Двигатель внутреннего сгорания – это такой тип мотора, у которого топливо воспламеняется в рабочей камере внутри, а не в дополнительных внешних носителях. ДВС преобразует давление от сгорания топлива в механическую работу.

Из истории

Первый ДВС являлся силовым агрегатом Де Риваза, по имени его создателя Франсуа де Риваза, родом из Франции, который сконструировал его в 1807 году.

В этом двигателе уже было искровое зажигание, он был шатунный, с поршневой системой, то есть, это своего рода прообраз современных моторов.

Спустя 57 лет соотечественник де Риваза Этьен Ленуар изобрел уже двухтактный агрегат. Этот агрегат имел горизонтальное расположение своего единственного цилиндра, наличествовал искровым зажиганием и работал на смеси светильного газа с воздухом. Работы двигателя внутреннего сгорания в то время хватало уже на малогабаритные лодки.

Еще через 3 года конкурентом стал немец Николаус Отто, детищем которого стал уже четырехтактный атмосферный мотор с вертикальным цилиндром. КПД в данном случае увеличился на 11%, в отличие от кпд двигателя внутреннего сгорания Риваза, он стал 15-процентным.

Чуть позже, в 80-х годах этого же столетия, российский конструктор Огнеслав Костович впервые запустил агрегат карбюраторного типа, а инженеры из Германии Даймлер и Майбах усовершенствовали его в облегченный вид, который стал устанавливаться на мото- и автотехнике.

В 1897 году Рудольф Дизель выводит в свет ДВС по типу воспламенения от сжатия, используя нефть в качестве топлива. Этот вид двигателя стал родоначальником дизельных моторов, использующихся по настоящее время.

Виды двигателей

• Бензиновые моторы карбюраторного типа работают от топлива, смешанного с воздухом. Смесь эта предварительно подготавливается в карбюраторе, далее поступает в цилиндр. В нем смесь сжимается, воспламеняется искрой от свечи зажигания.
• Инжекторные двигатели отличаются тем, что смесь подается напрямую от форсунок во впускной коллектор. У этого вида имеются две системы впрыска – моновпрыск и распределенный впрыск.
• В дизельном моторе воспламенение происходит без свечей зажигания. В цилиндре данной системы находится воздух, разогретый до температуры, которая превышает температуру воспламенения топлива. В этот воздух через форсунку подается топливо, и вся смесь воспламеняется по образу факела.
• Газовый ДВС имеет принцип теплового цикла, топливом может являться как природный газ, так и углеводородный. Газ поступает в редуктор, где давление его стабилизируется в рабочее. Затем попадает в смеситель, а в итоге воспламеняется в цилиндре.
• Газодизельные ДВС работают по принципу газовых, только в отличие от них, смесь воспламеняется не свечой, а дизельным топливом, впрыск которого происходит также, как и у обычного дизельного мотора.
• Роторно-поршневые типы двигателей внутреннего сгорания принципиально отличаются от остальных наличием ротора, который вращается в камере, имеющей форму восьмерки. Чтобы понять, что такое ротор, нужно усвоить, что в данном случае ротор выполняет роль поршня, ГРМ и коленчатого вала, то есть специальный механизм ГРМ здесь полностью отсутствует. При одном обороте происходит сразу три рабочих цикла, что сравнимо с работой двигателя с шестью цилиндрами.

Принцип работы

В настоящее время преобладает четырехтактный принцип работы двигателя внутреннего сгорания. Это объясняется тем, что поршень в цилиндре проходит четыре раза – вверх и вниз одинаково по два.

Как работает двигатель внутреннего сгорания:

1. Первый такт – поршень при движении вниз втягивает топливную смесь. При этом клапан впуска находится в открытом виде.
2. После достижения поршнем нижнего уровня, он двигается вверх, сжимая горючую смесь, которая, в свою очередь, принимает объем камеры сгорания. Этот этап, включенный в принцип работы двигателя внутреннего сгорания, является вторым по счету. Клапаны, при этом, находятся в закрытом виде, и чем плотнее, тем качественнее происходит сжатие.
3. В третий такт включается система зажигания, так как здесь происходит воспламенение топливной смеси. В назначении работы двигателя он называется «рабочим», так как при этом начинается процесс привода в работу агрегата. Поршень от взрыва топлива начинает движение вниз. Как и во втором такте, клапаны находятся в закрытом состоянии.
4. Завершающий такт – четвертый, выпускной, который дает понять, что такое завершение полного цикла. Поршень через выпускной клапан избавляется от отработавших газов цилиндра. Затем все циклически повторяется снова, понять, как работает двигатель внутреннего сгорания, можно представив цикличность работы часов.

Устройство ДВС

Устройство двигателя внутреннего сгорания логично рассматривать с поршня, так как он является основным элементом работы. Он представляет собой своеобразный «стакан» с пустой полостью внутри.

Поршень имеет прорези, в которых фиксируются кольца. Отвечают эти самые кольца за то, чтобы горючая смесь не выходила под поршень (компрессионное), а так же за то, чтобы масло не попадало в пространство над самим поршнем (маслосъемное).

Порядок работы

• При попадании внутрь цилиндра топливной смеси, поршень проходит четыре вышеописанных такта, и возвратно-поступательное движение поршня приводит в движение вал.
• Дальнейший порядок работы двигателя следующий: верхняя часть шатуна закреплена на пальце, который находится внутри юбки поршня. Кривошип коленвала фиксирует шатун. Поршень, при движении, вращает коленвал и последний, в свое время, передает крутящий момент системе трансмиссии, оттуда на систему шестерен и далее к ведущим колесам. В устройстве двигателей автомобилей с задним приводом посредником до колес выступает еще и карданный вал.

Конструкция ДВС

Газораспределительный механизм (ГРМ) в устройстве двигателя внутреннего сгорания отвечает за впрыск топлива, а так же за выпуск газов.

Механизм ГРМ состоит из верхнеклапанного и нижнеклапанного, может быть двух видов – ременной или цепной.

Шатун чаще всего изготавливается из стали путем штамповки или ковки. Есть виды шатунов, изготовленные из титана. Шатун передает усилия поршня коленвалу.

Коленвал из чугуна или из стали представляет собой набор коренных и шатунных шеек. Внутри этих шеек есть отверстия, отвечающие за подачу масла под давлением.

Принцип работы кривошипно-шатунного механизма в двигателях внутреннего сгорания заключается в преобразовании движений поршня в движения коленвала.

Головка блока цилиндров (ГБЦ), большинства двигателей внутреннего сгорания, как и блок цилиндров, чаще всего изготавливается из чугуна и реже из различных сплавов алюминия. В ГБЦ находятся камеры сгорания, каналы впуска – выпуска, отверстия свечей. Между блоком цилиндров и ГБЦ находится прокладка, обеспечивающая полную герметичность их соединения.

В систему смазки, которую включает в себя двигатель внутреннего сгорания, входит поддон картера, маслозаборник, маслонасос, масляный фильтр и масляный радиатор. Все это соединено каналами и сложными магистралями. Система смазки отвечает не только за уменьшения трения между деталями мотора, но и за их охлаждение, а также за уменьшение коррозии и износа, увеличивает ресурс ДВС.

Устройство двигателя, в зависимости от его вида, типа, страны изготовителя, может быть чем-либо дополнено или, напротив, могут отсутствовать какие-то элементы ввиду устаревания отдельных моделей, но общее устройство двигателя остается неизменным так же, как и стандартный принцип работы двигателя внутреннего сгорания.

Дополнительные агрегаты

Само собой, двигатель внутреннего сгорания не может существовать как отдельный орган без дополнительных агрегатов, обеспечивающих его работу. Система запуска раскручивает мотор, приводит его в рабочее состояние. Существуют разные принципы работы запуска в зависимости от типа мотора: стартерный, пневматический и мускульный.

Трансмиссия позволяет развить мощность при узком диапазоне оборотов. Система питания обеспечивает ДВС двигатель малым электричеством. В нее входит аккумуляторная батарея и генератор, обеспечивающий постоянный поток электричества и заряд АКБ.

Выхлопная система обеспечивает выпуск газов. В любое устройство двигателя автомобиля входят: выпускной коллектор, который собирает газы в единую трубу, каталитический конвертер, который снижает токсичность газов путем восстановления оксида азота и использует образовавшийся кислород, чтобы дожечь вредные вещества.

Глушитель в этой системе служит для того, чтобы уменьшить выходящий из мотора шум. Двигатели внутреннего сгорания современных автомобилей должны соответствовать установленным законом нормам.

Тип топлива

Следует помнить и об октановом числе топлива, которое используют двигатели внутреннего сгорания разных типов.

Чем выше октановое число топлива – тем больше степень сжатия, что приводит к увеличению коэффициента полезного действия двигателя внутреннего сгорания.

Но существуют и такие двигатели, для которых увеличение октанового числа выше положенного заводом изготовителем, приведет к преждевременной поломке. Это может произойти путем прогорания поршней, разрушения колец, закопченности камер сгорания.

Заводом предусмотрено свое минимальное и максимальное октановое число, которое требует двигатель внутреннего сгорания.

Тюнинг

Любители увеличить мощность работы двигателей внутреннего сгорания зачастую устанавливают (если это не предусмотрено заводом изготовителем) различного рода турбины или компрессоры.

Компрессор на холостых оборотах выдает небольшую мощность, при этом держит стабильные обороты. Турбина же, наоборот, выжимает максимальную мощность при ее включении.

Установка тех или иных агрегатов требует консультации с мастерами, имеющими опыт работы в узком направлении, поскольку ремонт, замена агрегатов, или же дополнение двигателя внутреннего сгорания дополнительными опциями – это отклонение от назначения работы двигателя и уменьшают ресурс ДВС, а неправильные действия могут привести к необратимым последствиям, то есть работа двигателя внутреннего сгорания может быть навсегда окончена.

Двигатель внутреннего сгорания: принцип работы и устройство

Сердцем любого автомобиля является двигатель внутреннего сгорания. Он отличается тем, что топливная смесь у него воспламеняется и горит внутри цилиндра. Принцип его работы основывается на том, что газы расширяются, когда происходит горение. Давайте немного рассмотрим работу бензинового и дизельного агрегатов и некоторые их циклы.

Рабочий цикл мотора – это несколько процессов, которые выполняются друг за другом с соблюдением строгого временного периода. Этот цикл протекает во всех цилиндрах, которые имеются в агрегате, и обеспечивает процесс, когда энергия тепла превращается в механическое движение. Когда цикл проходит за два движения рабочего поршня, то это равняется одному обороту коленчатого вала. Тогда можно с уверенностью утверждать, что агрегат является двухтактным.

Автомобильные моторы выполняют свою работу, следуя строго своим циклам. Каждый из них — это четыре отдельных такта. Последние укладывается за два полноценных валовых оборота, что равно четырем поршневым ходам. Другими словами, двигатель является четырехтактным.

Каждый из четырех тактов имеет свое название. Первым идет впуск. Вторым — сжатие. Третьим — расширение. Четвертым — выпуск. Самые предельные положения поршня, то есть когда он максимально либо отдален от вала, либо приближен к нему, именуются как верхняя и нижняя точки предела.

Пока вал выполняет первую половину одного оборота, поршень смещается в самую нижнюю часть. В этот момент полностью открывается впускной клапан. Клапан для выпуска пока остается плотно закупоренным. Это приводит к образованию разряжения внутри цилиндра. Из-за этого энергетическая воздушно-бензиновая смесь попадает внутрь цилиндра через тот же впуск. Там она смешивается с теми газовыми остатками, которые уже отработаны. Получается смесь, подходящая для работы.

Когда полость цилиндра до отказа заполнен воспламеняющейся смесью, поршень, вращаясь, смещается вверх до максимума. Все клапаны остаются плотно закрытыми. Объем смеси постепенно уменьшается, а вот ее температурное значение и давление наоборот становятся выше.

Когда такт подходит к своему завершению, происходит возгорание смеси. Для этого используется электрическая искра от свечей зажигания. Итак, смесь загорается и быстро выгорает. Это приводит к тому, что температурное значение и давление из-за образования газов значительно увеличиваются. Поршень же при этом сдвигается в самый низ до минимума. Когда происходит расширение, шатун, который соединен с поршнем шарнирами, выполняет довольно сложное движение.

Когда газы расширяются, он выполняют полезное действие. Поэтому вращение поршня на третьем валовом полуобороте именуется рабочим ходом. В конце данного процесса, когда поршень уходит в низ до самого минимума. Из-за этого значительно падают температурные показатели и, конечно, давление.

На четвертом валовом полуобороте поршень смещается до самого верхнего максимума. Именно через выпускной клапан все продукты горения вытесняются из цилиндровой внутренности. Для этого имеется специальный газоотвод.

Если говорить о дизельных агрегатах, то у них на в цилиндр запускается не смесь, а чистый кислород. Когда начинается сжатие, воздух нагревается до шестисот градусов по Цельсию. На конечном тактовом этапе в цилиндр поступает совсем немного дизеля. Именно он и воспламеняется.

Когда же поршень опускается до самой нижней точки из-за образовавшегося разряжения, то из фильтра для воздуха внутрь цилиндра подается кислород. При этом впуск должен быть отрытым.

Теперь поршень начинает двигаться вверх до самого максимума. При этом все клапаны плотно закупориваются. Это приводит к тому, что воздушная масса начинает сильно сжиматься. Чтобы произошло возгорание топлива, нужно чтобы температура воздуха была выше, чем та, при которой может само воспламеняться. Используются форсунки и топливный насос.

На конечном этапе сжимания запускается дизель. Он перемешивается с кислородом, который нагрет до предела, и загорается. Начинает процесс активного горения, что становится причиной значительного увеличения температуры и давления в цилиндре. Газы заставляют поршень смещаться в низ, то есть выполнять свою прямую обязанность — рабочий ход. И как раз теперь давление и температура смеси в цилиндре идут на спад.

На следующем этапе поршень снова подымается к верхней точке. Давление и температура снижаются до стабильной нормы. Когда процесс выпуска будет закончен, весь процесс вращения вала снова повторяется. Рабочая последовательность остается той же.

Один из самых технологичных двигателей: W16, 1500л.с. для Bugatti Chiron

Все современные машины обычно оборудуют многоцилиндровыми агрегатами. Чтобы такой мотор совершал свой рабочий процесс равномерно, расширяющие такты должны проходить через одинаковые поворотные углы вала.

Устройство и принцип работы двигателя внутреннего сгорания

9. Карбюраторные двигатели

10. История создания карбюраторного двигателя

11. Применение карбюраторных двигателей

устройство, работа, КПД :: SYL.ru

В подавляющем большинстве автомобилей используются в качестве топлива для двигателей производные нефти. При сгорании этих веществ выделяются газы. В замкнутом пространстве они создают давление. Сложный механизм воспринимает эти нагрузки и трансформирует их сначала в поступательное движение, а затем — во вращательное. На этом основан принцип работы двигателя внутреннего сгорания. Далее вращение уже передается на ведущие колеса.

Поршневой двигатель

В чем преимущество такого механизма? Что дал новый принцип работы двигателя внутреннего сгорания? В настоящее время им оборудуются не только автомобили, но и сельскохозяйственный и погрузочный транспорт, локомотивы поездов, мотоциклы, мопеды, скутера. Двигатели такого типа устанавливаются на военной технике: танках, бронетранспортерах, вертолетах, катерах. Еще можно вспомнить о бензопилах, косилках, мотопомпах, генераторных подстанциях и другом мобильном оборудовании, в котором используется для работы дизельное топливо, бензин или газовая смесь.

До изобретения принципа внутреннего сгорания топливо, чаще твердое (уголь, дрова), сжигалось в отдельной камере. Для этого применялся котел, который грел воду. В качестве первоисточника движущей силы использовался пар. Такие механизмы были массивными и габаритными. Ими оборудовались локомотивы паровозов и теплоходы. Изобретение двигателя внутреннего сгорания дало возможность в разы уменьшить габариты механизмов.

Система

При работе двигателя постоянно происходит ряд цикличных процессов. Они должны быть стабильными и проходить за строго определенный промежуток времени. Это условие обеспечивает бесперебойную работу всех систем.

У дизельных двигателей топливо предварительно не подготавливается. Система подачи топлива доставляет его из бака, и оно подается под высоким давлением в цилиндры. Бензин же по пути предварительно смешивается с воздухом.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания таков, что система зажигания воспламеняет эту смесь, а кривошипно-шатунный механизм принимает, трансформирует и передает энергию газов на трансмиссию. Газораспределительная система выпускает из цилиндров продукты горения и выводит их за пределы транспортного средства. Попутно снижается звук выхлопа.

Система смазки обеспечивает возможность вращения подвижных узлов. Тем не менее трущиеся поверхности нагреваются. Система охлаждения следит за тем, чтобы температура не выходила за пределы допустимых значений. Хотя все процессы происходят в автоматическом режиме, за ними все же необходимо наблюдать. Это обеспечивает система управления. Она передает данные на пульт в кабину водителя.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Достаточно сложный механизм должен иметь корпус. В нем монтируются основные узлы и агрегаты. Дополнительное оборудование для систем, обеспечивающих нормальную его работу, размещается поблизости и монтируется на съемных креплениях.

В блоке цилиндров располагается кривошипно-шатунный механизм. Основная нагрузка от сгоревших газов топлива передается на поршень. Он шатуном соединен с коленчатым валом, который преобразует поступательное движение во вращательное.

Также в блоке размещается цилиндр. По его внутренней плоскости перемещается поршень. На нем прорезаны канавки, в которых помещаются уплотнительные кольца. Это необходимо для минимизации зазора между плоскостями и создания компрессии.

Сверху к корпусу крепится головка блока цилиндров. В ней монтируется газораспределительный механизм. Он состоит из вала с эксцентриками, коромысел и клапанов. Их поочередное открытие и закрытие обеспечивают впуск топлива внутрь цилиндра и выпуск затем отработанных продуктов горения.

К низу корпуса монтируется поддон блока цилиндров. Туда стекает масло после того, как оно смажет трущиеся соединения деталей узлов и механизмов. Внутри двигателя еще расположены каналы, по которым циркулирует охлаждающая жидкость.

Принцип работы ДВС

Суть процесса заключается в преобразовании одного вида энергии в другой. Это происходит при сжигании топлива в замкнутом пространстве цилиндра двигателя. Выделяющиеся при этом газы расширяются, и внутри рабочего пространства создается избыточное давление. Его воспринимает поршень. Он может двигаться вверх-вниз. Поршень посредством шатуна соединен с коленчатым валом. По сути это главные детали кривошипно-шатунного механизма – основного узла, отвечающего за преобразование химической энергии топлива во вращательное движение вала.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания основан на поочередной смене циклов. При поступательном движении поршня вниз совершается работа – на определенный угол проворачивается коленчатый вал. На одном его конце закреплен массивный маховик. Получив ускорение, он по инерции продолжает движение, и это еще проворачивает коленчатый вал. Теперь шатун толкает поршень вверх. Он занимает рабочее положение и снова готов принять на себя энергию воспламененного топлива.

Особенности

Принцип работы ДВС легковых автомобилей чаще всего основан на преобразовании энергии сгораемого бензина. Грузовики, трактора и специальная техника оборудуются в основном дизельными двигателями. Еще в качестве топлива может использоваться сжиженный газ. Дизельные двигатели не имеют системы зажигания. Воспламенение топлива происходит от создаваемого давления в рабочей камере цилиндра.

Рабочий цикл может осуществляться за один или два оборота коленчатого вала. В первом случае происходит четыре такта: впуск топлива и его воспламенение, рабочий ход, сжатие, выпуск отработанных газов. Двухтактный двигатель внутреннего сгорания полный цикл осуществляет за один оборот коленчатого вала. При этом за один такт происходит впуск топлива и его сжатие, а на втором – воспламенение, рабочий ход и выпуск отработанных газов. Роль газораспределительного механизма в двигателях такого типа играет поршень. Двигаясь вверх-вниз, он поочередно открывает окна впуска топлива и выпуска отработанных газов.

Кроме поршневых ДВС существуют еще турбинные, реактивные и комбинированные двигатели внутреннего сгорания. Преобразование в них энергии топлива в поступательное движение транспортного средства осуществляется по другим принципам. Устройство двигателя и вспомогательных систем также существенно отличается.

Потери

Несмотря на то что ДВС отличается надежностью и стабильностью работы, его эффективность недостаточно высока, как это может показаться на первый взгляд. В математическом измерении КПД двигателя внутреннего сгорания составляет в среднем 30-45 %. Это говорит о том, что большая часть энергии сгораемого топлива расходуется вхолостую.

КПД лучших бензиновых двигателей может составлять лишь 30 %. И только массивные экономные дизели, у которых много дополнительных механизмов и систем, могут эффективно преобразовать до 45 % энергии топлива в пересчете на мощность и полезную работу.

Устройство двигателя внутреннего сгорания не может исключить потери. Часть топлива не успевает сгорать и уходит с отработанными газами. Другая статья потерь – это расход энергии на преодоление различного рода сопротивлений при трении сопряженных поверхностей деталей узлов и механизмов. И еще какая-то часть ее тратится на приведение в действие систем двигателя, обеспечивающих его нормальную и бесперебойную работу.

Двигатель внутреннего сгорания. | Презентация к уроку на тему:

Слайд 1

Слайд 3

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) Классификация: по назначению: – транспортные, устанавливаются на автомобилях. — стационарные – на стационарных силовых установках (миксер-бетономешалка, компрессорная установка. по рабочему циклу: – 4-х тактные — 2-х тактные (маломощные: мопеды, мотоциклы )

Слайд 4

по способу смесеобразования: — с внешним смесеобразованием (карбюраторные, инжекторные ) — с внутренним смесеобразованием (в дизели – топливо впрыскивается в цилиндр двигателя) по способу воспламенения рабочей смеси: — от электрической искры (бензиновые, на газовом топливе) — с воспламенением под воздействием высокой температуры, возникающей при сильном сжатии рабочей смеси (дизели)

Слайд 5

по виду топлива: — жидкое топливо: — легкие сорта (бензины, керосины, спирты) — тяжелые сорта (дизельное топливо) По числу цилиндров По расположению цилиндров: — рядные (с вертикальным расположением цилиндров) — V -образные (цилиндры под углом 90 градусов) — оппозитные (цилиндры под углом 180 градусов)

Слайд 7

По способу наполнения цилиндров свежим зарядом: — атмосферные — с наддувом По способу охлаждения: — отвод тепла осуществляется при помощи охлаждающей жидкости — путем обдува цилиндров воздухом.

Слайд 8

Общее устройство ДВС Двигатель внутреннего сгорания состоит из: — 2-х механизмов: — кривошипно-шатунный механизм (КШМ) — газораспределительный механизм (ГРМ) — 5-и систем: — система питания (включает систему выпуска отработавших газов) — система смазки (включает систему рециркуляции и вентиляции картерных газов) — система охлаждения (включает систему предпускового подогрева) — система зажигания (отсутствует у дизелей) — система пуска

Слайд 9

КШМ — предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала двигателя. В ДВС еще воспринимает давление газов в процессе их расширения. Принцип действия КШМ Поршень под действием давления газов совершает поступательное движение в сторону коленчатого вала. С помощью кинематических пар: поршень – шатун и шатун – вал поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала . Детали КШМ делятся на подвижные и неподвижные: Подвижные: поршни, поршневые кольца, поршневые пальцы, шатуны, коленчатый вал, маховик. Неподвижные: Блок цилиндров, головка блока цилиндров ГБЦ, картер, поддон картера.

Слайд 11

ГРМ – служит для своевременного впуска в цилиндры двигателя горючей смеси и выпуска отработавших газов. Служит для своевременного открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов. Состоит из: Тарельчатый клапан : тарелка, стержень. Направляющая втулка, седло . Распределительный вал (или несколько) Привод распределительного вала Привод клапанных механизмов. С верхним расположением распределительного вала: пружины клапана, рычаг клапана. С нижним … ось коромысел, коромысла, штанги (толкатели), пружины клапанов.

Слайд 15

Система питания карбюраторного двигателя – служит для приготовления горючей смеси вне цилиндров двигателя и подачи её в цилиндры двигателя. Состроит: топливный бак, фильтры грубой и тонкой очистки топлива, топливопроводы , топливный насос, карбюратор, воздушный фильтр, впускной коллектор. Система выпуска отработавших газов является частью системы питания. Состоит: Выпускной коллектор, выхлопная труба, резонатор, глушитель.

Слайд 17

Система смазки — служит для подачи масла для смазки и охлаждения подшипников и других трущихся деталей двигателя . Состоит: насос с маслоприемником , фильтр очитки масла, масляные магистрали (каналы и трубопроводы), масляный радиатор, детали системы вентиляции картера двигателя.

Слайд 20

Система охлаждения – предназначена для отвода излишней теплоты и поддержания температурного режима в пределах 80 -95 градусов. Жидкостная система охлаждения — состоит из рубашки охлаждения, насоса охлаждающей жидкости, термостата, радиатора, вентилятора, расширительного бачка, патрубков системы охлаждения, клапана. Рубашка охлаждения – полость, огибающая части двигателя, требующие охлаждения. Насос охлаждающей жидкости – служит для принудительной циркуляции охлаждающей жидкости по системе охлаждения .

Слайд 22

Термостат – служит для поддержания рабочей температуры. Он перенаправляет охлаждающую жидкость по малому кругу, в обход радиатора, если температура не достигла рабочей. Радиатор — служит для отвода тепла в атмосферу за счет набегающего потока воздуха. Вентилятор — создает дополнительный поток воздуха для обдува радиатора. Расширительный бачок — содержит запас охлаждающей жидкости. Система охлаждения имеет клапан , который создает небольшое давление в системе для увеличения температуры кипения (около 110 градусов). Клапан находится в крышке радиатора или расширительного бачка.

Слайд 23

Воздушная система охлаждения состоит из ребер охлаждения и вентилятора (если с принудительным приводом)

Слайд 24

Система зажигания – обеспечивает появление, в нужный момент, электрической искры, воспламеняющей рабочую смесь. Является частью общей системы электрооборудования. У дизельных двигателей система зажигания отсутствует. Воспламенение происходит под воздействием высокой температуры рабочей смеси в результате сильного сжатия рабочей смеси.

Слайд 26

Система пуска – служит для обеспечения пуска двигателя. Если двигатель находится в неподвижном состоянии, его нужно раскрутить воздействием внешней силы или источника энергии. Мускульная сила (тросик, веревочный стартер), (на мотоциклах есть рычаг – кикстартер ) Электростартер Вспомогательный ДВС (пусковой двигатель) Буксировка (кроме АКПП)

Слайд 28

Основные параметры двигателя — мертвые точки – крайние положения поршня в цилиндре двигателя, в которых поршень меняет направление своего движения. Их две: верхняя — ВМТ , нижняя – НМТ — Ход поршня – путь, который проходит поршень от одной до другой мертвой точки — Рабочий цикл двигателя – совокупность процессов, при которых тепловая энергия превращается в механическую работу. — Такт – часть рабочего цикла, который происходит за один ход поршня

Слайд 30

— Объем камеры сгорания – пространство над поршнем, при нахождении поршня в ВМТ — Рабочий объем цилиндра – пространство, освобождаемое поршнем при движении от ВМТ к НМТ — П олный объем цилиндра – сумма объема камеры сгорания и рабочего объема цилиндра — Р абочий объем двигателя – сумма рабочих объемов всех цилиндров двигателя — Степень сжатия – отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания (показывает, во сколько раз сжимается рабочая смесь в цилиндре двигателя)

Слайд 31

Увеличение степени сжатия влечет: — увеличение октанового числа бензина — увеличивается мощность — уменьшается расход топлива — увеличение надежности и стоимости деталей КШМ Октановое число – показатель характеризующий детонационную стойкость бензина Детонация – характерный стук или «звон» двигателя Детона́ция (от фр. détoner — «взрываться» и лат. detonare — «греметь»

Слайд 33

Продолжение следует!

Диаграмма давление-объем (pV) и как работа выполняется в ДВС — x-engineer.org

Двигатель внутреннего сгорания — это тепловой двигатель . Принцип его работы основан на изменении давления и объема внутри цилиндров двигателя. Все тепловые двигатели характеризуются диаграммой давление-объем , также известной как диаграмма pV , которая в основном показывает изменение давления в цилиндре в зависимости от его объема для полного цикла двигателя.

Кроме того, работа , производимая двигателем внутреннего сгорания, напрямую зависит от изменения давления и объема внутри цилиндра.

К концу этого руководства читатель должен уметь:

• понять значение диаграммы pV
• как нарисовать диаграмму pV для 4-тактного двигателя внутреннего сгорания
• при впуске и выпуске клапаны приводятся в действие во время цикла двигателя
• , когда зажигание / впрыск производится во время цикла двигателя
• как работа производится двигателем внутреннего сгорания
• какая разница между указанным и тормозом
• каков механический КПД двигателя

Давайте начнем с рассмотрения pV-диаграммы четырехтактного атмосферного двигателя внутреннего сгорания.

Изображение: График давление-объем (pV) для типичного 4-тактного ДВС

, где:

S — ход поршня
V _c — зазорный объем
V _d — смещенный (рабочий) объем
p ₀ — атмосферное давление
W — работа
ВМТ — верхняя мертвая точка
НМТ — нижняя мертвая точка
IV — впускной клапан
EV — выпускной клапан
IVO — открытие впускного клапана
IVC — закрытие впускного клапана
EVO — открытие выпускного клапана
EVC — закрытие выпускного клапана
IGN (INJ) — зажигание (впрыск)

Диаграмма давление-объем (pV) построена путем измерения давления внутри цилиндра и нанесения его значения в зависимости от угла поворота коленчатого вала на протяжении всего цикл двигателя (720 °).

Давайте посмотрим, что происходит в цилиндре во время каждого хода поршня, как изменяются давление и объем внутри цилиндра.

Обратите внимание, что синхронизация впускных и выпускных клапанов имеет опережение и задержку относительно положения поршня. Например, впускной клапан открывается во время такта выпуска поршня и закрывается во время такта сжатия. В то же время, когда начинается такт впуска, выпускной клапан еще некоторое время открыт.Открытие выпускного клапана происходит до завершения рабочего хода.

ВПУСК (a-b)

Цикл двигателя начинается в точке a . Впускной клапан уже открыт, и поршень движется от ВМТ к НМТ. Объем постоянно увеличивается по мере того, как поршень перемещается по длине хода. Максимальный объем достигается, когда поршень находится в НМТ. Давление ниже атмосферного на протяжении всего хода, потому что движение поршня создает объем, а воздух втягивается внутрь цилиндра из-за эффекта вакуума.

СЖАТИЕ (b-c)

После того, как поршень прошел НМТ, начинается такт сжатия. В этой фазе объем начинает уменьшаться, а давление увеличиваться. Требуется некоторое время, пока давление в цилиндре не превысит атмосферное, чтобы впускной клапан оставался открытым даже после того, как поршень пройдет НМТ. По мере того, как поршень приближается к ВМТ, давление постепенно увеличивается. Примерно за 25 ° до ВМТ срабатывает зажигание, и давление быстро повышается до максимального.

МОЩНОСТЬ (c-e)

После события зажигания / впрыска давление в цилиндре резко повышается, пока не достигнет максимальных значений p _max . Значение максимального давления зависит от типа двигателя, на каком топливе он используется. Для типичного двигателя легкового автомобиля максимальное давление в цилиндре может составлять около 120 бар (бензин) или 180 бар (дизель). Рабочий ход начинается, когда поршень движется от ВМТ к НМТ. Высокое давление в цилиндре толкает поршень, поэтому объем увеличивается, а давление начинает постепенно падать.

ВЫХЛОП (e-a)

После рабочего хода поршень снова находится в НМТ. Объем в цилиндре снова на максимальном значении, а давление около минимального (атмосферное давление). Поршень начинает двигаться в сторону ВМТ и выталкивает сгоревшие газы из цилиндра.

Как видите, давление и объем внутри цилиндров двигателя постоянно меняются. Мы увидим, что работа, производимая ДВС, зависит от изменений давления и объема.

Работа Вт [Дж] — это произведение между силой F [Н] , которая толкает поршень, и смещением, которое в нашем случае составляет ход S [м] .

Мы знаем, что давление — это сила, разделенная на площадь, поэтому:

где p [ Па] — давление внутри цилиндра, а A _p [м ² ] — площадь поршня.

Замена (2) в (1) дает:

Мы знаем, что умножая расстояние на площадь, мы получаем объем, следовательно:

Это мгновенная работа , произведенная в цилиндре для определенного давления и объема.Чтобы определить работу для полного цикла двигателя, нам нужно интегрировать мгновенную работу:

, где x ход поршня.

Произведение между ходом поршня и площадью поршня дает дифференциальный объем dV , смещенный поршнем:

Замена (6) в (5 ) дает работу , произведенную в цилиндре за полный цикл :

Поскольку подавляющее большинство Если двигатель внутреннего сгорания имеет несколько цилиндров, мы собираемся ввести более подходящий параметр для количественной оценки работы, которым является удельная работа Вт [Дж / кг] .

где м [кг] — масса топливовоздушной смеси внутри цилиндров за полный цикл.

Мы можем также определить удельный объем v [м ³ / кг] как:

Производная от удельного объем будет:

, откуда мы можем записать:

Замена (7) в (8) дает:

Из (11) и (12) получаем математическое выражение удельной работы для полного цикла двигателя:

Работа, производимая внутри цилиндров двигателя, называется , указывается удельная работа , w _i [Дж / кг] .Что мы получаем на коленчатом валу, так это удельная работа тормоза w _b [Дж / кг] . Это называется «тормозом», потому что при испытании двигателей на испытательном стенде они подключаются к тормозному устройству (гидравлическому или электрическому), которое имитирует нагрузку.

Чтобы получить работу тормоза, мы должны вычесть из указанной работы все потери двигателя. Потери связаны с внутренним трением и вспомогательными устройствами, которые требуют мощности от двигателя (масляный насос, водяной насос, нагнетатель, компрессор кондиционера, генератор переменного тока и т. Д.). Эти потери имеют эквивалент удельной работы на трение w _f [Дж / кг] .

Посмотрев на указанную выше диаграмму давление-объем (pV), мы можем увидеть, что есть две отдельные области:

• верхняя область, образованная во время сжатия и рабочего хода ( + W)
• нижняя область, образующаяся во время тактов выпуска и впуска (-W), также называемая насосная работа

В зависимости от значения давления всасывания рабочая область нагнетания может быть отрицательной или положительной.Для атмосферных двигателей насосная работа отрицательна, потому что она использует энергию двигателя для выталкивания выхлопных газов из цилиндров и всасывания свежего воздуха во время впуска.

Для бензиновых атмосферных двигателей из-за дросселирования всасываемого воздуха насосные потери выше и максимальны на холостом ходу. Дизельные двигатели более эффективны, чем бензиновые, потому что на впуске нет дроссельной заслонки, а нагрузка регулируется за счет впрыска топлива.

Если разделить удельный крутящий момент тормоза на указанный удельный крутящий момент, мы получим механический КПД двигателя η _м [-] :

Для большинства двигателей механический КПД составляет около 80-85% при полной нагрузке (полностью открытый дроссель) и падает до нуля на холостом ходу, когда весь крутящий момент двигателя используется для поддержания холостого хода. скорость, а не движущая сила.

По любым вопросам, наблюдениям и запросам относительно этой статьи используйте форму комментариев ниже.

Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

Принцип работы поршневого двигателя / рабочие циклы

Соотношения между давлением, объемом и температурой газов являются основными принципами работы двигателя. Двигатель внутреннего сгорания — это устройство для преобразования тепловой энергии в механическую. Бензин испаряется и смешивается с воздухом, нагнетается или втягивается в цилиндр, сжимается поршнем, а затем воспламеняется электрической искрой.Преобразование полученной тепловой энергии в механическую, а затем в работу осуществляется в цилиндре. На рис. 1-35 показаны различные компоненты двигателя, необходимые для выполнения этого преобразования, а также представлены основные термины, используемые для обозначения работы двигателя.

Рабочий цикл поршневого двигателя внутреннего сгорания включает в себя серию событий, необходимых для индукции, сжатия, воспламенения и горения, вызывающих расширение заряда топлива / воздуха в цилиндре и удаления или выпуска побочных продуктов процесса сгорания.Когда сжатая смесь воспламеняется, образующиеся при сгорании газы расширяются очень быстро и заставляют поршень отодвигаться от головки блока цилиндров. Это движение поршня вниз, воздействующее на коленчатый вал через шатун, преобразуется коленчатым валом в круговое или вращательное движение. Клапан в верхней части или в головке цилиндра открывается, чтобы позволить сгоревшим газам уйти, а импульс коленчатого вала и гребного винта заставляет поршень возвращаться в цилиндр, где он готов к следующему событию в цикле.Затем открывается другой клапан в головке блока цилиндров, чтобы впустить свежую топливно-воздушную смесь. Клапан, позволяющий отводить горящие выхлопные газы, называется выпускным клапаном, а клапан, который впускает свежий заряд топливно-воздушной смеси, называется впускным клапаном. Эти клапаны открываются и закрываются механически в нужное время с помощью механизма управления клапанами.

Отверстие цилиндра — это его внутренний диаметр. Ход — это расстояние, на которое поршень перемещается от одного конца цилиндра к другому, в частности, от верхней мертвой точки (ВМТ) до нижней мертвой точки (НМТ) или наоборот.[Рис. 1-35]

Соотношения между давлением, объемом и температурой газов являются основными принципами работы двигателя. Двигатель внутреннего сгорания — это устройство для преобразования тепловой энергии в механическую. Бензин испаряется и смешивается с воздухом, нагнетается или втягивается в цилиндр, сжимается поршнем, а затем воспламеняется электрической искрой. Преобразование полученной тепловой энергии в механическую, а затем в работу осуществляется в цилиндре. На рис. 1-35 показаны различные компоненты двигателя, необходимые для выполнения этого преобразования, а также представлены основные термины, используемые для обозначения работы двигателя.

Рабочий цикл поршневого двигателя внутреннего сгорания включает в себя серию событий, необходимых для индукции, сжатия, воспламенения и горения, вызывающих расширение заряда топлива / воздуха в цилиндре и удаления или выпуска побочных продуктов процесса сгорания. Когда сжатая смесь воспламеняется, образующиеся при сгорании газы расширяются очень быстро и заставляют поршень отодвигаться от головки блока цилиндров. Это движение поршня вниз, воздействующее на коленчатый вал через шатун, преобразуется коленчатым валом в круговое или вращательное движение.Клапан в верхней части или в головке цилиндра открывается, чтобы позволить сгоревшим газам уйти, а импульс коленчатого вала и гребного винта заставляет поршень возвращаться в цилиндр, где он готов к следующему событию в цикле. Затем открывается другой клапан в головке блока цилиндров, чтобы впустить свежую топливно-воздушную смесь. Клапан, позволяющий отводить горящие выхлопные газы, называется выпускным клапаном, а клапан, который впускает свежий заряд топливно-воздушной смеси, называется впускным клапаном.Эти клапаны открываются и закрываются механически в нужное время с помощью механизма управления клапанами.

Отверстие цилиндра — это его внутренний диаметр. Ход — это расстояние, на которое поршень перемещается от одного конца цилиндра к другому, в частности, от верхней мертвой точки (ВМТ) до нижней мертвой точки (НМТ) или наоборот. [Рис. 1-35]

Многие факторы влияют на синхронизацию конкретного двигателя, и очень важно, чтобы рекомендации производителя двигателя в этом отношении выполнялись при техническом обслуживании и капитальном ремонте.Время срабатывания клапана и зажигания всегда указывается в градусах хода коленчатого вала. Следует помнить, что для полного открытия клапана требуется определенный ход коленчатого вала; следовательно, указанное время соответствует началу открытия, а не полностью открытому положению клапана. Примерную диаграмму фаз газораспределения можно увидеть на Рисунке 1-37.

Ход впуска

Во время такта впуска поршень в цилиндре тянется вниз за счет вращения коленчатого вала.Это снижает давление в цилиндре и заставляет воздух под атмосферным давлением проходить через карбюратор, который дозирует правильное количество топлива. Топливно-воздушная смесь проходит через впускные трубы и впускные клапаны в цилиндры. Количество или вес заправки топливом / воздухом зависит от степени открытия дроссельной заслонки.

Впускной клапан открывается значительно раньше, чем поршень достигает ВМТ на такте выпуска, чтобы вызвать большее количество топлива / воздуха в цилиндр и, таким образом, увеличить мощность в лошадиных силах.Однако расстояние, на которое клапан может быть открыт до ВМТ, ограничено несколькими факторами, такими как возможность того, что горячие газы, оставшиеся в цилиндре от предыдущего цикла, могут вернуться во впускную трубу и систему впуска.

Во всех авиационных двигателях большой мощности впускные и выпускные клапаны находятся вне седел клапана в ВМТ в начале такта впуска. Как упоминалось выше, впускной клапан открывается перед ВМТ на такте выпуска (ход клапана), а закрытие выпускного клапана значительно задерживается после того, как поршень прошел ВМТ и начал такт впуска (запаздывание клапана).Эта синхронизация называется перекрытием клапанов и предназначена для помощи в охлаждении цилиндра изнутри за счет циркуляции холодной поступающей топливно-воздушной смеси, для увеличения количества топливно-воздушной смеси, вводимой в цилиндр, и для помощи в удалении побочных продуктов сгорания. из цилиндра.

Впускной клапан закрывается примерно на 50–75 ° после НМТ на такте сжатия, в зависимости от конкретного двигателя, чтобы позволить импульсу поступающих газов более полно заряжать цилиндр.Из-за сравнительно большого объема цилиндра над поршнем, когда поршень находится вблизи НМТ, небольшое перемещение поршня вверх в это время не оказывает большого влияния на набегающий поток газов. Это позднее время может зайти слишком далеко, потому что газы могут быть вытеснены обратно через впускной клапан и нарушить цель позднего закрытия.

Ход сжатия

После закрытия впускного клапана продолжающееся движение вверх поршня сжимает топливно-воздушную смесь для получения желаемых характеристик горения и расширения.Заряд запускается с помощью электрической искры при приближении поршня к ВМТ. Время зажигания варьируется от 20 ° до 35 ° до ВМТ, в зависимости от требований конкретного двигателя, чтобы обеспечить полное сгорание заряда к тому времени, когда поршень немного пройдет мимо положения ВМТ. Многие факторы влияют на угол опережения зажигания, и производитель двигателя потратил много времени на исследования и испытания, чтобы определить наилучшую настройку. Все двигатели имеют устройства для регулировки угла опережения зажигания, и очень важно, чтобы система зажигания была синхронизирована в соответствии с рекомендациями производителя двигателя.

Рабочий ход

По мере того, как поршень перемещается через положение ВМТ в конце такта сжатия и начинает опускаться на рабочем такте, он толкается вниз за счет быстрого расширения горящих газов в головке блока цилиндров с силой которая может превышать 15 тонн (30 000 фунтов на кв. дюйм) при максимальной выходной мощности двигателя. Температура этих горящих газов может составлять от 3000 до 4000 ° F. Поскольку поршень прижимается вниз во время рабочего хода под давлением горящих газов, оказываемых на него, движение шатуна вниз изменяется на вращательное движение коленчатого вала.Затем вращательное движение передается на карданный вал, приводящий в движение воздушный винт. Когда горящие газы расширяются, температура падает до безопасных пределов, прежде чем выхлопные газы выйдут через выхлопное отверстие.

Момент открытия выпускного клапана определяется, среди прочего, желательностью использования как можно большей расширяющей силы и как можно более полной и быстрой продувки цилиндра. Клапан открывается значительно перед НМТ на рабочем ходе (на некоторых двигателях при 50 ° и 75 ° перед НМТ), в то время как в цилиндре все еще сохраняется некоторое давление.Это время используется для того, чтобы давление могло как можно скорее вытеснить газы из выпускного отверстия. Этот процесс освобождает цилиндр от отработанного тепла после достижения желаемого расширения и позволяет избежать перегрева цилиндра и поршня. Тщательная продувка очень важна, потому что любые продукты выхлопа, остающиеся в цилиндре, разбавляют поступающий заряд топлива / воздуха в начале следующего цикла.

Ход выпуска отработавших газов

По мере того, как поршень проходит через НМТ при завершении рабочего такта и начинает движение вверх на такте выпуска, он начинает выталкивать сгоревшие отработавшие газы из выпускного отверстия.Скорость выхлопных газов, выходящих из цилиндра, создает в цилиндре низкое давление. Это низкое или пониженное давление ускоряет поток свежего топлива / воздуха в цилиндр, когда впускной клапан начинает открываться. Открытие впускного клапана должно происходить под углом от 8 ° до 55 ° до ВМТ на такте выпуска на различных двигателях.

Двухтактный цикл

Двухтактный двигатель снова используется в сверхлегких, легких спортивных и многих экспериментальных самолетах. Как следует из названия, двухтактным двигателям требуется только один ход поршня вверх и один ход вниз, чтобы завершить требуемую серию событий в цилиндре.Таким образом, двигатель завершает рабочий цикл за один оборот коленчатого вала. Функции впуска и выпуска выполняются во время одного хода. Эти двигатели могут иметь воздушное или водяное охлаждение и обычно требуют наличия корпуса редуктора между двигателем и гребным винтом.

Цикл вращения

Цикл вращения имеет трехсторонний ротор, который вращается внутри эллиптического корпуса, совершая три из четырех циклов за каждый оборот. Эти двигатели могут быть однороторными или многороторными с воздушным или водяным охлаждением.Они используются в основном с экспериментальными и легкими самолетами. Вибрационные характеристики также очень низкие для этого типа двигателя.

Дизельный цикл

Дизельный цикл зависит от высокого давления сжатия, обеспечивающего воспламенение топливно-воздушного заряда в цилиндре. Когда воздух втягивается в цилиндр, он сжимается поршнем, и при максимальном давлении в цилиндр распыляется топливо. В этот момент из-за высокого давления и температуры в цилиндре топливо сгорает, увеличивая внутреннее давление в цилиндре.Это опускает поршень, поворачивая или приводя в движение коленчатый вал. В двигателях с водяным и воздушным охлаждением, которые могут работать на топливе JETA (керосин), используется вариант дизельного цикла. Существует много типов дизельных циклов, включая двухтактные и четырехтактные.

Понимание правил стационарных двигателей

На этой странице:

Как EPA регулирует стационарные двигатели?

Требования EPA к качеству воздуха для стационарных двигателей различаются в зависимости от:

• независимо от того, является ли двигатель новый или существующий и
• , расположен ли двигатель в области источника или основного источника и является ли двигатель двигателем с воспламенением от сжатия или двигателем с искровым зажиганием.Двигатели с «искровым зажиганием» далее подразделяются по циклам мощности — то есть, двухтактный или четырехтактный, и является ли двигатель «богатым» (сгорает с большим количеством топлива по сравнению с воздухом) или «бедным сгорает» (меньше топлива по сравнению с воздухом) двигатель.

Ряд нормативных актов расширил количество и типы стационарных RICE, которые должны соответствовать федеральным требованиям. К ним относятся:

1. Двигатели мощностью> 500 лошадиных сил (л.с.) в основном источнике HAP:

   Существующие двигатели , если они построены до 19 декабря 2002 г.
   Новые двигатели , если построены 19 декабря 2002 г. или позднее
   Реконструированные двигатели , если реконструкция началась 19 декабря 2002 г. или позднее

2. Двигатели мощностью ≤500 л.с., расположенные у основного источника HAP, и двигатели всей мощностью, расположенные в районе источника HAP:

   Существующие двигатели , если они построены до 12 июня 2006 г.
   Новые двигатели , если построены 12 июня 2006 г. или позднее
   Реконструированные двигатели , если реконструкция началась 12 июня 2006 г. или позднее

На какие типы двигателей НЕ распространяются правила?

1. Автомобили или внедорожные двигатели, в том числе:
   • самоходная (тракторы, бульдозеры)
   • приводится в движение при выполнении своих функций (газонокосилки)
   • переносной или переносной (с колесами, салазками, ручками для переноски, тележкой, прицепом или платформой).Примечание: переносной внедорожный двигатель становится стационарным, если он находится в одном месте более 12 месяцев (или полный годовой период работы сезонного источника)
2. Существующие аварийные двигатели , расположенные в жилых, институциональных или коммерческих зонах источников и не используемые для обеспечения надежности на местном уровне. Двигатель должен соответствовать требованиям подраздела ZZZZ к работе аварийного двигателя:
   • Неограниченное использование в чрезвычайных ситуациях (например, отключение электроэнергии, пожар, наводнение)
   • Аварийные двигатели могут работать в течение 100 часов в год для обслуживания / тестирования
   • 50 часов в год из 100 часов в год могут быть использованы для:
     1. неэкстренные ситуации при отсутствии финансовой договоренности
     2. надежность на местном уровне в рамках финансового соглашения с другим предприятием, если выполняются определенные критерии (только существующий RICE в местных источниках HAP).

Понимание принципов работы двигателей внутреннего сгорания

EGLE — Engine Guidance

Engine Guidance

Стационарный поршневой двигатель внутреннего сгорания (IC) преобразует химическую энергию в механическую энергию посредством сгорания топлива и воздуха.Процесс происходит внутри цилиндра, где сгорание смеси проталкивает поршень через цилиндр, поворачивая коленчатый вал. Стационарные поршневые двигатели внутреннего сгорания — это внедорожные, немобильные двигатели, которые остаются стационарными на одном объекте не менее одного года. Стационарный RICE можно разделить на категории с воспламенением от сжатия (CI) или искровым зажиганием (SI). Двигатели CI обычно работают на дизельном топливе, тогда как двигатели SI в основном работают на природном газе, свалочном газе или бензине. Стационарные поршневые двигатели внутреннего сгорания обычно используются для выработки электроэнергии и для питания механического оборудования, такого как насосы и компрессоры.

Процесс сгорания двигателей внутреннего сгорания вызывает выброс загрязняющих веществ в атмосферу через выхлопные газы. Эти загрязнители воздуха оказывают неблагоприятное воздействие на здоровье населения и окружающую среду, особенно на уязвимые группы населения с респираторными и сердечно-сосудистыми заболеваниями. Загрязняющие вещества, обычно выбрасываемые стационарными поршневыми двигателями (IC), включают оксиды азота (NOx), оксид углерода (CO), летучие органические соединения (VOC) и твердые частицы (PM), а также опасные загрязнители воздуха (HAP) и токсичные загрязнители воздуха ( TAC) формальдегида, ацетальдегида, акролеина, метанола и ПАУ.По этим причинам выбросы от стационарных поршневых двигателей (IC) регулируются EGLE и EPA.

Если вы планируете установку, модификацию, реконструкцию, перемещение и / или эксплуатацию стационарного RICE в Мичигане, вам может потребоваться разрешение на полеты. Правило 201 Правил контроля за загрязнением воздуха штата Мичиган требует, чтобы лицо получило одобренное Разрешение на установку (PTI) любого потенциального источника загрязнения воздуха, если только этот источник не освобожден от процесса выдачи разрешения.Не для всех стационарных установок RICE требуется разрешение на использование воздуха. Например, если двигатель соответствует исключениям из разрешений, изложенным в Правилах 278 и 285 (2) (g), двигатель может считаться освобожденным от необходимости в PTI. Важно отметить, что хотя ваш стационарный RICE может быть освобожден от государственных разрешений на использование воздуха, он все же может подпадать под действие федеральных правил, перечисленных ниже.

Информация, которую необходимо иметь для подачи заявки, применения и предметных правил и положений, включает следующее:

• тип источника (крупный или районный)
• использование по назначению (экстренная помощь, пиковое бритье, ограниченное использование и т. Д.)
• Производство, модель и год двигателя (новый или существующий)
• дата установки
Сертификат выбросов
• (при наличии)
Конструкция двигателя
• : номинальная мощность, рабочий объем на цилиндр, метод зажигания (CI или SI), тип используемого топлива, уровень расхода топлива, рабочий ход (два или четыре), соотношение воздух-топливо (богатое горение или обедненное топливо). гореть), оборудование для борьбы с загрязнением воздуха (при наличии)

Агентство по охране окружающей среды США (USEPA) завершило разработку стандартов, которые устанавливают требования к владельцам / операторам, а также производителям стационарных поршневых двигателей внутреннего сгорания по минимизации выбросов HAP и критериальных загрязнителей.Федеральные стандарты производительности новых источников (NSPS), подразделы IIII и JJJJ регулируют выбросы определенных загрязняющих веществ из новых, модифицированных и реконструированных стационарных двигателей. Федеральный стандарт, именуемый Национальным стандартом по выбросам опасных загрязнителей воздуха (NESHAP), подраздел ZZZZ, регулирует выбросы HAP от всех существующих, реконструированных и новых стационарных двигателей. Подчасть ZZZZ сложна, поскольку существует множество ранее не регулируемых двигателей меньшего размера, в том числе предназначенных для аварийного использования, которые теперь подпадают под действие федеральных правил.

Применяемость

Во-первых, определите, считается ли ваш источник основным или второстепенным источником выбросов HAP. Основной источник выбросов HAP может производить 10 или более тонн в год (т / год) любого отдельного HAP или 25 или более т / г комбинированных HAP.

Во-вторых, определите, какой у вас двигатель с неподвижным воспламенением от сжатия (CI) или искровым зажиганием (SI).

В-третьих, рассмотрим назначение двигателя. Это аварийный или неаварийный двигатель? Это двигатель с черным запуском или двигатель ограниченного использования?

В-четвертых, проверьте номинальную мощность двигателя в лошадиных силах (л.с.).Вам также может понадобиться узнать объем двигателя в литрах на цилиндр.

В-пятых, определите, считается ли двигатель существующим, новым или реконструированным. Для крупного источника с номинальной мощностью двигателя более 500 л.с. существующий означает, что двигатель был установлен или построен на месте до 19 декабря 2002 г. Новый или реконструированный означает, что двигатель был установлен или построен 19 декабря 2002 г. или после этой даты. крупный или местный источник с номинальной мощностью двигателя менее 500 л.с., существующий означает, что двигатель был установлен или построен на месте до 12 июня 2006 г.Новый или реконструированный означает, что двигатель был установлен или построен на месте или после 12 июня 2006 г.

Как только вышеуказанная информация станет известна, следующие инструменты могут быть использованы для определения федеральных требований NESHAP и NSPS, применимых к вашей системе.

Разрешение на полеты и соответствующие федеральные правила для вашего стационарного RICE могут содержать требования к ведению документации, тестированию производительности и отчетности, чтобы сделать условия разрешения и федеральные стандарты практически выполнимыми.

Мониторинг и учет

Типичные требования к ведению документации для двигателей включают использование топлива, часы работы (в случае аварии), результаты анализа масла, проведенное техническое обслуживание двигателя и оборудования для контроля загрязнения воздуха (если применимо), неисправности, которые произошли с продолжительностью и действиями, выполняемыми после, а также контроль загрязнения воздуха параметры работы оборудования (если применимо).

Тестирование производительности

В зависимости от выходной мощности двигателя, типа источника и года изготовления двигатель может быть подвергнут эксплуатационным испытаниям, чтобы продемонстрировать соответствие установленным ограничениям выбросов в PTI или федеральном постановлении.Например, существующий неаварийный двигатель Cl мощностью более 100 л.с. в основном источнике должен пройти первоначальное испытание на выбросы и повторное испытание каждые 8760 часов работы или три года для двигателей мощностью более 500 л.с. (пять лет при ограниченном использовании. ).

Отчетность

Федеральные правила содержат требования к отчетности для предметного стационарного RICE. Эти отчеты могут включать первоначальное уведомление о соответствии, уведомление о соответствии после проверки производительности, а также полугодовые и годовые отчеты о соответствии.В отчетах проверяется, соответствует ли источник установленным ограничениям на выбросы или эксплуатационным ограничениям, или имели место отклонения. Требуется свидетельство ответственного должностного лица.

Годовая отчетность о выбросах

Федеральный закон о чистом воздухе требует, чтобы каждый штат вел инвентаризацию выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для определенных объектов и ежегодно обновлял эту инвентаризацию. Кадастр выбросов штата Мичиган собирается ежегодно с использованием Системы отчетности о выбросах в атмосферу штата Мичиган (MAERS) и передается в USEPA для добавления в национальный банк данных.Не все предприятия обязаны отчитываться о своих годовых выбросах. Объекты, которые обычно обязаны сообщать, считаются основными источниками, синтетическими-второстепенными источниками или подпадают под действие федерального NSPS, такого как Subpart IIII или JJJJ.

Следующие ссылки могут быть полезны для расчета потенциальной эмиссии (PTE) и при подготовке заявки PTI для стационарного RICE.

По вопросам, касающимся применимости разрешений и предметных правил, пожалуйста, свяжитесь с вашим районным офисом или инспектором.

Как работают автомобильные двигатели внутреннего сгорания

АВТО ТЕОРИЯ

Что такое двигатель?

Проще говоря, двигатель — это группа связанных частей, которые собраны таким образом, чтобы преобразовывать энергию в движение, которое, в свою очередь, можно использовать для выполнения работы. Бензиновые двигатели — это устройства внутреннего сгорания, в которых в качестве источника энергии используется бензин. Давайте построим один.

Если бы мы взяли прочную жестяную банку и брызнули в нее немного бензина, затем накрыли ее крышкой и зажгли ее через какое-нибудь отверстие сбоку, то взрыв поднял бы крышку довольно высоко в воздух.Причина в том, что пары бензина смешались с воздухом и образовали очень взрывоопасную смесь, которая, в свою очередь, создала чрезвычайно горячие газы, которые необходимо было выпустить. В этом случае верх снесло.

Теперь, когда мы знаем, что можем перемещать что-то с помощью взрыва, почему бы не создать механическое устройство, которое может выполнять некоторую работу? Следовательно, если мы зацепим крышку банки за стержень, который другим концом соединен с коленчатым валом — устройство, которое использует эксцентриковые шейки для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное движение, — а затем перевернем банку и жестко ее поддержим, то взрыв мы generate будет толкать крышку и ее шток вниз, вращая коленчатый вал.

Не вдаваясь в очевидные недостатки приведенной выше конструкции, давайте перейдем к тому, как устроены бензиновые двигатели.

Блок

Вместо банки нам нужен прочный жесткий цилиндр, который просверливается в еще более прочном куске металла, обычно в тяжелой отливке из железа или алюминия, обычно называемой блоком цилиндров.

Поскольку мы отливаем блок, почему бы не спроектировать в отливке несколько каналов, которые можно заполнить водой, чтобы поддерживать постоянную температуру при работающем двигателе? Кроме того, давайте спроектируем некоторые другие каналы, чтобы можно было перекачивать масло для смазки движущихся частей.

Мы можем обработать блок после литья для создания однородного цилиндра известного размера. Кроме того, мы можем просверлить и проткнуть различные отверстия в блоке, чтобы разместить крепеж, который в конечном итоге будет удерживать детали двигателя вместе.

Время на запчасти!

Поршень Деталь, которую мы собираемся перемещать при взрыве топлива, — это поршень. Хотя в старых автомобилях использовались железные поршни, все поршни после Второй мировой войны сделаны из литого или кованого алюминия и имеют размер примерно на 10 тысячных дюйма меньше, чем размер цилиндра, чтобы учесть тепловое расширение.Поршни должны быть достаточно высокими, чтобы не опрокидываться вбок при движении вверх и вниз по цилиндру. Они также должны быть легкими, чтобы уменьшить инерционные силы, которым они подвергаются, поэтому все современные поршни полые.

Поршень, как описано выше, будет довольно хорошо перемещаться по каналу цилиндра, но значительная взрывная сила будет «просачиваться» мимо его боковых сторон. Чтобы ограничить эту проблему, поршни имеют канавки по окружности с несколькими разнесенными друг от друга каналами. В эти каналы помещены кольца из пружинной стали или железа, которые постоянно оказывают давление на стенку цилиндра, изолируя большую часть дымовых газов.Большинство поршней имеют два компрессионных кольца и одно масляное кольцо.

Примерно на полпути вниз в поршне просверливается отверстие точного размера по диаметру, чтобы удерживать палец на запястье или поршневой палец.

Шатун Поршень соединен с коленчатым валом с помощью шатуна. Это сверхмощное высококачественное устройство, которое толкается поршнем вниз. На другом конце находится круговой фиксатор подшипника, который перемещается по коленчатому валу, когда он движется по эксцентрической окружности.Шток соединен с поршнем через поршневой палец.

Зачем поршню шпилька? Что ж, если вы думаете об этом, поршень движется прямо вверх и вниз, но шток качается вперед и назад вслед за коленчатым валом. Следовательно, шток должен иметь возможность перемещаться там, где он прикреплен к поршню, а штифт допускает это маятниковое движение.

Коленчатый вал Сердцем двигателя является коленчатый вал. Он должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать огромную силу движущегося стержня вместе с другими нагрузками, которые он выдерживает.На его переднем конце есть шкив, который приводит в движение вспомогательное оборудование двигателя, а на заднем конце — маховик, который приводит в движение трансмиссию и оставшуюся трансмиссию. В блоке двигателя отлиты точки, на которых вращается коленчатый вал, называемые шейками. В одноцилиндровом двигателе коленчатый вал должен поддерживаться, по крайней мере, двумя шейками, поскольку силы, создаваемые взрывами, должны распределяться во всех направлениях одинаково, без смещения центральной линии коленчатого вала.

Подшипники Очевидно, что любая движущаяся часть, такая как коленчатый вал, шатун, пальцы и т. Д.должен быть спроектирован так, чтобы создавать как можно меньшее трение, иначе все это будет царапаться, истираться и нагреваться настолько, что части будут свариваться друг с другом. Для этого производители используют подшипниковые материалы и масло. Цапфы коленчатого вала и шатуна содержат вкладыши подшипников из молибдена и других специальных материалов, между которыми проходят тонкие масляные пленки под давлением. Подробнее об этом позже …

Теперь у нас есть двигатель, верно?

Нет, не знаем. Пока что у нас есть блок, коленчатый вал, поршень и шток в сборе, которые будут вращаться, но у нас нет никакого способа герметизировать цилиндр вверху, чтобы взрыв мог толкнуть поршень вниз.Не хватает и некоторых других вещей, таких как подача топлива, выброс выхлопных газов и источник воспламенения, но мы доберемся до этого вовремя. Во-первых, нам нужно создать камеру сгорания, чтобы было место для воспламенения топливно-воздушной смеси.

Чтобы сделать это в простейшей форме, все, что нам действительно нужно сделать, это прикрутить плоский кусок тяжелого металла к верхней части цилиндра, оставляя пространство между ним и верхней частью поршня. Назовем это головкой блока цилиндров. Головка блока цилиндров, конечно, съемная, но мы не можем снять ее и впрыснуть немного топлива, а затем снова включить и зажечь топливо каждый раз, когда нам нужен рабочий ход поршня, не так ли? Нам нужен какой-то порт для впуска топлива и еще один порт для выпуска отработавших газов.

Клапаны Хорошо, мы обработали пару отверстий в головке цилиндров, одно для впуска топлива / воздуха, а другое для выпуска выхлопных газов, но если наш двигатель будет работать, нам нужно найти способ чтобы запечатать их в нужное время. Это делается с помощью клапанов, которые представляют собой прочные металлические объекты, состоящие из стержня и широкой конической головки. Нам нужны впускные и выпускные клапаны. Угол конуса на головке клапана повторяется в его «седле» в отверстии головки цилиндра, обеспечивая таким образом уплотнительную поверхность.

Для того, чтобы клапаны должным образом закрывали отверстия в головке блока цилиндров, нам необходимо разместить пружины вокруг штоков и прикрепить их с помощью зажима определенного типа, обычно называемого «держателем».

Мы приближаемся к работающему двигателю, но нам нужно придумать способ открывать и закрывать клапаны в нужное время. Мы обсудим это в ближайшее время, но сначала нам нужно рассмотреть различные циклы, которые должен пройти двигатель, обычно называемые тактами.

Типовой клапан в сборе для двигателя с плоской головкой.

Все, что нам нужно сделать сейчас, это повернуть распределительный вал и синхронизировать открытие клапана с правильным ходом. Поскольку коленчатый вал вращается, почему бы не соединить его с распределительным валом с помощью системы шестерен или цепи? Именно это и делают производители, и компоненты обрабатываются и маркируются таким образом, чтобы во время сборки сохранялось правильное соотношение между ходом поршня и открытием клапана, синхронизацией клапана.

Однако важно помнить, что частота вращения распределительного вала составляет половину частоты вращения коленчатого вала.В четырехтактном двигателе каждый клапан открывается только через каждый второй оборот, поэтому распределительный вал поворачивается на один оборот за каждые два оборота коленчатого вала.

Масса маховика помогает сгладить движение коленчатого вала.

Масса маховика используется для поглощения вибраций двигателя и для удержания коленчатого вала во время следующих трех ходов, обеспечивая тем самым плавную работу двигателя.

Маховик

Двигатель, который мы собрали выше, будет довольно сильно вибрировать, поскольку есть один большой рабочий ход и четыре смены направления поршня каждые два оборота.Нам нужно что-то, чтобы гасить вибрации. Кроме того, нам нужно что-то тяжелое, прикрепленное к коленчатому валу, чтобы помочь инерционным силам удерживать коленчатый вал достаточно долго, чтобы пройти все четыре хода. Кроме того, нам нужно что-то прикрепленное к коленчатому валу, на котором мы можем прикрепить необходимые детали для передачи мощности двигателя, не говоря уже о его запуске в первую очередь.

Все эти проблемы можно решить с помощью маховика, большого тяжелого диска, который прикручивается к задней части коленчатого вала.По окружности маховика мы можем установить зубчатый венец, который может включаться электростартером. Поверхность маховика может быть обработана и нарезана резьба, чтобы принять узел сцепления, или, в случае автоматических трансмиссий, сам маховик может иметь более легкую конструкцию (так называемый гибкий диск), дополненный преобразователем крутящего момента трансмиссии.

Еще одна вещь

Поскольку коленчатый вал имеет маховик на одном конце, его масса будет иметь тенденцию создавать силы, которые заставляют коленчатый вал немного скручиваться на другом конце, вызывая вибрацию.Чтобы противодействовать этой вибрации, производители используют специально разработанный уравновешивающий диск, который прикрепляется к переднему концу коленчатого вала и называется гармоническим балансиром. Этот диск обычно состоит из двух отдельных частей, залитых резиной или синтетическим компаундом. Резина поглощает дифференциальное движение двух частей. Размер и вес гармонического балансира зависят от конкретной конструкции двигателя.

Сводка

Независимо от размера (рабочего объема) двигателя, количества цилиндров, формы ряда цилиндров, мощности в лошадиных силах и т. Д., он будет содержать те же основные части, что и движок, который мы обсуждали здесь. Детали могут быть расположены по-разному и по-разному в двигателе / ​​на двигателе, но вы всегда найдете базовые детали, а их будет больше. У четырехцилиндрового двигателя будет четыре поршня, восемь клапанов (как минимум!), Восемь подъемников и так далее, и так далее …

Четырехтактный цикл

Бензин жидкость не горит, а вот ПАР бензина горит, да еще как! Нам нужно сделать все возможное, чтобы создать много пара, начиная со смешивания бензина с воздухом в идеальном соотношении — примерно 14 частей воздуха на 1 часть бензина.

Поскольку поршень (и его кольца) в двигателе образуют довольно хорошее уплотнение, топливно-воздушная смесь может сжиматься. При сжатии капли топлива распадаются на еще более мелкие частицы, и температура топливно-воздушной смеси повышается, что облегчает воспламенение. Таким образом, если мы введем топливо и воздух в цилиндр, когда поршень находится внизу внизу, а затем закроем впускной клапан, он сжимает смесь до максимальной степени.

Эй! Если поршень может сжимать смесь, это означает, что когда он движется вниз по цилиндру, он может создавать вакуум, верно? Это верно, и мы можем использовать этот вакуум для всасывания топливно-воздушной смеси, открыв впускной клапан до того, как поршень начнет опускаться.

Теперь мы к чему-то приближаемся. Предполагая, что мы проворачиваем двигатель стартером, первый ход, с которым мы столкнемся, — это такт впуска. Маховик поворачивает коленчатый вал, опуская шток и поршень. Одновременно мы открыли впускной клапан, впуская в себя топливно-воздушную смесь, всасываемую вакуумом. Поршень достигает дна цилиндра и мы закрываем впускной клапан.

Поршень поднимается, сжимая смесь и завершая такт сжатия.Когда он достигнет вершины, мы можем зажечь смесь. Смесь бензина и воздуха взрывается с фронтом пламени (скорость, с которой происходит взрыв) 2500 футов / сек, примерно такой же взрывной скоростью, как у динамита.

Этот взрыв заставляет поршень опускаться в рабочем такте. Теперь двигатель работает сам. Когда поршень достигает нижней части цилиндра, инерция коленчатого вала и силы маховика продолжают вращение. Если мы открываем выпускной клапан в этот момент, движение поршня вверх выталкивает сгоревшие газы наружу, создавая такт выпуска.

Вот и стандартный четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. Четыре такта — впускной, компрессионный, мощный и выпускной — составляют половину оборота коленчатого вала. Интересно отметить, что четыре хода совершают два полных оборота коленчатого вала, во время которых двигатель создает мощность только в одной четвертой части времени.

Как открываются клапаны?

На данный момент должно быть очевидно, что мы не изобрели способ открывать и закрывать клапаны.Ясно, что мы хотим, чтобы коленчатый вал выполнял эту работу, а не пытался вручную открывать и закрывать их. Конструкторы двигателей давно решили эту проблему.

Если мы обработаем круглый вал, который находится под штоком клапана, и установим его концы в подшипники, у нас будет начало чего-то, что сделает эту работу за нас. Путем обработки выступа на валу, называемого выступом кулачка, можно использовать выступ, чтобы подтолкнуть шток вверх по мере вращения вала. Размер выпуклости определяет величину подъема и, следовательно, время открытия клапана.Этот вал называется распределительным валом.

Из соображений экономии мы не хотим обрабатывать два распределительных вала, один для впускных клапанов, а другой для выпускных клапанов. Вместо этого мы можем разместить один распределительный вал в центре, и на этом валу мы можем обработать впускные и выпускные кулачки на своих местах. Поскольку мы не хотим выдвигать шток клапана или изгибать его, чтобы перейти к распределительному валу, мы можем изготовить круглый стержневой узел, который будет следовать за выступом кулачка и, в свою очередь, толкать шток клапана. Это устройство называется подъемником клапана.Если мы добавим какой-то механизм регулировки длины (рисунок на стр. 17) между подъемником и штоком, то теперь мы получим клапанный механизм, состоящий из распределительного вала, подъемника, регулятора, штока, пружины и держателя.

data-matched-content-ui-type = «image_card_stacked» data-matched-content-rows-num = «3» data-matched-content-columns-num = «1» data-ad-format = «autorelaxed»>

Двигатель внутреннего сгорания. Презентация на тему ДВС Презентация современных автомобилей с ДВС

История создания первого двигателя внутреннего сгорания Первый на сегодняшний день
рабочий Двигатель внутреннего сгорания (ДВС)
появился в Германии в 1878 году.Но история создания
ICE уходит корнями во Францию.
В 1860 году французский изобретатель Этвен Ленуар
изобрел
первый двигатель внутреннего сгорания. Но этот агрегат
был несовершенным, с низким КПД и неприменим
на практике. На помощь пришел еще один француз
изобретатель Бо де Рош, который в 1862 году предложил
использовать в этом двигателе четыре такта:
1. Входной
2. Давление
3. Рабочий ход
4. Такт выпуска
Первая машина с Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания представлял собой
трехколесный вагон Карла Бенца, построенный в 1885 году в
году.
Год спустя (1886) появился вариант Готлиба Даймера.
Оба изобретателя работали независимо друг от друга.
В 1926 году они объединились в Deimler-Benz.
AG.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Первый ход — такт впуска

Второй цикл — это цикл сжатия

Третий цикл — рабочий ход

Четвертый такт — такт выпуска

Разновидности двигателя внутреннего сгорания

Дизельный двигатель внутреннего сгорания

Принцип работы инжекторного двигателя

Двигатели внутреннего сгорания

Учебный центр «ОникС»

Устройство двигателя внутреннего сгорания

1 — ГБЦ;

2 — цилиндр;

3 — поршень;

4 — кольца поршневые;

5 — палец поршневой;

7 — коленчатый вал;

8 — маховик;

9 — кривошипный;

10 — распределительный вал;

11 — кулачок распределительного вала;

12 — рычаг;

13 — вентиль;

14 — свеча зажигания

Крайнее верхнее положение поршня в цилиндре называется верхней мертвой точкой (ВМТ)

Параметры двигателя внутреннего сгорания

Нижнее крайнее положение поршня в цилиндре называется нижней мертвой точкой.

Параметры двигателя внутреннего сгорания

Расстояние, пройденное поршнем от одной мертвой точки до другой, называется

ход поршня S .

Параметры двигателя внутреннего сгорания

Объем V с над поршнем, расположенным в. м., называется , объем камеры сгорания

Параметры двигателя внутреннего сгорания

Объем V NS над поршнем, расположенным в n.m.t. называется

полный объем цилиндра .

Параметры двигателя внутреннего сгорания

Объем Vр, освобождается поршнем при его движении от v. M. т. к п. м., называется , рабочий объем цилиндра .

Параметры двигателя внутреннего сгорания

Рабочий объем цилиндра

Где: D — диаметр цилиндра ;

S — ход поршня.

Параметры двигателя внутреннего сгорания

Полный объем цилиндра

V c + V ч = V n

Параметры двигателя внутреннего сгорания

Степень сжатия

Рабочие циклы двигателей внутреннего сгорания

4-тактный

2-тактный

двигатель .

Первая мера — впуск .

Поршень перемещается из в. м. т. к п. м., впускной клапан открыт, выпускной клапан закрыт. В цилиндре создается разрежение 0,7-0,9 кгс / см и в цилиндр поступает горючая смесь, состоящая из паров бензина и воздуха.

Температура смеси на конце входа

75-125 ° C.

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя .

Вторая мера — сжатие .

Поршень движется от bmw. к vmt оба клапана закрыты. Давление и температура рабочей смеси повышаются, достигая к концу хода соответственно

9-15 кгс / см 2 и 35O-50O ° C.

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя .

Третья мера — удлинение или рабочего хода .

В конце такта сжатия рабочая смесь воспламеняется электрической искрой, и смесь быстро сгорает. Максимальное давление горения достигает 30-50 кгс / см 2 , а температура 2100-2500 ° С.

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя .

Четвертая мера — выпуск

Поршень перемещается от

н.м. К v.м.т., , выпускной клапан открыт. Выхлопные газы выбрасываются из цилиндра в атмосферу. Процесс выпуска происходит при давлении выше атмосферного. К концу хода давление в цилиндре снижается до 1,1-1,2 кгс / см 2, а температура падает до 70O-800 ° C.

Работа четырехтактного карбюратора Двигатель .

Разъемная вихревая камера сгорания

Формы камер сгорания в дизельных двигателях

Разделенная камера предварительного сгорания

Формы камер сгорания в дизельных двигателях

Полуразделенная камера сгорания

Формы камер сгорания в дизельных двигателях

Неразделенная камера сгорания

Установка на заслонку экрана

Расположение тангенциального канала

Винтовой канал

Способы создания вихревого движения заряда при всасывании

Винтовой канал

Принцип работы дизельного двигателя .

двигатель .

Работа двухтактного карбюраторного двигателя .

Слайд 2

План

История создания двигателей внутреннего сгорания Типы и принцип работы двигателей внутреннего сгорания 2-х, 4-х тактные двигатели внутреннего сгорания Применение двигателей внутреннего сгорания

Slide 3

История создания двигателя внутреннего сгорания

В 1799 году французский инженер Филипп Ле Бон обнаружил светящийся газ.В 1799 году он получил патент на использование и способ производства лампового газа путем сухой перегонки древесины или угля. Это открытие имело большое значение в первую очередь для развития светотехники. Очень скоро во Франции, а затем и в других странах Европы газовые лампы стали успешно конкурировать с дорогими свечами. Однако светящийся газ подходил не только для освещения.

Slide 4

Жан Этьен Ленуар

Двигатель Ленуара двухходовой и двухтактный, т.е.е. полный цикл поршня длится два хода. Но этот двигатель оказался малоэффективным. Хотя в 1862 году Ленуар установил двигатель на карету, использовал рулевое колесо и даже совершил тест-драйв под Парижем. В 1863 году он заверил, что его двигатель начал работать на бензине.

Slide 5

Август Отто

В 1864 году Август Отто получил патент на свою модель газового двигателя и в том же году заключил контракт с богатым инженером Лангеном на использование этого изобретения.Вскоре была основана компания Otto & Company.

Слайд 6

Типы ДВС

Двигатель внутреннего сгорания (сокращенно ДВС) — это тип двигателя, тепловой двигатель, в котором химическая энергия топлива (обычно используется жидкое или газообразное углеводородное топливо), сжигаемое в рабочей зоне, преобразуется в механическую работу. Несмотря на то, что ДВС являются относительно несовершенным типом тепловых двигателей (громкий шум, токсичные выбросы, меньший ресурс), из-за их автономности (необходимое топливо содержит гораздо больше энергии, чем лучшие электрические батареи) ДВС очень распространены, например, в транспорте.

Слайд 7

Поршневые двигатели

Поршневой двигатель — двигатель внутреннего сгорания, в котором тепловая энергия, генерируемая при сгорании топлива в замкнутом объеме, преобразуется в механическую работу поступательного движения поршня за счет расширения рабочего тела (газообразных продуктов сгорания топлива). в цилиндре, в который вставлен поршень.

Slide 8

Бензин

Бензин — смесь топлива и воздуха подготавливается в карбюраторе, а затем во впускном коллекторе или во впускном коллекторе с помощью распылительных форсунок (механических или электрических), затем смесь подается в цилиндр, сжимается, а затем воспламеняется. помощь искры, прыгающей между электродами свечи зажигания.Основным отличительным признаком топливовоздушной смеси в этом случае является ее гомогенизация.

Slide 9

Дизель

Дизель — специальное дизельное топливо впрыскивается в цилиндр под высоким давлением. Горючая смесь образуется (и сразу сгорает) непосредственно в цилиндре при впрыске части топлива. Смесь воспламеняется из-за высокой температуры сжатого воздуха в цилиндре.

Слайд 10

Газ

Газ — двигатель, сжигающий в качестве топлива углеводороды, находящиеся в газообразном состоянии при нормальных условиях.

Слайд 11

Газ-дизель

Газ-дизель — основная часть топлива подготавливается, как в одном из типов газовых двигателей, но воспламеняется не от электрической свечи, а от воспламеняющейся порции дизельного топлива, впрыскиваемого в цилиндр аналогично дизелю. двигатель.

Направляющая 12

2-тактная

Двухтактный цикл. Шаги: 1. Когда поршень движется вверх, топливная смесь сжимается в текущем цикле, и смесь всасывается для следующего цикла в полость под поршнем.2. При движении поршня вниз — рабочий ход, выхлоп и вытеснение топливной смеси из-под поршня в рабочую зону цилиндра.

Направляющая 13

4-тактная

4-тактный цикл двигателя внутреннего сгорания

Слайд 14

Использование двигателя внутреннего сгорания

ICE часто используется на транспорте, и для каждого вида транспорта требуется свой тип ICE. Так для общественного транспорта необходим двигатель внутреннего сгорания, обладающий хорошей тягой на малых скоростях, в общественном транспорте используется двигатель внутреннего сгорания большого объема, развивающий максимальную мощность на низких скоростях.В гоночных автомобилях Формулы 1 используется двигатель внутреннего сгорания, который развивает максимальную мощность на высоких оборотах, но имеет относительно небольшой объем.

Посмотреть все слайды

Подготовил: Максим Тарасов

Руководитель: Магистр производственного обучения

МАОУ ДО МУК «Эврика»

Баракаева Фатима Курбанбиевна

• Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — одно из основных устройств в конструкции автомобиля, которое служит для преобразования энергии топлива в механическую энергию, которая, в свою очередь, выполняет полезную работу.Принцип работы двигателя внутреннего сгорания основан на том, что топливо в сочетании с воздухом образуют воздушную смесь. Циклически сгорая в камере сгорания, топливовоздушная смесь создает высокое давление, направленное на поршень, который, в свою очередь, через кривошипно-шатунный механизм вращает коленчатый вал. Его энергия вращения передается трансмиссии автомобиля.

• Для запуска двигателя внутреннего сгорания часто используется стартер — обычно электродвигатель, который проворачивает коленчатый вал.В более тяжелых дизельных двигателях в качестве стартера и с той же целью используется вспомогательный ДВС («пусковая установка»).

• Существуют следующие типы двигателей (ДВС):

• бензин
• дизель
• газ
• газ-дизель
• роторно-поршневой

• Бензиновые двигатели внутреннего сгорания — самые распространенные автомобильные двигатели. Бензин для них служит топливом.Проходя по топливной системе, бензин через форсунки попадает в карбюратор или впускной коллектор, а затем эта топливовоздушная смесь поступает в цилиндры, сжимается под действием поршневой группы и воспламеняется искрой от свечей зажигания.

• Карбюраторная система считается устаревшей, поэтому сейчас широко используется система впрыска топлива. Форсунки (форсунки) впрыскивают топливо либо непосредственно в цилиндр, либо во впускной коллектор. Системы впрыска делятся на механические и электронные.Во-первых, для дозирования топлива используются механические рычажные механизмы плунжерного типа с возможностью электронного управления топливной смесью. Во-вторых, процесс заправки и впрыска топлива полностью возложен на электронный блок управления (ЭБУ). Системы впрыска необходимы для более тщательного сгорания топлива и минимизации вредных продуктов сгорания.

• Дизельные двигатели внутреннего сгорания используют специальное дизельное топливо … Двигатели данного типа автомобилей не имеют системы зажигания: топливная смесь, поступающая в цилиндры через форсунки, способна взорваться под действием высокого давления. и температура, обеспечиваемая поршневой группой.

Бензиновые и дизельные двигатели. Рабочие циклы бензина и дизеля

• в качестве топлива использовать газ — сжиженный, генераторный, сжатый природный. Распространение таких двигателей было связано с растущими требованиями к экологической безопасности транспорта. Исходное топливо хранится в цилиндрах под высоким давлением, откуда через испаритель попадает в газовый регулятор, теряя давление. Кроме того, процесс аналогичен бензиновому двигателю внутреннего сгорания с впрыском.В некоторых случаях в системах газоснабжения могут не использоваться испарители.

• Современный автомобиль чаще всего приводится в движение двигателем внутреннего сгорания. Таких двигателей много. Они различаются объемом, количеством цилиндров, мощностью, частотой вращения, используемым топливом (дизельные, бензиновые и газовые двигатели внутреннего сгорания). Но в принципе устройство ДВС вроде бы.

• Как работает двигатель и почему его называют четырехтактным двигателем внутреннего сгорания? Внутреннее сгорание понятно.Топливо горит внутри двигателя. Почему 4-х тактный двигатель, что это такое? Действительно, есть и двухтактные двигатели. Но на автомобилях они используются редко.

• Четырехтактный двигатель получил название потому, что его работу можно разделить на четыре равные по времени части. Поршень пройдет через цилиндр четыре раза — два раза вверх и два раза вниз. Ход начинается, когда поршень находится в крайней нижней или верхней точке. Для автомобилистов-механиков это называется верхней мертвой точкой (ВМТ) и нижней мертвой точкой (НМТ).

• Первый такт, также известный как впуск, начинается от ВМТ (верхней мертвой точки). Двигаясь вниз, поршень всасывает топливовоздушную смесь в цилиндр. Действие этого хода происходит при открытом впускном клапане. Кстати, много двигателей с несколькими впускными клапанами. Их количество, размер, время нахождения в открытом состоянии могут существенно повлиять на мощность двигателя. Есть двигатели, в которых в зависимости от нажатия на педаль газа происходит принудительное увеличение времени открытия впускных клапанов.Это сделано для увеличения количества всасываемого топлива, которое после зажигания увеличивает мощность двигателя. Автомобиль в этом случае может разгоняться намного быстрее.

• Следующий такт двигателя — такт сжатия. После того, как поршень достиг нижней точки, он начинает подниматься вверх, тем самым сжимая смесь, попавшую в цилиндр во время такта впуска. Топливная смесь сжимается до объема камеры сгорания. Что это за камера? Свободное пространство между верхней частью поршня и верхней частью цилиндра, когда поршень находится в верхней мертвой точке, называется камерой сгорания.Клапаны полностью закрыты во время этого хода двигателя. Чем плотнее они закрыты, тем лучше компрессия. Большое значение в этом случае имеет состояние поршня, цилиндра, поршневых колец. Если есть большие зазоры, то хорошего сжатия не получится, и соответственно мощность такого двигателя будет намного ниже. Компрессию можно проверить специальным прибором. По степени сжатия можно сделать вывод о степени износа двигателя.

• Третий цикл — рабочий, он начинается с ВМТ.Его не случайно называют рабочим. В конце концов, именно в этом цикле происходит действие, заставляющее машину двигаться. В этом цикле срабатывает система зажигания. Почему эта система так называется? Потому что он отвечает за воспламенение сжатой в цилиндре топливной смеси в камере сгорания. Работает очень просто — свеча системы дает искру. Справедливости ради стоит отметить, что искра исходит от свечи зажигания за несколько градусов до того, как поршень достигнет верхней точки.Эти градусы в современном двигателе автоматически регулируются «мозгами» автомобиля.

• После воспламенения топлива происходит взрыв — оно резко увеличивается в объеме, заставляя поршень двигаться вниз. Клапаны в этом такте двигателя, как и в предыдущем, находятся в закрытом состоянии.

Четвертый такт — такт выпуска

• Четвертый такт двигателя, последний — выхлоп. Достигнув нижней точки, после рабочего хода выпускной клапан в двигателе начинает открываться.Таких клапанов может быть несколько, как и впускных. Двигаясь вверх, поршень через этот клапан удаляет выхлопные газы из цилиндра — вентилирует его. От точной работы клапанов зависит степень сжатия в цилиндрах, полный отвод выхлопных газов и необходимое количество всасываемой топливно-воздушной смеси.
• После четвертого такта очередь первого. Процесс повторяется циклически. И за счет чего происходит вращение — работа ДВС на всех 4-х тактах, из-за чего поршень поднимается и опускается в тактах сжатия, выпуска и впуска? Дело в том, что не вся энергия, полученная в рабочем ходе, направляется на движение автомобиля.Часть энергии уходит на раскручивание маховика. И он под действием инерции крутит коленчатый вал двигателя, перемещая поршень в период «нерабочих» ходов.

Презентация подготовлена ​​по материалам сайта http://autoustroistvo.ru