Головна > Будова автомобіля > двигун > Загальний пристрій і принцип роботи
Загальний пристрій і принцип роботи двигуна
Загальний пристрій.
Наши партнеры ArtmMisto
Двигун складається з циліндра 5 і картера 6, який знизу закритий піддоном 9 (рис. А). Усередині циліндра переміщується поршень 4 з компресійними (ущільнювальними) кільцями 2, що має форму склянки з днищем у верхній частині. Поршень через поршневий палець 3 і шатун 14 пов'язаний з колінчастим валом 8, який обертається в корінних підшипниках, розташованих в картері. Колінчастий вал складається з корінних шийок 13, щік 10 і шатунной шийки 11. Циліндр, поршень, шатун і колінчастий вал становлять так званий кривошипно-шатунний механізм, що перетворює зворотно-поступальний рух поршня в обертальний рух колінчастого вала (див. Рис. 6).
Зверху циліндр 5 накритий головкою 1 з клапанами 15 і 17, відкриття і закриття яких точно узгоджене з обертанням колінчастого вала, а отже, і з переміщенням поршня.
Схема пристрою поршневого двигуна внутрішнього згоряння:
а - поздовжній вид, б - поперечний вигляд; 1 - головка циліндра, 2 - кільце,
3 - палець, 4 - поршень, 5 - циліндр, 6 - картер, 7 - маховик, 8 - колінчастий вал,
9 - піддон, 10 - щока, 11 - шатунная шийка, 12 - корінний підшипник, 13 - корінна шийка,
14 - шатун, 15, 17- клапани, 16 - форсунка
Переміщення поршня обмежується двома крайніми положеннями, при яких його швидкість дорівнює нулю: верхньою мертвою точкою (ВМТ), що відповідає найбільшому видаленню поршня від вала (див. Рис. 6), і нижньої мертвої точкою (НМТ), що відповідає найменшому видалення його від вала.
Невпинне рух поршня через мертві точки забезпечується маховиком 7, що має форму диска з масивним ободом.
Відстань, яку проходить поршнем, між мертвими точками називається ходом поршня S, а відстань між осями корінних і шатунних шийок - радіусом кривошипа R (рис. Б). Хід поршня дорівнює двом радіусів кривошипа: S = 2R. Обсяг, який описує поршень за один хід, називається робочим об'ємом циліндра (літражем) Vh:
Vh = (¶ / 4) D2S.
Обсяг над поршнем Vc в положенні ВМТ (див. Рис. А) і називається об'ємом камери згоряння (стиску). Сума робочого об'єму циліндра та об'єму камери згоряння становить повний обсяг циліндра Va:
Va = Vh + Vc.
Ставлення повного обсягу циліндра до об'єму камери згоряння називається ступенем стиснення е:
е = Va / Vc.
Ступінь стиснення є важливим параметром двигунів внутрішнього згоряння, так як сильно впливає на його економічність і потужність.
Принцип роботи.
Дія поршневого двигуна внутрішнього згоряння засноване на використанні роботи розширення нагрітих газів під час руху поршня від ВМТ до НМТ.
Нагрівання газів у положенні ВМТ досягається в результаті згоряння в циліндрі палива, змішаного з повітрям. При цьому підвищується температура газів і їх тиск. Так як тиск під поршнем дорівнює атмосферному, а в циліндрі воно набагато більше, то під дією різниці тисків поршень буде переміщатися вниз, при цьому гази розширяться, здійснюючи корисну роботу. Робота, вироблена розширюються газами, за допомогою кривошипно-шатунного механізму передається колінчастого валу, а від нього на трансмісію і колеса автомобіля.
Щоб двигун постійно виробляв механічну енергію, циліндр необхідно періодично заповнювати новими порціями повітря через впускний клапан 15 і палива через форсунку 16 або подавати через впускний клапан суміш повітря з паливом. Продукти згоряння палива після їх розширення видаляються з циліндра через випускний клапан 17. Ці завдання виконують механізм газорозподілу, керуючий відкриттям і закриттям клапанів, і система подачі палива.
- Такт впуску - впускати паливо-повітряна суміш
- Такт стиску - Суміш стискається і підпалюється
- Такт розширення - Суміш згорає і штовхає поршень вниз
- Такт випуску - Продукти горіння випускаються
Принцип дії. Згоряння палива відбувається в камері згоряння, яка розташована всередині циліндра двигуна, куди рідке паливо вводиться в суміші з повітрям або окремо. Теплова енергія, отримана при згорянні палива, перетворюється в механічну роботу. Відпрацьовані гази видаляються з циліндра, а на їх місце всмоктується нова порція палива. Сукупність процесів, що відбуваються в циліндрі від впуску заряду (робочої суміші або повітря) до випуску відпрацьованих газів, складає дійсний або робочий цикл двигуна.
Системи і механізми двигуна, і їх призначення.
Кривошипно-шатунний механізм сприймає тиск газів в циліндрах і перетворює зворотно-поступальний рух поршнів в обертальний рух колінчастого вала. Він складається з циліндра, головки, поршня, поршневого пальця, шатуна, картера, колінчастого вала і інших деталей.
Система харчування проводить підготовку нової порції робочої суміші, що складається з повітря і палива, і її підведення в циліндри двигуна. У карбюраторного двигуна вона складається з фільтра повітря, фланця, карбюратора, впускного трубопроводу, паливного насоса з фільтром-відстійником, бензопроводу і бензобака.
механізм газорозподілу управляє своєчасним впусканням свіжого заряду палива і випуском відпрацьованих газів. Він складається з розподільних шестерень, кулачкового вала, штовхача, пружини і клапанів.
Система запалювання карбюраторних двигунів забезпечує подачу імпульсу електроструму високої напруги на контакти свічки для отримання іскри, необхідної для займання робочої суміші.
Система охолодження запобігає перегріванню двигуна відведенням тепла від стінок циліндрів і головок. Вона складається з водяних сорочок, блоку і головок, радіатора, вентилятора водяного насоса і інших елементів.
Система змазки забезпечує подачу масла до поверхонь, що труться і відведення продуктів зносу. Вона складається з масляного піддону, насоса, фільтрів грубого і тонкого очищення масла, мастилопроводів і масляних клапанів.
Крім перерахованих систем і механізмів двигун обладнується пусковим пристроєм, приладами контролю і управління та допоміжними механізмами, наприклад підігрівниками.
Основні поняття і терміни. Мертві точки - це крайні положення, займані поршнем при його русі. Найбільш віддалене положення поршня від осі колінчастого вала називається верхньою мертвою точкою (ВМТ), найбільш близьке положення - нижньою мертвою точкою (НМТ).
Хід поршня - це відстань між крайніми положеннями поршня, рівне подвійному радіусу кривошипа.
Робочий об'єм циліндр - це об'єм, що звільняється в циліндрі при переміщенні поршня від ВМТ до НМТ.
Обсяг камери стиснення - це обсяг простору, утвореного над поршнем при положенні його в ВМТ.
Повний обсяг циліндра - це сума робочого об'єму та об'єму камери стиснення.
Ступінь стиснення - це відношення повного обсягу циліндра до об'єму камери стиснення.
- на початок -
