельных двигателей. Сомнительно, что вреднее.
Безопасность: в отличие от бензина, дизельное топливо невоспламеняется при нормальной рабочей температуре, поэтому с ним не возникает опасности при обращении, а риск возгорания из-за несчастных случаев сводится к минимуму.
Стоимость: из-за тяжелой конструкции и оборудования для впрыска дизельные двигатели обычно дороже бензиновых, двигатели

Ниже приведены основные факторы, которые необходимо учитывать при сравнении двигателей разной кубатуры и разного количества цилиндров:
(a) Чем короче ход поршня, тем выше может быть частота вращения коленчатого вала для данной максимальной скорости поршня.
(b) Чем меньше цилиндр, тем легче будет поршень пропорционально размеру цилиндра, так что ограничивающие силы инерции позволят использовать более высокие скорости поршня.
(c) При одинаковом объеме цилиндров двигателя и максимальной скорости поршня многоцилиндровый двигатель будет производить больше мощности, чем одноцилиндровый.
(d) Одноцилиндровый двигатель, имеющий такую же площадь поршня, как сумма площадей поршней многоцилиндрового двигателя, будет развивать больший выходной крутящий момент.
(e) Чем меньше цилиндр, тем больше будет его отношение площади поверхности к объему, поэтому допустимы более высокие степени сжатия из-за улучшенного охлаждения цилиндра с последующим улучшением теплового КПД двигателя.
(f) Реакция на ускорение улучшается с увеличением количества цилиндров для данного общего объема. Это связано с более легкими возвратно-поступательными элементами и меньшей зависимостью от маховика, поэтому можно использовать маховик меньшего размера.
(g) По мере увеличения длины цилиндров и двигателя крутильные колебания становятся проблемой
(h) По мере увеличения количества цилиндров на преодоление торможения при вращении и возвратно-поступательном движении расходуется больше энергии.
(i) По мере увеличения числа цилиндров распределение смеси для карбюраторных двигателей становится более трудным
(j) По мере увеличения количества цилиндров стоимость дублирования компонентов становится все выше.
(k) По мере увеличения количества цилиндров частота импульсов мощности также увеличивается, поэтому выходная мощность становится более стабильной.
●
0. .

ТАКТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ — это… Что такое ТАКТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ?

Смотреть что такое «ТАКТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ» в других словарях:

Принцип работы ДВС. Рабочие такты двигателя

Что называется тактом в работе двигателя?

Что такое рабочий цикл двигателя

Что такое мертвые точки и такты ДВС

Как работает четырехтактный двигатель

Особенности работы двухтактных моторов

TheSenyaDit › Блог › Принцип работы ДВС. Рабочие циклы двигателя (Изучаем вместе)

Что такое рабочий цикл двигателя автомобиля

Рабочий цикл ДВС: что нужно знать

Как работает четырехтактный бензиновый двигатель

Работа четырехтактного дизельного ДВС

Синхронная работа нескольких цилиндров

Рабочий цикл двигателя

Двигатель внутреннего сгорания. Устройство и принцип работы.

Что такое двигатель внутреннего сгорания автомобиля и его особенности?

Какие есть двигателя внутреннего сгорания? Классификация двигателей внутреннего сгорания.

Поршневые

Роторно-Поршневые

Газотурбинные

Дизельные

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Принцип работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания

Принцип работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания

«Двигатель внутреннего сгорания». 8-й класс

Двигатель внутреннего сгорания | Физика

Такты работы ДВС — презентация онлайн

1. Тема 4. Такты работы ДВС (часть 1)

2. Вопросы: 1. Процесс газообмена: выпуск и впуск 2. Сжатие

4 такта работы двигателя внутреннего сгорания | Гидравлика и пневматика

Элементы конструкции ДВС

Цикл работы двигателя

Такт 1

Такт 2

Такт 3

Такт 4

Количество поршней

Ступени двигателя внутреннего сгорания

Двигатели внутреннего сгорания

Шон Кэссиди

Представлено как курсовая работа для Ph340, Стэнфордский университет, осень 2016 г.

Введение

Двигатель с искровым зажиганием

Газотурбинный двигатель

Заключение

Список литературы

Термодинамика

Глава 3d — Первый закон — Закрытые системы

Глава 3: Первый закон термодинамики для Закрытые системы

г) Цикл Отто стандарта воздуха (искровое зажигание) Двигатель

циклов двигателя внутреннего сгорания | SpringerLink

Abstract

Ключевые слова

Предварительный просмотр

Список литературы

Рекомендуемая литература

Информация об авторских правах

Авторы и аффилированные лица

Рабочие циклы двигателя внутреннего сгорания

Добавить комментарий Отменить ответ