1. Такт сжатия. Поршень перемещается от нижней мертвой точки поршня (в этом положении поршень находится на рис. 2, далее это положение называем сокращенно НМТ) к верхней мертвой точке поршня (положение поршня на рис.3, далее ВМТ), перекрывая сначала продувочное 2, а затем выпускное 3 окна. После закрытия поршнем выпускного окна в цилиндре начинается сжатие ранее поступившей в него горючей смеси. Одновременно в кривошипной камере 1 вследствие ее герметичности и после того как поршень перекрывает продувочные окна 2, под поршнем создается разряжение, под действием которого из карбюратора через впускное окно и открывающийся клапан поступает горючая смесь в кривошипную камеру.



    2. Такт рабочего хода. При положении поршня около ВМТ сжатая рабочая смесь (1 на рис. 3) воспламеняется электрической искрой от свечи, в результате чего температура и давление газов резко возрастают. Под действием теплового расширения газов поршень перемещается к НМТ, при этом расширяющиеся газы совершают полезную работу. Одновременно, опускаясь вниз, поршень создает высокое давление в кривошипной камере (сжимая топливо-воздушную смесь в ней). Под действием давления клапан закрывается, не давая таким образом горючей смеси снова попасть во впускной коллектор и затем в карбюратор.



    Когда поршень дойдет до выпускного окна (1 на рис. 4), оно открывается и начнется выпуск отработавших газов в атмосферу, давление в цилиндре понижается. При дальнейшем перемещении поршень открывает продувочное окно (1 на рис. 5) и сжатая в кривошипной камере горючая смесь поступает по каналу (2 на рис. 5), заполняя цилиндр и осуществляя продувку его от остатков отработавших газов.



    Далее цикл повторяется.

    Стоит упомянуть о принципе зажигания. Так как топливной смеси нужно время для воспламенения, искра на свече появляется чуть раньше, чем поршень достигает ВМТ. В идеале, чем быстрей движения поршня, тем раньше должно быть зажигание, потому-что поршень от момента искры быстрее доходит до ВМТ.  Существуют механические и электронные устройства, меняющие угол зажигания в зависимости от оборотов двигателя. Практически у мотороллеров до 2000 г.

    Наглядно просмотреть работу двухтактного ДВС можно на этом ролике:

Фото 1/5

02.02.2004 р., переглядів: 10228

Подібні статті

Коментарі1

Способ и устройство для работы двигателя внутреннего сгорания

Настоящая заявка претендует на приоритет немецкой заявки № 10 2006 022 106.0 DE, поданной 11 мая 2006 г., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.

Изобретение относится к способу и устройству для работы двигателя внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания содержит впускной тракт, который в зависимости от положения впускного клапана сообщается с камерой сгорания цилиндра двигателя внутреннего сгорания. Во впускном тракте расположен по меньшей мере один исполнительный орган, с помощью которого можно задавать массовый расход воздуха через камеру сгорания. Двигатель внутреннего сгорания содержит инжекторный клапан для дозирования топлива, поступающего в цилиндр.

Ассоциация немецкой автомобильной промышленности (VDA) предложила стандартизированную концепцию мониторинга выхлопных газов для управления бензиновыми и дизельными двигателями. Концепция мониторинга выхлопных газов предусматривает, что при работе двигателя внутреннего сгорания на обедненной смеси необходимо необратимо переходить на квазистехиометрический режим работы двигателя внутреннего сгорания при возникновении неправдоподобной рабочей переменной двигателя внутреннего сгорания.

Влияние неправдоподобной рабочей переменной во время квазистехиометрической работы двигателя внутреннего сгорания обычно менее критично, чем возможное влияние неправдоподобной рабочей переменной при работе двигателя внутреннего сгорания на обедненной смеси. Однако КПД двигателя внутреннего сгорания при работе на обедненной смеси выше, чем при квазистехиометрическом режиме.

Задачей изобретения является создание способа и устройства для работы двигателя внутреннего сгорания, соответственно обеспечивающих высокоэффективную работу двигателя внутреннего сгорания.

Изобретение характеризуется способом и соответствующим устройством для работы двигателя внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания содержит впускной тракт, по меньшей мере, один исполнительный элемент и форсуночный клапан для подачи топлива. Впускной тракт сообщается с камерой сгорания цилиндра двигателя внутреннего сгорания в зависимости от положения впускного клапана. Конечный элемент управления расположен во впускном тракте. Массовый расход воздуха через камеру сгорания может быть задан исполнительным органом. Клапан впрыска закреплен за цилиндром. Для работы двигателя внутреннего сгорания значение рабочей переменной двигателя внутреннего сгорания определяется как функция по меньшей мере одной первой измеренной величины двигателя внутреннего сгорания. Проводят испытание, чтобы определить, является ли значение рабочей переменной правдоподобным как функция, по меньшей мере, второго измеренного параметра двигателя внутреннего сгорания. Если значение рабочей переменной недостоверно, проводится проверка, чтобы определить, работает ли двигатель внутреннего сгорания в настоящее время на обедненной смеси. Если двигатель внутреннего сгорания в настоящее время работает на обедненной смеси, работа переключается на квазистехиометрическую работу двигателя внутреннего сгорания. После перехода на квазистехиометрический режим значение рабочей переменной определяется заново и заново проверяется. Переключение на обедненный режим происходит, если вновь определенное значение рабочей переменной является правдоподобным.

При работе на обедненной смеси массовый расход воздуха до камеры сгорания предпочтительно регулируется без дросселирования, а нагрузка двигателя внутреннего сгорания регулируется с помощью количества подаваемого топлива. В дополнение к работе на обедненной смеси нагрузку двигателя внутреннего сгорания предпочтительно регулировать путем дросселирования массового потока воздуха, проходящего через камеру сгорания. Следовательно, при обедненной работе ДВС КПД ДВС выше, чем при квазистехиометрической работе ДВС. Улучшенный КПД двигателя внутреннего сгорания приводит к меньшему расходу топлива двигателем внутреннего сгорания. Однако при возникновении ошибочного состояния существует риск того, что колебания крутящего момента, создаваемого двигателем внутреннего сгорания, будут больше, чем при квазистехиометрическом режиме работы. Если значение рабочей переменной недостоверно и, таким образом, возникает состояние ошибки, двигатель внутреннего сгорания работает в квазистехиометрическом режиме и с более низким КПД, чтобы избежать колебания крутящего момента. Таким образом, переход на работу на бедной смеси в случае правдоподобного рабочего параметра позволяет двигателю внутреннего сгорания работать с более низким КПД только до тех пор, пока присутствует условие ошибки. Это способствует высокоэффективной работе двигателя внутреннего сгорания.

Например, можно проверить достоверность значения рабочей переменной, определив контрольное значение рабочей переменной как функцию второй измеренной величины и сравнив контрольное значение со значением рабочей переменной. . Например, можно указать диапазон допуска как функцию второй измеряемой величины и/или контрольного значения рабочей переменной. Чтобы проверить значение рабочей переменной, теперь проводится тест, чтобы определить, находится ли значение рабочей переменной в пределах допустимого диапазона. В качестве альтернативы диапазон допустимых значений может быть предварительно определен вокруг значения рабочей переменной, и для проверки выполняется проверка, чтобы определить, находится ли проверочное значение рабочей переменной в пределах допустимого диапазона.

При работе двигателя внутреннего сгорания на обедненной смеси в двигатель внутреннего сгорания для процесса сгорания подается меньше топлива, чем может быть сожжено с тем количеством воздуха, которое подается в указанный двигатель внутреннего сгорания для процесса сгорания. При стехиометрической работе двигателя внутреннего сгорания в двигатель внутреннего сгорания для процесса сгорания подается точно такое же количество топлива, какое может быть сожжено с тем количеством воздуха, которое подается в указанный двигатель внутреннего сгорания для процесса сгорания. В этом контексте квазистехиометрический означает, что соотношение воздух-топливо в воздушно-топливной смеси является стехиометрическим при заданном низком допуске.

В предпочтительном варианте осуществления способа значение рабочей переменной определяют заново и/или заново тестируют, и/или переводят на бедную смесь после перехода на квазистехиометрическую работу только по истечении заданного промежутка времени. Таким образом, переход к квазистехиометрическому режиму работы может сначала еще раз воздействовать на двигатель внутреннего сгорания при переходе на режим бедной смеси. Это способствует точной работе двигателя внутреннего сгорания и предотвращает слишком быстрый переход на обедненную смесь.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления способа при каждом переходе на квазистехиометрический режим счетчик увеличивается на одну единицу из-за неправдоподобного значения рабочей переменной. Это позволяет регистрировать частоту переключения между обедненной смесью и квазистехиометрической работой двигателя внутреннего сгорания.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления способа переключение на обедненную операцию выполняется только в том случае, если значение счетчика ниже заданного максимального значения счетчика. Это, например, позволяет избежать состояния ошибки, которое создается на основе работы двигателя внутреннего сгорания на обедненной смеси.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления способа значение выданного количества топлива определяется как функция первого измеренного количества. Проводится испытание, чтобы определить, является ли значение количества выданного топлива правдоподобным в зависимости от второго измеренного количества. Переход на квазистехиометрический режим осуществляется, если значение количества выданного топлива недостоверно. Величина количества выданного топлива определяется заново и проверяется заново. Переход на обедненную смесь выполняется, если вновь определенное значение количества выданного топлива является правдоподобным. Это, в частности, способствует точной работе двигателя внутреннего сгорания, поскольку, особенно во время работы двигателя внутреннего сгорания на обедненной смеси, большее количество топлива может способствовать колебаниям генерируемого крутящего момента.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления способа значение соотношения топливовоздушной смеси определяют как функцию первой измеренной величины и, по меньшей мере, третьей измеренной величины. Значение отношения воздушно-топливной смеси представляет соотношение воздух-топливо в воздушно-топливной смеси. Испытание проводят, чтобы определить, является ли значение отношения воздушно-топливной смеси правдоподобным. Переход на квазистехиометрический режим происходит, если соотношение топливовоздушной смеси недостоверно. Величину соотношения топливовоздушной смеси заново определяют и испытывают заново. Если вновь определенное значение отношения воздушно-топливной смеси является правдоподобным, осуществляется переход на бедную смесь. Это способствует точной работе двигателя внутреннего сгорания, поскольку, особенно при работе двигателя внутреннего сгорания с обедненной воздушно-топливной смесью, именно соотношение воздух-топливо смещается в пользу количества топлива, что способствует колебаниям генерируемого крутящего момента.

Предпочтительные варианты осуществления способа могут быть легко перенесены на выгодные варианты осуществления устройства.

Изобретение подробно поясняется ниже со ссылкой на схематические чертежи.

Они следующие:

РИС. 1 схематическая диаграмма двигателя внутреннего сгорания,

фиг. 2 блок-схема программы работы двигателя внутреннего сгорания.

Элементы одинаковой конструкции или функции обозначены на всех рисунках одними и теми же условными обозначениями.

Двигатель внутреннего сгорания состоит из впускного тракта 1 , блока цилиндров 2 , головки блока цилиндров 3 и выпускного тракта 4 . Впускной тракт 1 предпочтительно содержит дроссельную заслонку 5 , коллектор 6 и впускную трубу 7 , которая направляется к цилиндру Z 1 через впускное отверстие в камере сгорания 9 в блок двигателя 2 . Блок двигателя 2 также содержит коленчатый вал 8 , соединенный с поршнем 11 цилиндра Z 1 посредством шатуна 10 . Двигатель внутреннего сгорания предпочтительно содержит помимо цилиндра Z 1 дополнительные цилиндры Z 1 -Z 4 . Двигатель внутреннего сгорания предпочтительно размещается в автомобиле.

Головка блока цилиндров 3 также предпочтительно включает в себя как инжекторный клапан 18 и свеча зажигания 19 . В качестве альтернативы инжекторный клапан 18 также может быть соответствующим образом расположен во впускной трубе 7 . Выхлопной тракт 4 предпочтительно включает каталитический нейтрализатор 23 ОГ, который предпочтительно выполнен в виде трехкомпонентного каталитического нейтрализатора.

Предусмотрено устройство управления 25 , которому назначены датчики, причем указанные датчики обнаруживают различные измеряемые величины и в каждом случае определяют значение измеряемой величины. Рабочие переменные включают измеренные величины и производные от них величины двигателя внутреннего сгорания. Рабочие переменные могут отражать текущее рабочее состояние двигателя внутреннего сгорания. Устройство управления 25 определяет в зависимости от по крайней мере одной из рабочих переменных по крайней мере одну управляющую переменную, которая затем преобразуется в один регулирующий сигнал или множество регулирующих сигналов для управления конечными элементами управления с помощью соответствующих исполнительных механизмов. Устройство управления 25 также можно назвать устройством для управления двигателем внутреннего сгорания.

Датчики — индикатор положения педали 26 определяющий положение педали газа 27 , расходомер воздуха 28 , определяющий массовый расход воздуха перед дроссельной заслонкой 5 , датчик температуры 32 , определяющий температуру всасываемого воздуха, датчик давления во впускной трубе 34 , определяющий давление во впускном трубопроводе в коллекторе 6 , датчик 36 угла поворота коленчатого вала, который определяет угол поворота коленчатого вала, которому затем присваивается скорость вращения двигателя внутреннего сгорания. Кроме того, предусмотрен также датчик выхлопных газов 9.0043 38 , который расположен перед каталитическим нейтрализатором отработавших газов 23 и который, например, определяет остаточное содержание кислорода в отработавших газах и измерительный сигнал которого характеризует соотношение воздух-топливо в камера сгорания 9 цилиндров Z 1 -Z 4 .

В зависимости от варианта осуществления изобретения может быть любое подмножество упомянутых датчиков или даже могут быть дополнительные датчики.

Конечными элементами управления являются, например, дроссельная заслонка 5 , клапаны впуска и выпуска газа 12 , 13 , клапан впрыска 18 и/или свеча зажигания 19 .

Работа на обедненной смеси ДВС двигателя внутреннего сгорания характеризуется тем, что для процесса сгорания двигателя внутреннего сгорания подается меньшее количество топлива, чем может быть сожжено при том количестве воздуха, которое подается для процесса сгорания, в частности при содержащегося в нем кислорода.

При стехиометрическом режиме работы двигателя внутреннего сгорания для процесса сгорания подается точно такое же количество топлива, которое может быть сожжено с кислородом. В этом контексте квазистехиометрический означает, что соотношение воздух-топливо является стехиометрическим при предпочтительно заданном низком допуске. Например, во время квазистехиометрического режима, предпочтительно в очень небольшом диапазоне вокруг стехиометрического соотношения воздух-топливо, режим работы на обедненной смеси AFL и режим работы на обогащенной смеси двигателя внутреннего сгорания чередуются. В принципе, квазистехиометрическую операцию также можно назвать стехиометрической операцией.

При работе на обедненной смеси AFL степень открытия дроссельной заслонки 5 регулируется на максимум, а нагрузка двигателя предпочтительно регулируется с помощью количества подаваемого топлива MFF. С другой стороны, во время квазистехиометрического режима нагрузка двигателя внутреннего сгорания предпочтительно регулируется посредством степени открытия дроссельной заслонки 5 . Степень открытия дроссельной заслонки 5 воздействует на массовый расход воздуха MAF через камеру сгорания 9 . КПД двигателя внутреннего сгорания выше, чем при квазистехиометрическом режиме AFS за счет недросселируемого массового расхода воздуха MAF на обедненной смеси AFL через камеру сгорания. Однако при работе на обедненной смеси AFL двигатель внутреннего сгорания более подвержен ошибкам. Эти ошибочные состояния могут быть вызваны непредвиденными значениями командных переменных, которые являются рабочими переменными, например, неожиданное давление топлива, неожиданно большое количество дозируемого топлива MFF и/или неожиданное соотношение воздух-топливо в пользу количества выдачи топлива MFF, которые могут быть вызваны неожиданно большим количеством топлива MFF. Неожиданно большое количество дозируемого топлива MFF или неожиданное соотношение воздух-топливо может быть вызвано, например, аэрацией бака и/или аэрацией картера коленчатого вала, через которую топливо испаряется из топливного бака или из картера коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания. двигатель может достигать впускного тракта 1 и/или камеру сгорания 9 и/или выпускной тракт 4 .

При возникновении состояния ошибки бит устанавливается в памяти ошибок на носителе данных блока управления 25 предпочтительным образом. Затем этот бит представляет возникновение состояния ошибки, в частности, наличие неправдоподобных рабочих переменных. При работе на обедненной смеси, чтобы проверить рабочую переменную, можно выполнить тест, чтобы определить, был ли установлен бит.

При работе на обедненной смеси неожиданное количество подаваемого топлива MFF или неожиданное соотношение воздух-топливо воздействует непосредственно на крутящий момент, создаваемый двигателем внутреннего сгорания, поскольку на основе работы на обедненной смеси AFL в системе внутреннего сгорания достаточно кислорода двигатель, чтобы сжечь неожиданно большое количество топлива MFF. Во время квазистехиометрической работы неожиданно большое количество топлива MFF или неожиданное соотношение воздух-топливо больше не влияют так сильно на генерируемый крутящий момент, как это происходит при работе на обедненной смеси AFL, потому что практически нет кислорода или совсем нет кислорода. предусматривал сжигание неожиданно большого количества топлива MFF.

При проверке того, является ли правдоподобным значение какой-либо рабочей переменной PLAUS, например, значение количества топлива MFF, которое должно быть выдано, значение любой рабочей переменной предпочтительно определяется посредством модельного расчета на основе первая измеренная величина двигателя внутреннего сгорания. Затем контрольное значение любой рабочей переменной предпочтительно определяется как функция второй измеренной величины. Впоследствии значение и контрольное значение любой рабочей переменной можно сравнить друг с другом. Например, допустимый диапазон может быть задан как функция значения любой рабочей переменной, и может быть проведен тест, чтобы определить, находится ли проверочное значение любой рабочей переменной в пределах допустимого диапазона. В качестве альтернативы диапазон допустимых значений может быть заранее определен проверочным значением любой рабочей переменной, и может быть проведен тест, чтобы определить, находится ли значение любой рабочей переменной в пределах допустимого диапазона. В качестве альтернативы диапазон допуска может быть указан как функция первой и/или второй измеренной величины, и может быть проведено испытание, чтобы определить, находится ли значение какой-либо рабочей переменной в пределах диапазона допуска. Во время работы двигателя внутреннего сгорания значение и контрольное значение или диапазон допустимых значений любой рабочей переменной предпочтительно определяют непрерывно и используют для взаимного правдоподобия.

Программа (фиг. 2) для работы двигателя внутреннего сгорания предпочтительно хранится на носителе данных блока управления 25 . Программа используется в случае недостоверного значения рабочей переменной, в частности, в случае недостоверного значения LAMB_AV соотношения воздух-топливо, для предотвращения или ограничения колебаний крутящего момента двигателя внутреннего сгорания и тем не менее, чтобы двигатель внутреннего сгорания работал с максимально низким расходом топлива. Программа предпочтительно запускается на этапе S9. 0043 1 , в котором при необходимости инициализируются переменные.

На этапе S 2 значение LAMB_AV соотношения воздух-топливо определяется как функция массового расхода воздуха MAF до камеры сгорания 9 и как функция измеренного массового расхода воздуха МФФ. Массовый расход воздуха MAF до камеры сгорания 9 можно, например, определить как функцию массового расхода воздуха перед дроссельной заслонкой 5 и как функцию степени открытия дроссельной заслонки 9.0043 5 . Количество выдаваемого топлива MFF можно, например, выбрать на основе желаемого значения количества выданного MFF топлива и/или определить в зависимости от продолжительности активации клапана впрыска 18 и/или в зависимости от функция давления топлива, посредством которой топливо дозируется с помощью клапана впрыска 18 .

На этапе S 3 выполняется проверка, чтобы определить, является ли значение LAM_AV соотношения воздух-топливо правдоподобным PLAUS и предпочтительно в зависимости от измерительного сигнала датчика 9 выхлопных газов. 0043 38 . Если условие этапа S 3 выполнено, процесс снова продолжается на этапе S 1 . Если условие этапа S 3 не выполнено, процесс продолжается на этапе S 4 .

На этапе S 4 выполняется тест для определения того, работает ли двигатель внутреннего сгорания в настоящее время в режиме обедненной смеси. Если условие этапа S 4 не выполнено, инициируется мера ошибки ERROR. Если условие шага S 4 выполнено, процесс продолжается на этапе S 6 . На этапе S 6 происходит переключение на квазистехиометрический режим AFS двигателя внутреннего сгорания.

Затем программа остается на этапе S 7 в течение заданного промежутка времени DUR.

На этапе S 8 счетчик CTR может быть увеличен на одну единицу.

На этапе S 9 значение LAMB_AV отношения воздух-топливо определяется заново.

На этапе S 10 выполняется проверка, чтобы определить, является ли вновь определенное значение LAMB_AV отношения воздух-топливо правдоподобным PLAUS и является ли счетчик CTR ниже максимального значения CTR MAX, равного счетчик CTR. Это может способствовать предотвращению повторного возникновения ошибки, которая, например, возникает на основе AFL работы на обедненной смеси двигателя внутреннего сгорания, путем переключения AFL на работу на обедненной смеси.

В шаге S 11 происходит переключение на обедненную работу AFL.

Программа может закончиться на шаге S 12 . Однако программа предпочтительно завершается через равные промежутки времени во время работы двигателя внутреннего сгорания.

Изобретение не ограничивается приведенными примерами изобретения. Например, в программе в качестве альтернативы значению LAMB_AV соотношения воздух-топливо может быть определена и протестирована другая рабочая переменная камеры внутреннего сгорания, например, количество выданного топлива MFF.

Учебные ресурсы для двигателей внутреннего сгорания

Эта серия видеороликов была первоначально создана во время протоколов инструкций COVID для облегчения гибридного обучения курса Принципов двигателей внутреннего сгорания Университета Кентукки, Департамента биосистем и сельскохозяйственной инженерии. Студенты должны были просмотреть видео перед тем, как собраться в небольших группах, чтобы обсудить содержание и ответить на вопросы. Видео публикуются здесь в качестве ресурса, который другие преподаватели и студенты могут использовать в учебных занятиях по курсу двигателей. Создатели видео приветствуют отзывы о том, как используются видео, и предложения о новых ресурсах.

Инструктор, представляющий эти видеоролики, — доктор Тим Стомбог. Он был преподавателем в Университете Кентукки с 2000 года и проводил расширение, исследования и обучение в различных областях, связанных с машинными системами и автоматизацией.

Краткое описание каждого видео представлено ниже вместе со ссылкой на соответствующее видео на YouTube.

Предлагаемая ссылка:
Stombaugh, Tim. (2022). Учебные ресурсы из AEN / TSM 220: Принципы работы двигателей внутреннего сгорания [серия видео]. Факультет биосистем и сельскохозяйственной инженерии Университета Кентукки. https://www. uky.edu/bae/instructional-resources-internal-combustion-engines

Двигатели часто классифицируют по выходным характеристикам, а именно по выходной мощности. В этих видеороликах исследуются концепции силы, крутящего момента, энергии и скорости, а также то, насколько эти концепции важны для понимания мощности.

1а. Сила и крутящий момент Сила и крутящий момент Объясняет основные понятия силы и крутящего момента.

1б. Работа, энергия и мощность Объясняет, как действие силы и крутящего момента создает мощность.

Представлено несколько примеров расчета крутящего момента, скорости и мощности. Эти примеры основаны на концепциях, обсуждавшихся в разделе 1, и сосредоточены на том, как управлять единицами измерения и поддерживать их согласованность посредством вычислений.

2а. Пример линейной мощности Представляет собой пример расчета мощности, создаваемой линейной силой, действующей на объект.

2б. Пример вращательной мощности Представляет пример расчета мощности, производимой двигателем, с учетом его крутящего момента и скорости.

2с. Расчет крутящего момента, СИ Представляет другой расчет крутящего момента-скорости-мощности с использованием единиц СИ.

Двигатели внутреннего сгорания на самом деле представляют собой устройства для переоборудования двигателей. Они преобразуют потенциальную энергию, запасенную в химическом топливе, в термодинамическую энергию путем сжигания (сгорания) топлива, а затем в механическую энергию, заставляя вращаться вал. Эти видеоролики исследуют основные принципы того, как происходит это преобразование энергии.

3а. Функциональные принципы поршневых двигателей внутреннего сгорания Объясняет, как топливо сгорает для создания термодинамической энергии, заставляющей поршень двигаться, что в конечном итоге приводит к вращению вала.

3б. 4-тактные двигатели Подробно рассказывается о том, как работают 4-тактные двигатели.

3с. 2-тактные двигатели Более подробно рассказывается о том, как работают 2-тактные двигатели и чем они отличаются от 4-тактных двигателей.

3д. Конфигурации двигателя Показывает несколько примеров различных конфигураций однопоршневых и многопоршневых двигателей.

Объем двигателя часто определяется рабочим объемом и степенью сжатия. В этих видеороликах показано, как измеряются эти величины, и показано несколько примеров расчета.

4а. Рабочий объем двигателя Исследует понятие рабочего объема двигателя и способы его расчета.

4б. Степень сжатия Объясняется, как рассчитывается степень сжатия, и объясняется, почему она важна для работы двигателя.

Измерение характеристик двигателя Объясняет, как измеряются характеристики двигателя с помощью динамометров.

Двигатели обычно делятся на две основные категории по способу воспламенения топлива внутри двигателя: искровое зажигание и воспламенение от сжатия. В этих видеороликах рассказывается об основных различиях между этими типами двигателей и о том, как они связаны с типом топлива, используемого двигателем. Они также изучают основные компоненты, используемые в системах искрового зажигания.

6а. Системы зажигания Объясняет различия между двигателями с искровым и компрессионным зажиганием.

6б. Компоненты искрового зажигания Описывает четыре основных компонента систем искрового зажигания.

6с. Работа системы искрового зажигания Объясняет, как компоненты системы искрового зажигания работают вместе для создания воспламеняющей искры в двигателе.

Количество топлива и воздуха, подаваемых в двигатель, имеет решающее значение для оптимальной работы. Существует ряд различных методов, которые можно использовать для управления топливно-воздушной смесью. Эти видеоролики описывают основные цели системы подачи топлива в двигателе и основные методы карбюрации и впрыска.

7а. Введение в системы подачи топлива Выделяет основные цели любой системы подачи топлива и знакомит с концепциями карбюратора и впрыска.

7б. Принципы карбюратора Объясняет принцип Бернулли и то, как он используется карбюраторами для создания топливно-воздушной смеси.

7с. Технология карбюратора Подробно рассказывается об основных типах и функциях карбюраторов, а также рассказывается о сложности, которая может существовать в более совершенных системах карбюратора.

7д. Системы впрыска в двигателях с воспламенением от сжатия Описывает основные компоненты топливной системы, используемые в двигателях с воспламенением от сжатия.

7д. Системы впрыска топлива в двигателях с искровым зажиганием Попытки прояснить распространенную путаницу в отношении того, как технология впрыска используется в двигателях с искровым зажиганием, и в чем отличия от впрыска в двигателях с воспламенением от сжатия.

Важно иметь возможность контролировать скорость двигателя внутреннего сгорания, чтобы предотвратить повреждение от превышения скорости и постоянно поддерживать надлежащую рабочую скорость для применения. Эти видеоролики объяснят важность контроля скорости и общие механизмы для достижения надлежащего контроля скорости.

8а. Регуляторы Представляет функциональное значение регуляторов и принципы работы основных механических регуляторов.

8б. Регуляторы малых двигателей Объясняет функцию основных механических регуляторов, обычно используемых на небольших бензиновых двигателях.

8с. Управление регулятором Показывает, как на кривые характеристик крутящего момента и скорости двигателя влияет регулятор двигателя. Обсуждаемые концепции включают наклон регулятора и выбор двигателя.

Способность подавать воздух и топливо в двигатель и выпускать выхлопные газы часто является одним из основных ограничивающих факторов для работы двигателя. Клапаны являются ключевой частью этого газообмена. В этих видеороликах объясняются функциональные требования к клапанному механизму двигателя и освещаются основные компоненты распространенных систем клапанного механизма.

9а. Клапаны Перечисляет функциональные требования к клапанам двигателя и показывает общие компоненты различных конфигураций клапанного механизма.

9б. Распределительные валы Объясняет функции и особенности распределительных валов в клапанном механизме.

9с. Регулировка клапана и синхронизация Объясняет важность регулировки и синхронизации движения клапана с использованием диаграмм опережения зажигания.

Эти видеоролики углубляются в теорию работы двигателя, рассматривая основной термодинамический процесс, как показано на кривых зависимости давления от объема. Эти обсуждения помогают нам понять, как давление в камере сгорания влияет на работу двигателя. Тогда легче понять влияние различных модификаций двигателя на характеристики двигателя.

10а. Термодинамика двигателя Объясняет, что такое кривые P-V и как они связаны со сгоранием в двигателе.

10б. Модификации кривой PV Пошагово рассмотрим несколько примеров распространенных модификаций двигателя, как они влияют на кривую PV для этого двигателя и, в конечном счете, какое влияние они оказывают на производительность двигателя.

10с. Реальные кривые PV Показывает, чем реальные кривые PV для двигателей отличаются от идеальных кривых, и иллюстрирует важность инноваций и дизайна современных двигателей.

Турбокомпрессоры и нагнетатели — это устройства, используемые во многих различных коммерческих и высокопроизводительных двигателях для увеличения мощности двигателя. В этом видеоролике объясняется, как работают эти устройства и как они влияют на характеристики двигателя, влияя на кривые P-V двигателя.

Очевидно, что топливо, используемое в двигателе, напрямую влияет на его работу и характеристики. В этих видеороликах рассматриваются несколько ключевых физических и химических свойств топлива и то, как они влияют на работу двигателя.

12а. Свойства топлива Знакомит с наиболее важными свойствами топлива и приводит несколько примеров различных нефтяных и возобновляемых видов топлива, используемых в двигателях.

12б. Характеристики топлива Показывает математический способ оценки влияния различных свойств топлива на характеристики двигателя.

12с. Самовоспламенение Исследует свойства самовоспламенения топлива, количественно определяемые октановым числом или цетановым числом, и то, как они влияют на работу и характеристики двигателей с искровым и компрессионным зажиганием.

12д. Топливная эффективность Показывает, как количественно оценить эффективность двигателя путем сравнения эквивалентной мощности топлива, потребляемого двигателем, с вырабатываемой мощностью.

В этих видеороликах более подробно рассматриваются процессы сгорания, происходящие в двигателе, путем рассмотрения основных химических реакций. Эти концепции помогают учащимся понять важность соотношения воздух/топливо при сгорании, а также причины образования нежелательных газов в выхлопных газах.

13а. Теория горения Использует базовые знания химии для создания уравнения химической реакции, управляющего сгоранием топлива в камере сгорания.

13б. Соотношение воздух-топливо Показывает, как рассчитать идеальное соотношение воздух/топливо для сжигания различных видов топлива.

13с. Причины выбросов Обсуждается, как выбросы образуются в выхлопных газах двигателя из-за отклонений от идеальной реакции сгорания.

13д. Стратегии контроля выбросов Объясняет общие методы и устройства, используемые в современных двигателях для снижения вредных выбросов.

Большая часть энергии топлива, потребляемой двигателем, которая не преобразуется в полезную выходную мощность, приводит к выработке тепла.