Какие бывают двигатели по виду применяемого топлива: Классификация двигателей внутреннего сгорания

Содержание

Какие бывают двигатели по виду применяемого топлива? — Студопедия.Нет

А. дизельные, бензиновые

В. карбюраторные, инжекторные, дизельные, газовые

С. на жидком топливе, на газообразном

D. дизельные, газовые, бензиновые

 

Пробуксовка говорит о неисправности

А. системы питания

В. *сцепления

С. коробки передач

D. КШМ

Служит для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращение коленвала.

А. система питания

В. * КШМ

С. ГРМ

D. система зажигания

 

Какая деталь или узел относится к системе зажигания?

А. помпа

В. клапан

С. * катушка

D. термостат

 

 

Сколько раз и где именно очищается масло в системе смазки двигателя

Легкового автомобиля?

А. 3 раза – в маслозаборнике, фильтре-отстойнике, коленвале

В. * 3 раза – в маслозаборнике, полнопоточном фильтре, коленвале

С. 4 раза – в маслозаборнике, фильтре-отстойнике, полнопоточном фильтре, коленвале

D. 2 раза – в маслозаборнике, коленвале

 

Сколько раз и где именно очищается топливо в системе питания

Легкового автомобиля?

А. 3 раза – в баке, бензонасосе, коленвале

В. 3 раза – в баке, полнопоточном фильтре, карбюраторе

С. 4 раза – в баке, фильтре-отстойнике, полнопоточном фильтре, карбюраторе

D. *4 раза – в баке, бензонасосе, фильтре, карбюраторе

 

По каким признакам классифицируются коробки передач автомобиля?

А. по способу смазки

В. по карданным передачам

С.*по числу передач, способу переключения, числу валов

D. по способу осуществления рабочего цикла

 

Назовите причины перегрева двигателя.

А. засорены фильтры, раннее зажигание

В. * заел термостат, закрыты жалюзи, ослаблен или оборван ремень

С. мало масла в двигателе, неправильная регулировка карбюратора

D. вытек антифриз

 

Какие бывают двигатели по числу цилиндров?

А. * одноцилиндровые, двухцилиндровые, многоцилиндровые

В. двухцилиндровые, четырёхцилиндровые

С. четырёхцилиндровые, восьмицилиндровые, двенадцатицилиндровые

D. одноцилиндровые, двухцилиндровые, трёхцилиндровые

 

69. . . . служит для хранения возимого с собой запаса топлива, его очистки и подачи на смесеобразование.

А. система зажигания

В. система смазки

С. * система питания

D. система охлаждения

 

По каким признакам классифицируются коробки передач автомобиля?

А. * по числу валов и по числу передач

В. по числу передач

С. по способу включения

D. по способу смазки

Назовите марки бензинов, применяемых для двигателей автомобилей.

А. АБ – 71, 75, 94

В. * Аи – 92, 95, 98

С. А – 94, 77, 70, 91

D. Аи – 72, 92, 96

 

Сезонное обслуживание проводят

А. 4 раза в год

В. ежедневно

С. по мере необходимости

D. *2 раза в год

 

Уборно-моечные , контрольно-осмотровые, заправочные работы проводятся во время

А. * ЕТО

В. ТО

С. СО

D. текущего ремонта

Назовите виды смазывания деталей в двигателе.

А. смазка солидолом или литолом

В. смазка маслом М 6/10

C. * смазка под давлением, самотёком, разбрызгиванием

D. смазка растительным маслом

 

С какой целью радиатор системы охлаждения делают из цветных металлов?

А. * у цветных металлов теплопроводность намного выше, чем у       

Остальных

В. у цветных металлов теплопроводность намного ниже, чем у остальных

С. детали и механизмы из цветных металлов намного легче остальных

D. цветные металлы намного дешевле остальных

 

Назовите состав нормальной горючей смеси в соотношении бензина к воздуху.

А. 1 : 5

В. * 1 : 15

С. 1 : 10

D. 1 : 20

Служит для своевременного впуска воздуха в цилиндр (у дизелей) и горючей смеси (у бензиновых), а также своевременного отвода отработавших газов.

А. * ГРМ

В. система смазки

С. система охлаждения

D. система зажигания

 

Перечислите такты четырёхтактного двигателя.

А. впуск, рабочий ход, выпуск, сжатие

В. рабочий ход, впуск, выпуск, сжатие

С. сжатие, впуск, рабочий ход, выпуск

D. * впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск

Какая деталь или узел относится к газораспределительному механизму?

А. * коромысло

В. масляный насос

С. термостат

D. шатун с пальцем

 

Сколько раз и где именно очищается топливо в системе питания дизеля автомобиля КАмаЗ?

А. 3 раза – в баке, полнопоточном фильтре, карбюраторе

В. 4 раза – в баке, фильтре-отстойнике, полнопоточном фильтре,   

карбюраторе

С. * 4 раза – в баке, фильтре-отстойнике, полнопоточном фильтре,          

Форсунке

D. 3 раза – в баке, бензонасосе, коленвале

Снижение мощности двигателя, увеличение расхода топлива или масла, падение давления, возникновение стуков дымления говорит о неисправности

А. * КШМ или ГРМ

В.коробки передач и раздаточной коробки

С. главной передачи и дифференциала

D. смазочной системы

 

Виды топлива для автомобилей

С момента появления автомобильных двигателей внутреннего сгорания и до сих пор для них используются продукты нефтепереработки: бензин и дизельное топливо. И то, и то – смесь углеводородов с присадками. Разница только в отдельных характеристиках и температурном режиме. От 35 до 2000 градусов для бензина и от 180 до 3600 – для дизеля.

Бензин

Бензин – легкокипящие жидкие углеводороды, которые выделяются при переработке твердого топлива, перегонке нефти, осушке природного газа. Основной критерий – детонационная стойкость, которая характеризуется октановым числом. Чем оно выше – тем выше устойчивость бензина к детонации. Худшие показатели у парафиновых углеводородов, а лучшие – у ароматических. Для улучшения свойств вводятся специальные присадки.

Второй важный критерий – степень сжатия. Чем она выше – тем выше мощность двигателя, но и больше расход топлива. Важно, чтобы степень сжатия и октановое число коррелировали между собой.

Фракционный состав бензина напрямую влияет на пуск двигателя, прогрев, экономичность, долговечность и отсутствие паровых пробок. Исходя из этого, бензины классифицируют на зимние и летние: адаптированные под конкретные температурные условия.

Дизельное топливо

Дизельные топлива – это продукт на основе дистиллятных фракций при прямой перегонке нефти. Основные компоненты – цетан и метилнафталин. Это легко воспламеняемая жидкость и плохо воспламеняемая добавка. Воспламеняемость – главная характеристика, которая выражается в цетановом числе. Это аналог октанового числа для бензина.

Прокачиваемость дизеля определяет его способность циркулировать по системе. Она зависит от предельной температуры фильтруемости, температуры помутнения и застывания. Также нужно учитывать наличие воды и механических примесей.

Альтернативные виды

Во всем мире растет интерес к альтернативным видам автомобильного топлива: более экономичным, экологичным и эффективным. Они производятся из неисчерпаемых запасов и создают меньше выбросов в атмосферу.

Вот некоторые из них:

  • Природный газ. Доступен практически повсеместно, выделяет меньше токсичных веществ, чем бензин или дизель, полностью сгорает при использовании.
  • Электричество. Электрокары на аккумуляторах совершенствуются с каждым годом. Для зарядки они подключаются к источнику питания. Электрохимическая реакция в двигателе не загрязняет окружающую среду.
  • Пропан. Сжиженный нефтяной газ – побочный продукт нефтепромышленности. Его уже используют в быту и для отопительных систем.
  • Водород. Он используется в системах с природным газом и электрических топливных элементах.
  • Метанол. Древесный метиловый спирт пока не пригоден для использования в автомобилях, но со временем может стать перспективным альтернативным источником.
  • Этанол. Этиловый спирт смешивается с бензином для повышения октанового числа топлива и минимизации токсичных выбросов.
  • Биодизель. Изготовлен на основе растительных или животных жиров, включая отходы пищевой промышленности. Поддается биохимическому разложению.

Но что делать, если проблема не в топливе, а в автомобиле?  Если ваше авто временно в ремонте, вы планируете командировку или путешествие либо просто хотите протестировать новую марку, обращайтесь к нам! Компания «Укр-Прокат» предлагает обширный автопарк в Киеве, гибкие условия и выгодные цены!

Какие существуют типы двигателей? — Авто-ремонт

Почему называется атмосферный двигатель?

Это означает, что необходимая для воспламенения смесь бензина и атмосферного воздуха достигается благодаря естественным законам физики (атмосферному давлению). Поэтому агрегат и получил такое название.

Как устроен звездообразный двигатель?

Звёздообразный, или радиальный двигатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания, цилиндры которого расположены радиальными лучами вокруг одного коленчатого вала через равные углы. … Главное отличие звёздообразного двигателя от поршневых двигателей других типов заключается в конструкции кривошипно-шатунного механизма.

Какие существуют виды двигателей внутреннего сгорания?

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) можно разделить на рядные, V-образные, VR-образные, опозитные и W-образные. Также к ним можно отнести роторный мотор.

Кто первый создал двигатель?

Двигатель внутреннего сгорания/Изобретатели

Что такое атмосферный двигатель?

Атмосферный двигатель — это классический ДВС, в котором подаваемый через инжектор (или карбюратор) воздух участвует в образовании топливной смеси в цилиндрах. Топливная смесь, воспламеняясь, создает энергию, приводящую в движение рабочие части двигателя.

Что лучше атмосферный или турбированный двигатель?

Атмосферный агрегат имеет более простое строение, чем турбированный мотор, а потому и проведение ремонтных работ обойдется дешевле. Срок службы атмосферника гораздо выше, чем у турбированного мотора. Это обусловлено более мягкими условиями эксплуатации и отсутствием повышенных нагрузок.

Как устроен авиационный двигатель?

Компрессор втягивает воздух, сжимает его и направляет в камеру сгорания. … Расширенный газ заставляет вращаться турбину, которая расположена на одном валу с компрессором. Остальная часть энергии перемещается в сужающееся сопло. В результате направленного истечения газа из сопла на двигатель действует реактивная тяга.

Какой двигатель стоит на кукурузнике?

АШ-62

Где используется радиальный двигатель?

радиальный (звёздообразный) двигатель — Используется в первую очередь в самолётах и вертолётах. Из-за расположения цилиндров его размеры короче, чем у тех моторов, где цилиндры располагаются в ряд. Кроме этого, работа двигателя более ровная, а уровень вибрации слабее.

Какие бывают типы электродвигателей?

Электродвигатели переменного тока, в свою очередь, подразделяются на синхронные и асинхронные.

  • Электродвигатели постоянного тока …
  • Электродвигатели переменного тока …
  • Шаговые электродвигатели …
  • Серводвигатели …
  • Линейные электродвигатели …
  • Синхронные двигатели …
  • Асинхронные двигатели

Где еще кроме автомобилей используется двигатель внутреннего сгорания?

Применение двигателей внутреннего сгорания (ДВС) очень широкое. Это всевозможные транспортные средства: мопеды, мотоцыклы, автомобили, теплоходы, тепловозы, самалеты и вертолеты..

Какие бывают двигатели по виду применяемого топлива?

по роду применяемого топлива — бензиновые и газовые двигатели, работающие на тяжёлом топливе дизели. по способу образования горючей смеси — внешнее (карбюраторные и инжекторные двигатели) и внутреннее (в цилиндре ДВС у дизелей и искровых с непосредственным впрыском).

Кто изобрел первый двухтактный двигатель?

Двухтактный двигатель/Изобретатели

Кто создал первый бензиновый двигатель?

Двигатель внутреннего сгорания/Изобретатели

Кто изобрел четырехтактный бензиновый двигатель?

Первым человеком, построившим первый практически используемый четырёхтактный двигатель, был немецкий инженер Николаус Отто. Поэтому четырёхтактный цикл известен как цикл Отто, а четырёхтактный двигатель, использующий свечи зажигания, называется двигателем Отто.

Классификация двигателей внутреннего сгорания | Алексей Шихов

Со времени своего появления на свет, двигатели внутреннего сгорания очень сильно изменились. Производительность современных двигателей, по сравнению с двигателями времен зари двигателестроения, взлетела до космических высот. Естественно, выросло и разнообразие двигателей. Благодаря этому разнообразию, двигателям нашли бесчисленное количество способов применения. Все это разнообразие можно охватить с помощью классифицирования.

Двигатели классифицируются:

— По количеству цилиндров. Бывают одноцилиндровые, двухцилиндровые, трехцилиндровые и т.д. вплоть до 12 и даже более цилиндров, двигатели. Но все, что более 12 цилиндров, это уже редкость в автомобильной промышленности.

— По способу расположения цилиндров. Самые распространенные варианты, это рядные и V-образные двигатели. Рядные двигатели, это такие двигатели, в которых цилиндры расположены в одном ряду, друг за другом, располагаться они могут, относительно пространственного положения самого двигателя, как вертикально, так и горизонтально, а также под любым градусом наклона. V-образные двигатели, это такие двигатели, у которых имеется 2 ряда цилиндров и расположены они под углом 90 друг к другу, что напоминает букву V. Существуют также двигатели с оппозитным расположением цилиндров. Это когда цилиндры находятся друг напротив друга под углом 180 .

— По способу охлаждения. Бывают двигатели с воздушным охлаждением и с жидкостным. Воздушное охлаждение гораздо проще в производстве и обслуживать его не надо, но оно имеет много недостатков. Самый главный недостаток, это то, что двигатель обдувается потоком встречного или нагнетаемого вентилятором воздуха, из-за чего двигатель имеет разную температуру в разных местах, то есть охлаждается неравномерно. Разная температура приводит к неравномерному износу всего двигателя, что в конечном итоге сокращает срок службы такого двигателя. Да и перегреть такой двигатель, проще простого.

Второй на мой взгляд, очень важный недостаток воздушного охлаждения, это невозможность использовать тепло нагретой охлаждающей жидкости для обогрева салона автомобиля и невозможность подогревать двигатель в морозы, жидкостным предпусковым подогревателем.

Поэтому, жидкостное охлаждение, как говориться рулит. Не даром оно вытеснило воздушное охлаждение с автомобилей, за редким исключением (например грузовики марки «Татра»)

— По назначению. Бывают двигатели автомобильные, судовые, стационарные, бытовые (бензокоса, бензопила) и т.д.

— По способу осуществления рабочего цикла. Бывают 4 такта за один рабочий цикл, а бывает 2 такта. И называются такие двигатели соответственно, четырехтактные и двухтактные. Четырехтактных двигателей в мире превалирующее большинство. Этому есть ряд причин. Основные это экологичность, экономичность и надежность.

— По виду применяемого топлива. Бывают двигатели использующие для своей работы: бензин, дизельное топливо и сжатый или сжиженный газ. Также существуют битопливные и многотопливные двигатели, которые могут работать можно сказать на всем, что горит. Кроме того, есть и другие экзотические двигатели, работающие на не менее экзотических видах топлива, но о них в других статьях.

— По способу воспламенения рабочей смеси в цилиндрах. Бывают двигатели, в которых смесь поджигается искрой от свечи зажигания (бензиновые и газовые), а бывают двигатели в которых смесь поджигается сама по себе от сильного давления (дизельные двигатели)

— По способу наполнения цилиндров воздухом. Бывают атмосферные и наддувные двигатели. Атмосферные, это когда воздух попадает в цилиндры самотеком, то есть из-за разности давлений в цилиндре и во впускном тракте, создается эффект всасывания в цилиндр. Наддувные двигатели, это когда воздух силой вгоняется в цилиндр, с помощью турбонаддува или компрессора. Благодаря наддуву, удается наполнить цилиндр воздухом гораздо сильнее, чем это происходит в атмосферных двигателях, в результате чего значительно вырастает мощность двигателя, но снижается его ресурс.

— По виду смесеобразования. Различают двигатели с внешним смесеобразованием и с внутренним смесеобразованием. Внешнее смесеобразование – это карбюраторные двигатели. Рабочая смесь в таких двигателях, создается в карбюраторах и уже в готовом виде попадает в цилиндры двигателя. Но к слову сказать, в наше время, карбюраторные системы питания уже не выпускаются. Они уступили свое место, двигателям с внутренним смесеобразованием, так как это оказалось гораздо более эффективным. Внутренне смесеобразование означает, что рабочая смесь, необходимая для работы двигателя, образуется уже внутри самих цилиндров. Образуется она из двух составляющих, воздуха и топлива, которые попадают в цилиндр отдельно друг от друга и уже потом внутри смешиваются.

Взято с:: Классификация двигателей внутреннего сгорания https://stupiza.ru/?p=704

Ход работы двигателя внутреннего сгорания. ДВС, что это такое в машине и каков принцип работы? Как устроен поршневой двигатель и его основные системы

На современных тракторах и автомобилях в основном применяют поршневые двигатели внутреннего сгорания. Внутри этих двигателей сгорает горючая смесь (смесь топлива с воздухом в определенных соотношениях и количествах). Часть выделяющейся при этом теплоты преобразуется в механическую работу.

Классификация двигателей

Поршневые двигатели классифицируют по следующим признакам:

  • по способу воспламенения горючей смеси — от сжатия (дизели) и от электрической искры
  • по способу смесеобразования — с внешним (карбюраторные и газовые) и внутренним (дизели) смесеобразованием
  • по способу осуществления рабочего цикла — четырех- и двухтактные;
  • по виду применяемого топлива — работающие на жидком (бензин или дизельное топливо), газообразном (сжатый или сжиженный газ) топливе и мно­готопливные
  • по числу цилиндров — одно- и многоцилиндровые (двух-, трех-, четырех-, шестицилиндровые и т.д.)
  • по расположению цилиндров — однорядные, или линейные (цилиндры расположены в один ряд), и двухрядные, или V-образные (один ряд цилиндров размещен под углом к другому)

На тракторах и автомобилях большой грузоподъемности применяют четырехтактные многоцилиндровые дизели, на автомобилях легковых, малой и средней грузоподъемности — четырехтактные многоцилиндровые карбюра­торные и дизельные двигатели, а также двигатели, работающие на сжатом и сжиженном газе.

Основные механизмы и системы двигателя

Поршневой двигатель внутреннего сгорания состоит из:

  • корпусных деталей
  • кривошипно-шатунного механизма
  • газораспределительного механизма
  • системы питания
  • системы охлаждения
  • смазочной системы
  • системы зажигания и пуска
  • регулятора частоты вращения

Устройство четырехтактного одноцилиндрового карбюраторного двигателя показано на рисунке:

Рисунок. Устройство одноцилиндрового четырехтактного карбюра­торного двигателя:
1 — шестерни приводи распределительного вала; 2 — распределительный вал; 3 — толкатель; 4 — пружина; 5 — выпускная труба; 6 — впускная труба; 7 — карбюратор; 8 — выпускной кла­пан; 9 — провод к свече; 10 — искровая зажигательная свеча; 11 — впускной клапан; 12 — го­ловка цилиндра; 13 — цилиндр: 14 — водяная рубашка; 15 — поршень; 16 — поршневой палец; 17 — шатун; 18 — маховик; 19 — коленчатый вал; 20 — резервуар для масла (поддон картера).

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) преобразует прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение ко­ленчатого вала и наоборот.

Механизм газораспределения (ГРМ) предназначен для своевременного соединения надпоршневого объема с системой впуска свежего заряда и вы­пуска из цилиндра продуктов сгорания (отработавших газов) в определенные промежутки времени.

Система питания служит для приготовления горючей смеси и подвода ее к цилиндру (в карбюраторном и газовом двигателях) или наполнения ци­линдра воздухом и подачи в него топлива под высоким давлением (в дизеле). Кроме того, эта система отводит наружу выхлопные газы.

Система охлаждения необходима для поддержания оптимального теп­лового режима двигателя. Вещество, отводящее от деталей двигателя избы­ток теплоты, — теплоноситель может быть жидкостью или воздухом.

Смазочная система предназначена для подвода смазочного материала (моторного масла) к поверхностям трения с целью их разделения, охлажде­ния, защиты от коррозии и вымывания продуктов изнашивания.

Система зажигания служит для своевременного зажигания рабочей смеси электрической искрой в цилиндрах карбюраторного и газового двига­телей.

Система пуска — это комплекс взаимодействующих механизмов и сис­тем, обеспечивающих устойчивое начало протекания рабочего цикла в ци­линдрах двигателя.

Регулятор частоты вращения — это автоматически действующий меха­низм, предназначенный для изменения подачи топлива или горючей смеси в зависимости от нагрузки двигателя.

У дизеля в отличие от карбюраторного и газового двигателей нет сис­темы зажигания и в системе питания вместо карбюратора или смесителя ус­тановлена топливная аппаратура (топливный насос высокого давления, топ­ливопроводы высокого давления и форсунки).

Для ознакомления с главной и неотъемлемой частью любого транспортного средства рассмотрим из чего состоит двигатель? Для полноценного восприятия его важности, двигатель всегда сравнивают с сердцем человека. Пока сердце работает — человек живет. Аналогично и двигатель, как только он останавливается, или не запускается — автомобиль со всеми его системами и механизмами превращается в груду бесполезного железа.

За время модернизации и совершенствования автомобилей, двига­те­ли очень сильно изменились по своей конструкции в сторону компактности, экономичности, бесшумности, долговеч­нос­ти и т.д. Но принцип работы остался неизменным — на каждом автомобиле имеется двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Исключение составляют только электродвигатели как альтернативный способ получения энергии.

Устройство двигателя автомо­би­ля представлено в разрезе на рисунке 2 .

Название «двигатель внутреннего сгорания» произошло именно от принципа получения энергии. Топливно-воздушная смесь, сгорая внутри цилиндра двигателя, выделяет огромное количество энергии и заставляет через многочисленную цепочку узлов и механизмов в конечном итоге двигаться легковой автомобиль.

Именно пары топлива в смешивании с воздухом при воспламенении дают такой эффект в ограниченном пространстве.

Для наглядности на рисунке 3 показано устройство одноцилиндрового двигателя автомобиля.

Рабочий цилиндр изнутри представ­ля­ет собой замкнутое пространство. Поршень, соединенный через шатун с коленчатым валом, является единственным подвижным элементом в цилиндре. Когда пары топлива и воздуха воспламеняются, вся высвобождаемая энергия давит на стенки цилиндра и поршень, заставляя его перемещаться вниз.

Конструкция коленча­то­го вала выполнена таким образом, что движением поршня через шатун создается крутящий момент, заставляя проворачи­вать­ся сам вал и получать вращательную энергию. Таким образом, высвобождаемая энергия от горения рабочей смеси преобразуется в механическую энергию.

Для приготовления топливно-воздушной смеси используются два способа: внутреннее или внешнее смесеобразование. Оба способа еще отличаются по составу рабочей смеси и методов ее воспламенения.

Чтобы иметь четкое понятие, стоит знать, что в двигателях применяют два вида топлива: бензин и дизельное топливо. Оба вида энергоносителей получаются на основе переработки нефти. Бензин очень хорошо испаряется на воздухе.

Поэтому для двигателей, работающих на бензине, для получения топливно-воздушной смеси применяется такое устройство как карбюратор.

В карбюраторе поток воздуха смешивается с капельками бензина и подается в цилиндр. Там полученная топливно-воздушная смесь воспламеняется при подаче искры через свечу зажигания.

Дизельное топливо (ДТ) обладает малой испаряемостью при обычной температуре, но при смешивании с воздухом под огромным давлением, полученная смесь самовоспламеняется. На этом и основан принцип работы дизельных двигателей.

ДТ впрыскивается в цилиндр отдельно от воздуха через форсунку. Узкие сопла форсунки в сочетании с большим давлением при впрыскивании в цилиндр превращают дизельное топливо в мелкие капли, которые смешиваются с воздухом.

Для визуального представления — это аналогично тому, когда вы давите на крышку баллончика с духами или одеколоном: выдавливаемая жидкость моментально смешивается с воздухом, образуя мелкодисперсионную смесь, которая тут же распыляется, оставляя приятный аромат. Тот же самый эффект распыления происходит и в цилиндре. Поршень, двигаясь вверх, сжимает воздушное пространство, увеличивая давление, и смесь самовозгорается, заставляя поршень двигаться в обратном направлении.

В обоих случаях качество приготовленной рабочей смеси сильно влияет на полноценную работу двигателя. Если идет недостаток в топливе или воздухе — рабочая смесь не полностью сгорает, а вырабатываемая мощность двигателя существенно уменьшается.

Как же и за счет чего подается рабочая смесь в цилиндр?

На рисунке 3 видно, что от цилиндра вверх выходят два стержня с большими шляпками. Это впускной и
выпускной клапаны, которые закрываются и открываются в определенные моменты времени, обеспечивая рабочие процессы в цилиндре. Они могут быть оба закрыты, но никогда оба не могут быть открыты. Об этом будет сказано чуть позже.

На бензиновом двигателе в цилиндре присутствует та самая свеча, которая воспламеняет топливно-воздушную смесь. Это происходит за счет возникновения искры под воздействием электрического разряда. Принцип действия и работы будет рассмотрен при изучении

Впускной клапан обеспечивает своевременное поступление рабочей смеси в цилиндр, а выпускной клапан — своевременный выпуск отработавших газов, которые больше не нужны. Клапаны работают в определенный момент времени движения поршня. Весь процесс превращения энергии от сгорания в механическую энергию называется рабочим циклом, состоящим из четырех тактов: впуск рабочей смеси, сжатие, рабочий ход и выпуск отработавших газов. Отсюда и название — четырехтактный двигатель.

Рассмотрим, как это происходит по рисунку 4 .

Поршень в цилиндре совершает только возвратно-поступательные движе­ни­я, то есть вверх-вниз. Это называется ходом поршня. Крайние точки, между которыми двигается поршень, называ­ют­ся мертвыми точками: верхняя (ВМТ) и нижняя (НМТ). Название «мертвая» идет от того, что в определенный момент, поршень, меняя направление на 180 градусов, как бы «застывает» в нижнем или верхнем положении на тысячные доли секунды.

ВМТ находится на определенном расстоянии до верхней границы цилиндра. Эта область в цилиндре называется камерой сгорания. Область с ходом поршня носит название рабочего объема цилиндра. Это понятие вы, наверняка, слышали при перечислении характе­рис­тик любого двигателя автомобиля. Ну а сумма рабочего объема и камеры сгорания образует полный объем цилиндра.

Соотношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания называется степенью сжатия рабочей смеси. Это
довольно важный показатель для любого двигателя автомобиля. Насколько сильно сжата смесь, настолько больше получается отдача при сгорании, которая преобразуется в механическую энергию.

С другой стороны, чрезмерное сжатие топливно-воздушной смеси приводит к ее взрыву, а не горению. Это явление носит название «детонация». Она ведет к потере мощности и разрушению или чрезмерному износу всего двигателя.

Для избегания современное топливное производство выпускает бензин, устойчивый к высокой степени сжатия. Каждый видел на АЗС надписи вроде АИ-92 или АИ-95. Цифра обозначает октановое число. Чем больше ее значение, тем больше устойчивость топлива к детонации, соответственно его можно применять с большей степенью сжатия.

Современный автомобиль, чаще всего, приводится в движение . Таких двигателей существует огромное множество. Различаются они объемом, количеством цилиндров, мощностью, скоростью вращения, используемым топливом (дизельные, бензиновые и газовые ДВС). Но, принципиально, внутреннего сгорания, похоже.

Как работает двигатель и почему называется четырехтактным двигателем внутреннего сгорания? Про внутреннее сгорание понятно. Внутри двигателя сгорает топливо. А почему 4 такта двигателя, что это такое? Действительно, бывают и двухтактные двигатели. Но на автомобилях они используются крайне редко.

Четырехтактным двигатель называется из-за того, что его работу можно разделить на четыре, равные по времени, части . Поршень четыре раза пройдет по цилиндру – два раза вверх и два раза вниз. Такт начинается при нахождении поршня в крайней нижней или верхней точке. У автомобилистов-механиков это называется верхняя мертвая точка (ВМТ) и нижняя мертвая точка (НМТ) .

Первый такт — такт впуска

Первый такт, он же впускной, начинается с ВМТ (верхней мертвой точки). Двигаясь вниз, поршень всасывает в цилиндр топливовоздушную смесь . Работа этого такта происходит при открытом клапане впуска . Кстати, существует много двигателей с несколькими впускными клапанами. Их количество, размер, время нахождения в открытом состоянии может существенно повлиять на мощность двигателя. Есть двигатели, в которых, в зависимости от нажатия на педаль газа, происходит принудительное увеличение времени нахождения впускных клапанов в открытом состоянии. Это сделано для увеличения количества всасываемого топлива, которое, после возгорания, увеличивает мощность двигателя. Автомобиль, в этом случае, может гораздо быстрее ускориться.

Второй такт — такт сжатия

Следующий такт работы двигателя – такт сжатия . После того как поршень достиг нижней точки, он начинает подниматься вверх, тем самым, сжимая смесь, которая попала в цилиндр в такт впуска. Топливная смесь сжимается до объемов камеры сгорания. Что это за такая камера? Свободное пространство между верхней частью поршня и верхней частью цилиндра при нахождении поршня в верхней мертвой точке называется камерой сгорания. Клапаны, в этот такт работы двигателя закрыты полностью. Чем плотнее они закрыты, тем сжатие происходит качественнее. Большое значение имеет, в данном случае, состояние поршня, цилиндра, поршневых колец. Если имеются большие зазоры, то хорошего сжатия не получится, а соответственно, мощность такого двигателя будет гораздо ниже. Компрессию можно проверить специальным прибором. По величине компрессии можно сделать вывод о степени износа двигателя.

Третий такт — рабочий ход

Третий такт – рабочий , начинается с ВМТ. Рабочим он называется неслучайно. Ведь именно в этом такте происходит действие, заставляющее автомобиль двигаться. В этом такте в работу вступает . Почему эта система так называется? Да потому, что она отвечает за поджигание топливной смеси, сжатой в цилиндре, в камере сгорания. Работает это очень просто – свеча системы дает искру. Справедливости ради, стоит заметить, что искра выдается на свече зажигания за несколько градусов до достижения поршнем верхней точки. Эти градусы, в современном двигателе, регулируются автоматически «мозгами» автомобиля.

После того как топливо загорится, происходит взрыв – оно резко увеличивается в объеме, заставляя поршень двигаться вниз . Клапаны в этом такте работы двигателя, как и в предыдущем, находятся в закрытом состоянии.

Четвертый такт — такт выпуска

Четвертый такт работы двигателя, последний – выпускной . Достигнув нижней точки, после рабочего такта, в двигателе начинает открываться выпускной клапан . Таких клапанов, как и впускных, может быть несколько. Двигаясь вверх, поршень через этот клапан удаляет отработавшие газы из цилиндра – вентилирует его. От четкой работы клапанов зависит степень сжатия в цилиндрах, полное удаление отработанных газов и необходимое количество всасываемой топливно-воздушной смеси.

После четвертого такта наступает черед первого. Процесс повторяется циклически . А за счет чего происходит вращение – работа двигателя внутреннего сгорания все 4 такта, что заставляет поршень подниматься и опускаться в тактах сжатия, выпуска и впуска? Дело в том, что не вся энергия, получаемая в рабочем такте, направляется на движение автомобиля. Часть энергии идет на раскручивание маховика. А он, под действием инерции, крутит коленчатый вал двигателя, перемещая поршень в период «нерабочих» тактов.

Мало кто знает, что двигатель внутреннего сгорания был изобретён ещё 5 веков назад, легендарным инженером и конструктором Леонардо да Винчи. Но, после первого чертежа потребовалось ещё 300 лет, чтобы были созданы первые прототипы, которые могли полноценно работать.

Виды двигателей

Первый полноценный прототип двигателя внутреннего сгорания был сконструирован в далёком 1806 году, который принадлежал братьям Ньепсье. После этого важного исторического факта было недолгое затишье.

Но, в конце 19 века три легендарным немца положили старт автомобилестроению — Николас Отто, Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах. После этого двигатели внутреннего сгорания получили много модификаций и вариантов, которые используются по сегодняшний день.

Рассмотрим, какие существуют виды автомобильных ДВС, а также укажем типы двигателей:

  • Паровая машина
  • Бензиновый двигатель
  • Карбюраторная система впрыска
  • Инжектор
  • Дизельные двигатели
  • Газовый двигатель
  • Электрические моторы
  • Роторно-поршневые ДВС

Паровая машина

Первым представителем полноценного двигателя внутреннего сгорания следует считать паровую машину, которая устанавливалась на все транспортные средства 19 века, до момента изобретения остальных видов моторов.

На то время паровыми движками оснащались паровозы, автомобили и даже примитивные трёхколёсные самоходные машины (напоминающие мотоциклы). Изобретение такого класса завоевало весь мир, но к концу 19 — начало 20 века стало неэффективное, поскольку транспортные средства на пару не могли развивать достаточно большую скорость.

Бензиновый двигатель

Бензиновый двигатель — это ДВС средством питания, которого является бензин. Горючее подаётся с топливного бака при помощи насоса (механического или электрического) на систему впрыска. Итак, рассмотрим, какие бывают типы бензиновых моторов:

  • С карбюратором.
  • Инжекторного типа.

Современный мир привык, что большинство автомобилей имеет электронную систему впрыска топлива (инжектор).

Карбюраторная система впрыска

Карбюратор — это тип впрыскового устройства горючего во впускной коллектор с дальнейшим распределением по цилиндрам. Первый примитивный карбюратор был разработан в Германии ещё в конце 19 века и имеет почти 100 летнюю историю развития.

Карбюраторы бывают — одно-, двух-, четырех- и шестикамерные. Кроме этого существует достаточно много прототипов.

Принцип работы карбюратора достаточно простой: бензонасос подаёт топливо в поплавковую камеру, где бензин проходит сквозь жиклёры механическим путём (количество впрыскиваемого топлива регулирует водитель при помощи педали акселератора), и подаётся во впускной коллектор. Недостатком карбюратора стало то, что он чувствительный к регулировкам, а также не соответствует экологическим международным нормам.

Инжектор

Инжекторный двигатель — это тип впрыскового устройства горючего в цилиндры двигателя. Инжекторный впрыск бывает моно и разделённым Данная система на сегодняшний день все больше совершенствуется, чтобы уменьшит выбросы СО2 в атмосферу. Для впрыска используются форсунки, которые ещё ранее начали использоваться на дизельных двигателях.

С переходом на данную систему транспортные средства стали оснащать электронными блоками управления двигателем, чтобы корректировать состав воздушно-топливной смеси, а также сигнализировать о неисправностях внутри системы.

Дизельные двигатели

Дизельный мотор — это вид двигателя, который расходует как горючее дизельное топливо. Основные системы и элементы движка идентичны бензиновому брату, различие состоит в системе впрыска и воспламенении смеси. В дизельном моторе отсутствуют свечи зажигания, поскольку воспламенение смеси от искры не нужно.

На моторах такого типа устанавливаются свечи накала, которые разогревают воздух в камере сгорания, который превышает температуру воспламенения. После этого через форсунки подаётся распылённое топливо, которое сгорает, чем создаёт достаточное давление для привода в движения поршня, который раскручивает коленчатый вал.

Одним из подвидов дизельного ДВС считается турбодизель. На этом моторе установлена турбина, которая имеет вид улитки. При помощи турбины в мотор подаётся больше количество сжатого воздуха, который даёт больше детонационный эффект, за счёт чего движок можно быстрее разогнать.

Газовый двигатель

Газовые двигатели на сегодняшний день в автоиндустрии в чистом виде почти не используются, поскольку частые поломки моторов, стали причиной полного отказа от них. Вместо этого, газовые установки зачастую можно встретить на бензиновых автомобилях, что значительно экономит расход денег на горючее.

Газ с баллона подаётся на редуктор, который распределяет топливо по цилиндрам, а затем горючее попадает непосредственно в камеры сгорания. После этого с помощью свечей зажигания газ воспламеняется. Единственным недостатком использования газовой установки считается то, что мотор теряет 20% своего потенциального ресурса.

Электрические моторы

Николас Тесла впервые предложил использовать для автомобилей электроэнергию. Электрические моторы на сегодняшний день не распространены, поскольку заряда батареи хватает только до 200 км пути, а заправочных станций, которые могут предоставить услугу зарядки автомобиля — практически нет.

Известная мировая компания, производитель электрических автомобилей «Тесла» продолжает совершенствовать электродвигатели, и каждый год дарит потребителям новинки, которые имеют больший запас хода без дозарядки.

Гибриды

Наверное, самые желаемые двигатели на сегодняшний день. Это смесь бензинового двигателя внутреннего сгорания и электромотора. Существует несколько вариантов работы такого движка.

  1. Мотор может работать на попеременном питании. Сначала движение производится на бензине, пока генератор заряжает батарею, а затем водитель может переключиться на электропитание.
  2. Двигатель и электромотор работают одновременно, что помогает сэкономить расход горючего на одно, и тоже расстояние с другими типами ДВС.

Роторно-поршневые ДВС

Роторно-поршневой силовой агрегат в автомобилестроении не нашёл широкого распространения, хотя можно встретить модели автомобилей, которые используют такой тип ДВС. Предложил создание такого мотора — конструктор Ванкель.

Движение осуществляется за счёт вращения трёхзубчатого ротора, который позволяет осуществить любой 4-тактный цикл Дизеля, Стирлинга или Отто без применения специального механизма газораспределения. Данный мотор активно использовался в 80-е годы 20 ст.

Водородный мотор

НОУ-ХАУ современного мира считается водородный двигатель. В автомобиль устанавливается установка водородного типа. Отличие от бензиновых моторов заключается в подаче топлива. Если у бензина топливо подаётся вовремя возврата поршня в ВТМ, то у водородного силового агрегата в момент, когда поршень возвращается к НТМ.

В будущем планируется создать водородный двигатель закрытого типа, когда не будет требоваться выброс отработанных газов, а также на 500 км автолюбитель сможет забить о заправке автомобиле.

Стоит понимать, что автомобили с таким мотором будут стоить весьма не дёшево, пока они полностью не вытеснят бензинового брата.

Вывод

Двигатели внутреннего сгорания имеют достаточно большое количество видов и типов, на любой вкус. Так, самыми популярными, по мировой статистике, считают бензиновые, дизельные и гибридные силовые агрегата. Но, все движется к тому, что человек хочет отойти от использования бензина и его аналогов и перейти полностью на электрику.

ВВЕДЕНИЕ

В древности люди приводили в действие простейшие механизмы руками или с помощью животных. Затем они научились использовать силу ветра, плавая на парусных кораблях. Они научились так же использовать ветер для вращения ветряных мельниц, перемалывающих зерно в муку. Позже они стали применять энергию течения воды в реках для вращения водяных колес. Эти колеса перекачивали и поднимали воду или приводили в действие различные механизмы.
История появления тепловых двигателей уходит в далекое прошлое. Хотя и двигатель внутреннего сгорания – очень сложный механизм. И функция, выполняемая тепловым расширением в двигателях внутреннего сгорания не так проста, как это кажется на первый взгляд. Да и не существовало бы двигателей внутреннего сгорания без использования теплового расширения газов.

Цель работы:
Рассмотреть двигатель внутреннего сгорания.

Задачи:
1. Изучить теорию двигателей внешнего и внутреннего сгорания.
2. Сконструировать модель на основе теории ДВС.
3. Рассмотреть влияние ДВС на окружающую среду.
4. Создать буклет на тему: “Двигатель внутреннего сгорания ”.

Гипотеза:
В качестве энергетических установок автомобилей наибольшее распространение получили двигатели внутреннего сгорания, в которых процесс сгорания топлива с выделением теплоты и превращением ее в механическую работу происходит непосредственно в цилиндрах. На большинстве современных автомобилей установлены двигатели внутреннего сгорания.

Актуальность:
Физика и физические законы являются неотъемлемой частью нашей жизни.
Техника, здания, различные процессы, протекающие в нашем мире – все это физика. Мы не можем жить и не знать, хотя бы элементарных законов этой науки. А, следовательно, физика – это актуальная, не стареющая наука.
Тема нашей работы поможет ученикам понять и усвоить на первый взгляд самые обычные процессы в окружающем нас мире, но сложные по своему устройству.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Двигатель внутреннего сгорания

Значительный рост всех отраслей народного хозяйства требует перемещения большого количества грузов и пассажиров. Высокая маневренность, проходимость и приспособленность для работы в различных условиях делает автомобиль одним из основных средств перевозки грузов и пассажиров. На долю автомобильного транспорта приходится свыше 80% грузов, перевозимых всеми видами транспорта вместе взятыми, и более 70% пассажирских перевозок. За последние годы заводами автомобильной промышленности освоены многие образцы модернизированной и новой автомобильной техники, в том числе для сельского хозяйства, строительства, торговли, нефтегазовой и лесной промышленности. В настоящее время существует большое количество устройств, использующих тепловое расширение газов. К таким устройствам относится карбюраторный двигатель, дизели, турбореактивные двигатели и т. д.

Тепловые двигатели могут быть разделены на две основные группы:
1. Двигатели с внешним сгоранием.
2. Двигатели внутреннего сгорания.

Изучая тему урока “Двигатели внутреннего сгорания” в 8 классе мы заинтересовались этой темой. Мы живем в современном мире, в котором техника играет важную роль. Не только та техника, которую мы используем у себя дома, но и на которой ездим – автомобиль. Рассматривая машину, я убедился, что двигатели это необходимая часть автомобиля. Неважно будь это старая или новая машина. Поэтому мы решили затронуть тему двигателя внутреннего сгорания, который использовали и раньше и сейчас.

Для того, чтобы понять устройство ДВС, мы решили создать его сами и вот, что у нас получилось.

Изготовление ДВС

Материал: картон, клей, проволока, моторчик, шестерни, батарейка 9V.

Ход изготовления
1. Изготовили из картона коленвал (вырезали круг)
2. Изготовили шатун (сложили прямоугольный лист картона 15*8 пополам и ещё на 90градусов), на концах которого сделали отверстия
3. Из картона изготовили поршень, в котором сделали отверстия (под поршневые пальцы)
4. Поршневые пальцы сделали по размеру отверстия в поршне, свернув небольшой лист картона
5. С помощью поршневого пальца закрепили поршень на шатуне, а с помощью проволоки шатун прикрепили к коленвалу
6. По размеру поршня свернули цилиндр, а по размеру коленвала картер (Картер – коробочка под коленвал)
7. Собрали механизм вращения коленвала (с помощью шестерёнок и моторчика), так чтобы при больших оборотах моторчика вращающий механизм развивал меньшие обороты (чтобы он мог провернуть коленвал с шатуном и поршнем)
8. К коленвалу прикрепили вращающийся механизм и поместили его в картер (закрепив вр. механизм к стенке картера)
9. Поршень поместили в цилиндр и склеили цилиндр с картером.
10. Идущие два провода + и – от моторчика присоединяем к батарейке и наблюдаем движение поршня.

Вид модели снаружи

Вид модели внутри

Применение ДВС

Тепловое расширение нашло свое применение в различных современных технологиях. В частности можно сказать о применении теплового расширения газа в теплотехники. Так, например, это явление применяется в различных тепловых двигателях, т. е. в двигателях внутреннего и внешнего сгорания:
* Роторных двигателях;
* Реактивных двигателях;
* Турбореактивных двигателях;
* Газотурбинные установки;
* Двигателях Ванкеля;
* Двигателях Стирлинга;
* Ядерные силовые установки.

Тепловое расширение воды используется в паровых турбинах и т. д. Все это в свою очередь нашло широкое распространение в различных отраслях народного хозяйства. Например, двигатели внутреннего сгорания наиболее широко используются:
* Транспортные установки;
* Сельскохозяйственные машины.

В стационарной энергетике двигатели внутреннего сгорания широко используются:
* На небольших электростанциях;
* Энергопоезда;
* Аварийные энергоустановки.

ДВС получили большое распространение также в качестве привода компрессоров и насосов для подачи газа, нефти, жидкого топлива и т. п. по трубопроводам, при производстве разведочных работ, для привода бурильных установок при бурении скважин на газовых и нефтяных промыслах.
Турбореактивные двигатели широко распространены в авиации. Паровые турбины – основной двигатель для привода электрогенераторов на ТЭС. Применяют паровые турбины также для привода центробежных воздуходувок, компрессоров и насосов.
Существуют даже паровые автомобили, но они не получили распространения из–за конструктивной сложности.
Тепловое расширение применяется также в различных тепловых реле, принцип действия, которых основан на линейном расширении трубки и стержня, изготовленных из материалов с различным температурным коэффициентом линейного расширения.

Воздействие тепловых двигателей на окружающую среду

Отрицательное влияние тепловых машин на окружающую среду связано с действием различных факторов.
Во–первых, при сжигании топлива используется кислород из атмосферы, вследствие чего содержание кислорода в воздухе постепенно уменьшается.
Во–вторых, сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа.
В–третьих, при сжигании угля и нефти атмосфера загрязняется азотными и серными соединениями, вредными для здоровья человека. А автомобильные двигатели ежегодно выбрасывают в атмосферу 2–3 тонны свинца.
Выбросы вредных веществ в атмосферу – не единственная сторона воздействия тепловых двигателей на природу. Согласно законам термодинамики производство электрической и механической энергии в принципе не может быть осуществлено без отвода в окружающую среду значительных количеств теплоты. Это не может не приводить к постепенному повышению средней температуры на Земле.

Методы борьбы с вредными воздействиями тепловых двигателей на окружающую среду

Один из способов уменьшения путей загрязнения окружающей среды связан с использованием в автомобилях вместо карбюраторных бензиновых двигателей дизелей, в топливо которых не добавляют соединения свинца.
Перспективными являются разработки автомобилей, в которых вместо бензиновых двигателей применяются электродвигатели или двигатели, использующие в качестве топлива водород.
Другой способ заключается в увеличении КПД тепловых двигателей. В Институте нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН разработаны новейшие технологии превращения углекислого газа в метанол (метиловый спирт) и диметиловый эфир, увеличивающие в 2–3 раза производительность аппаратов при значительном уменьшении электроэнергии. Здесь был создан реактор нового типа, в котором производительность увеличена в 2–3 раза.
Введение этих технологий снизит накопление углекислого газа в атмосфере и поможет не только создать альтернативное сырьё для синтеза многих органических соединений, основой для которых сегодня служит нефть, но и решить упомянутые выше экологические проблемы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Благодаря нашей работе можно сделать следующие выводы:
Не существовало бы двигателей внутреннего сгорания без использования теплового расширения газов. И в этом мы легко убеждаемся, рассмотрев подробно принцип работы ДВС, их рабочие циклы – вся их работа основана на использовании теплового расширении газов. Но ДВС – это только одно из конкретных применений теплового расширения. И судя по тому, какую пользу приносит тепловое расширение людям через двигатель внутреннего сгорания, можно судить о пользе данного явления в других областях человеческой деятельности.
И пускай проходит эра двигателя внутреннего сгорания, пусть у них есть много недостатков, пусть появляются новые двигатели, не загрязняющие внутреннюю среду и не использующие функцию теплового расширения, но первые еще долго будут приносить пользу людям, и люди через многие сотни лет будут по доброму отзываться о них, ибо они вывели человечество на новый уровень развития, а пройдя его, человечество поднялось еще выше.

Литература

1. Хрестоматия по физике: А. С. Енохович – М.: Просвещение, 1999
2. Детлаф А. А., Яворский Б. М. Курс физики: – М., Высшая школа., 1989.
3. Кабардин О. Ф. Физика: Справочные материалы: Просвещение 1991.
4. Интернет–ресурсы.

Руководители работы:
Шаврова Т. Г. учитель физики,
Бачурин Д. Н. учитель информатики.

Муниципальное общеобразовательное учреждение
“Первомайская средняя общеобразовательная школа №2”
Бийского района Алтайского края

тест по теме «Автомобильные масла». | Тест на тему:

Тест по теме «Автомобильное топливо»

В -1.

1. Назовите марки бензинов, применяемых для двигателей автомобилей.

А. АБ – 71, 75, 94                                            Б. Аи – 76, 92, 95, 98

В. А – 94, 77, 70, 91                                         Г. Аи – 72, 92, 96

2. Для какого вида двигателя внутреннего сгорания  применяется бензин?

А. дизельного                                                   Б. поршневого

В. карбюраторного                                          Г.автомобильного      

       

3.  Показатель воспламеняемости топлива (если двигатель с внутренним смесеобразованием), определяется путем сравнения с образцом (эталонным топливом).  О чем идет речь?

А. бензин                                                           Б. цетановое число 

В. кислотность                                                  Г. фракционный состав

4. Давление насыщенных паров….

А. показывает, сколько содержится в сернистых соединениях топлива серы. 

Б. свидетельствует о том, что оно предварительно проходило очистку на нефтеперегонных заводах. 

В. показывает наличие в топливе примесей легковоспламеняющихся фракций и растворенных газов.

Г. показывает, сколько в топливе содержится органических кислот.

5. Какой способ перегонки нефти применяют для получения стабильного бензина?

А. термический крекинг                                     Б. каталитический крекинг

В. гидрокрекинг                                                  Г. каталитический риформинг

6. Бензин — горючая смесь лёгких углеводородов с температурой кипения 

А. от 33 до 205 °C (в зависимости от примесей)

Б. от 50 до 150 °C (в зависимости от примесей)

В. от 70 до 300 °C (в зависимости от примесей)

Г. от 75 до 210 °C (в зависимости от примесей)

7. Какие бывают двигатели по виду применяемого топлива?

А. дизельные, бензиновые

Б. карбюраторные, инжекторные, дизельные, газовые

В. на жидком топливе, на газообразном

Г. дизельные, газовые

8. Для каких целей применяют добавки в виде металлоорганических соединений марганца и железа в бензин?

А. выравнивание состава                                  Б.  выравнивание кислотности

В. выравнивание октанового числа                 Г. выравнивание стабильности

9. Способность паров бензина продолжать гореть без теплового источника зажигания называется …

А. температурой вспышки                                Б. температурой воспламенения

В. температурой самовоспламенения              Г. температурой возгорания

10. Как называется вид масла, применяемого для смазки зубчатых передач различного типа машин и механизмов?

А. турбинное                                                      Б. трансмиссионное

В.  индустриальное                                            Г. цилиндровое

11. Согласно ГОСТ 12.1.007 – 76  к  какому классу опасности по токсичности относится бензин?

А.1                        Б.  2                               В. 3                                 Г. 4

12. Каким параметром отличается дизельное топливо марки «Евро» от других видов дизтоплива?

А. цетановое число                                                   Б. прозрачность

В. температура застывания                                      Г. содержание серы

13.  Температура замерзания бензина в случае использования специальных присадок.

А. -50 °C              Б. −72 °C                      В. – 85  °C                        Г. – 89 °C

14. Сколько раз и где именно очищается топливо в системе питания легкового автомобиля?

А. 3 раза – в баке, бензонасосе, коленвале

Б. 3 раза – в баке, полнопоточном фильтре, карбюраторе

В. 4 раза – в баке, фильтре-отстойнике, полнопоточном фильтре, карбюраторе

Г. 4 раза – в баке, бензонасосе, фильтре, карбюраторе

15. Какая из перечисленных марок бензина обладает наилучшими антидетонационными свойствами?

А. А-76                   Б. АИ-93                      В. АИ-95                          Г.АИ-98

16. При обращении с этилированными бензинами следует:

А.  не допускать попадания внутрь, в том числе не вдыхать пары;

Б.  промывать перед обслуживанием детали системы питания в керосине;

В.  не допускать расплескивания этилированного бензина при заправке, транспортировании и переливке;

Г.  соблюдать все перечисленные требования

17. Какое дизельное топливо предназначено для эксплуатации при наиболее низких температурах?

А.  А                        Б. Л                                  В. З                         Г.ДС

18. В России производятся автомобильные бензины

А. пяти марок                                                 Б. четырех марок

В. трех марок                                                  Г. двух марок

19.  Буква «И» в маркировке бензина  указывает на применение исследовательского метода при определении

А. октанового числа                                       Б. электоролита

В. тормозной жидкости                                 Г. воды

20. Какая механическая примесь наиболее опасна для дизельного топлива?

А.  песок                                                          Б. глинозем

В.  механические частицы                             Г. все из преечисленных

21. В карбюраторных двигателях топливо, подаваемое вместе с воздухом, должно

А. перемешиваться с воздухом и хорошо распыляться.

Б. образовывать  нагар и лакоотложения в двигателе.

В. образовывать  кристаллы, которые могут преградить доступ топлива  в цилиндры двигателя.

Г. быстро испаряться и образовывать гомогенную (однородную) смесь с воздухом.

 

22. По ГОСТу 2084-77 автомобильные бензины бывают

А. А-72, АИ-91 и АИ-95                                Б. А-76, АИ-91, АИ-93 и АИ-95

В. А-72, А-76, АИ-91 и АИ-95                      Г. А-72, А-76, АИ-91, АИ-93 и АИ-95

23.Марка автомобильных бензинов ГОСТ Р 51105-97 Премиум-95 с октановым числом по исследовательскому методу

А.не менее 80                      Б.  не менее 92               В. не менее 95              Г. не менее 98.

24. Как называется жидкий продукт прямой перегонки нефти, который получают из керосино-газойлевых фракций.

А.  дизельное топливо                                       Б. газовое топливо

В. инжекторное топливо                                   Г. природное топливо

25. Какое дизельное топливо застывает при температуре всего 5°С ниже ноля. 

А. газовое                       Б. летнее                     В. зимнее                     Г. инжекторное

26. Содержание каких веществ в бензине и дизельном топливе не допускается.

А.серы и воды

Б. активные сернистые соединения, водорастворимые кислоты и щелочи, а также вода

В. водорастворимых (минеральных) кислот и щелочей

Г. водорода и активных щелочных веществ

 

27. К бензинам предъявляются следующие требования:

А. обеспечение нормального и полного сгорания полученной смеси в двигателях (без возникновения детонации)

Б.  образование горючей смеси необходимого состава

В.  незначительное образование отложений в двигателе

Г. все вышеперечисленное

28. Что показывает, при какой температуре испаряется определенное количество топлива А. фракционный состав бензина                      Б.  калильное сгорание рабочей смеси

В. октановое число                                            Г. химическая стабильность

29. Какая из предложенных марок ГСМ является автомобильным  бензином, октановое число которого определено по исследовательскому методу не менее 92.

А. ДЗп-15/-25                 Б. ТМ-5-9                 В. М-8-В                        Г.АИ-92.

30. Государственный стандарт требует, чтобы химический состав бензина любой марки оставался неизменным

А. не менее трех лет при соблюдении правил хранения

Б. не менее четырех лет при соблюдении правил хранения

В. не менее пяти лет при соблюдении правил хранения

Г. не менее семи лет при соблюдении правил хранения

Тест по теме «Автомобильное топливо»

В -2.

1. Норма расхода топлива для легковых автомобилей установлена на:

А. определенное количество выполненных поездок

Б. 100 км пробега

В. выполненную транспортную работу

Г.  1000 км пробега

2. Автомобильным бензином называют нефтяную фракцию, представляющую смесь углеводородов, которая выкипает при температурах

А. от 30 до 100 °С.                       Б. от 40 до 200 °С.

В. от  50 до 230 °С.                      Г. от 55 до 200 °С.

3.Характеризуют работоспособность топливоподающей системы зимой…

А. низкотемпературные свойства                      Б. высокотемпературные свойства

В. среднетемпературные свойства                    Г. все перечисленные

4. По ГОСТу 2084-77 автомобильные бензины бывают

А. А-72, АИ-91 и АИ-95                                Б. А-76, АИ-91, АИ-93 и АИ-95

В. А-72, А-76, АИ-91 и АИ-95                      Г. А-72, А-76, АИ-91, АИ-93 и АИ-95

5. В дизелях подаваемое топливо с целью его быстрейшего испарения и перемешивания с воздухом должно

А. плохо охлаждаться                                         Б. хорошо охлаждаться

В. плохо распыляться                                         Г.хорошо распыляться

6. Какое число определяет детонационную стойкость бензина?

А. цетановое                    Б. октановое             В. нафтеновое           Г.маркировочное

7. В каких видах двигателей внутреннего сгорания применяется дизельное топливо?

А. с воспламенением от искры                           Б. с воспламенением от впрыска

В. с воспламенением от сжатия                          Г. с воспламенением от наддува

8. Склонность топлив к окислению и смолообразованию при их длительном хранении характеризуется  

А. индукционным периодом                               Б. цетановым числом

В. плотностью расхода топлива                         Г. химической стабильностью

9. Согласно ГОСТ 12.1.004 – 85 жидкости делятся

А. на легковоспламеняющиеся и горючие

Б. легковоспламеняющиеся и трудновоспламеняющиеся

В. горючие и смазочные

Г. все вышеперечисленные

10. К какому разряду ЛВЖ относится бензин?

А. 1                                        Б.  2                             В. 3                                 Г.  4

11. Показателями бензинов, влияющими на смесеобразование, являются

А. плотность                                                         Б. вязкость

В. испаряемость                                                   Г. все вышеперечисленное

12. Активные сернистые соединения способны вызывать при нормальных условиях…

А.  неисправность ходовой части                       Б. коррозию металлов  

В.   увеличение технических зазоров в сопряжениях деталей: поршней, распределительного вала   

Г. износ ремня газораспределительного механизма

13. Качественное топливо должно обеспечивать следующие эксплуатационные свойства:

А. охлаждающие свойства – теплопроводность, теплоемкость

Б. прокачиваемость – содержание ПАВ (поверхностно-активных веществ), фильтруемость, показатели чистоты топлива, вязкостно-температурные свойства

 В.  испаряемость – оценивается  давлением насыщенных паров и фракционным составом

Г. все вышеперечисленное

14. Государственный стандарт требует, чтобы не менее пяти лет при соблюдении правил хранения оставался неизменным…

А. срок регистрации дизельного топлива

Б. срок хранения автомобильного топлива

В. химический состав бензина любой марки

Г. завод-изготовитель автомобильного топлива

15. Показатель, определяющий детонационную стойкость топлива для двигателей с внешним смесеобразованием – это…. 

А. цетановое число                                                Б. октановое число 

В. давление насыщенных паров                           Г. фракционный состав

16. Марка автомобильных бензинов ГОСТ Р 51105-97 Регуляр-92 с октановым числом по исследовательскому методу

А.не менее 80                      Б.  не менее 92               В. не менее 95              Г. не менее 98.

17. Что означает цетановое число дизельного топлива?

А. воспламеняемость                                            Б. детонационную стойкость

В. теплоту сгорания                                              Г. дымность горения

18. Топливо с большим октановым числом может применяться

А. при высокой степени сжатия карбюраторного двигателя

Б. при низкой степени сжатия карбюраторного двигателя

В. при средней степени сжатия карбюраторного двигателя

Г.  при отсутствии сжатия карбюраторного двигателя

19. При понижении плотности расход топлива

А. увеличивается                                          Б.уменьшается

В. остается прежним                                    Г. могут быть все варианты

20. Обязательным для всех видов топлив является

А. содержание воды и механических примесей

Б. водорастворимых щелочей и кислот 

В. легковоспламеняющихся фракций и растворенных газов.

Г. содержание серы

21. Свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению одной части относительно другой — это

А. плотность                   Б. коррозия                В. вязкость                      Г. испаряемость

22. Какие свойства и показатели бензина влияют на смесеобразование?

А. детонационное сгорание, поверхностное натяжение, плотность

Б. механические примеси, поверхностное натяжение, вязкость

В.  плотность, вязкость, поверхностное натяжение, испаряемость, фракционный состав, давление насыщенных паров

Г. нет правильного ответа.

23. Какие свойства и показатели дизельного топлива, влияют на подачу?

А. химическая стабильность, цетановое число

Б. вязкость, низкотемпературные свойства, физическая и химическая стабильность

В. испаряемость, плотность, поверхностное натяжение

Г. нет правильного ответа

24. Какие топлива относятся к альтернативным топливам?

А. сжиженные нефтяные газы, сжатые сопутствующие газы

Б. сжатый природный газ, газоконденсатное топливо, спирты, водород

В. газоконденсатное топливо, водород, сжатый сопутствующий газ

Г. все вышеперечисленные

25. Чем выше индукционный период бензина, тем выше его

А. химическая стабильность                           Б. сопротивляемость

В. марка                                                             Г. цена

26. Эксплуатационные требования к дизельным топливам (ДТ):

А. бесперебойная подача топлива в систему питания двигателя

Б. обеспечение высокотемпературных свойств

В. максимальное  образование отложений в выпускном тракте, камере сгорания, на игле и распылителе форсунки

Г. все вышеперечисленное

27.  Температура замерзания бензина достигает

А. -40 °С.                             Б. – 50 °С.                      В. –60 °С.                       Г. – 65 °С.  

                   

28. Фракционный состав бензина показывает,

А. способность переходить из жидкого состояния в газообразное

Б. работоспособность топливоподающей системы зимой

В. отсутствие коррозии и коррозионных износов

Г. при какой температуре испаряется определенное количество топлива.

29. Какие примеси в бензине приводит к засорению топливных фильтров, жиклеров, топливопроводов, а также нарушают работу двигателя, увеличивает износ цилиндров и поршневых колец.

А. смолы в бензине                                                   Б. присадки

В.  механические примеси в бензине                      Г. вода

30. К симптомам отравления парами бензина лёгкой и средней степени тяжести относятся:

А. слабость и покраснение кожи                            Б. повышение температуры до 40° C

В. отсутствие сознания                                            Г. все вышеперечисленное

КЛЮЧ  К ТЕСТУ ПО ТЕМЕ «АВТОМОБИЛЬНОЕ ТОПЛИВО»

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

В-1

Б

В

Б

В

Б

А

Б

В

Б

Б

Г

Г

Б

Г

Г

Г

В

А

А

Б

Г

Г

В

А

Б

Б

Г

А

Г

В

В-2

Б

Б

А

Г

Г

Б

В

А

А

А

Г

Б

Г

В

Б

Б

А

А

Б

А

В

В

В

Б

А

А

В

Г

В

А

Устройство двигателя внутреннего сгорания


Устройство двигателя внутреннего сгорания простыми словами

В этой статье поговорим об устройстве двигателя внутреннего сгорания узнаем принцип его работы. Рассмотрим его в разрезе. Несмотря на то, что двигатель внутреннего сгорания был изобретён уже очень давно, но он до сих пор пользуется огромной популярностью. Правда за большое количество времени конструкция двигателя внутреннего сгорания претерпела различные изменения.

Усилия инженеров постоянно направлены на облегчения веса двигателя, улучшения экономичности, увеличение мощности, а также уменьшения выброса вредных веществ.

Двигатели бывают бензиновые и дизельные. Также встречаются роторные и газотурбинные двигатели которые используются намного реже. О них мы поговорим в других статьях.

По расположению цилиндров двс бывают рядные,V- образные и опозитные. По количеству цилиндров 2,4,6,8,10,12,16. Встречаются и 5 цилиндровые двигатели внутреннего сгорания.

У каждой компоновки есть свои преимущества например рядный 6-ти цилиндровый двигатель это хорошо сбалансированный , но склонен к перегреву мотор. У V- образных двигателей другое преимущество они занимают меньше место под капотом, но при этом затрудняют обслуживание из-за ограниченного доступа. Раньше встречались и рядные 8 цилиндровые двигатели вероятней всего их не стало из-за сильной склонности к перегреву и они занимали много места под капотом.

. По типу работы двс бывают двух типов: двух тактные и четырех тактные. Двух тактные двигатели внутреннего сгорания в основном применяются на мотоциклах. В автомобилях практически всегда использовались 4 тактные двигатели.

Устройство двс

Рассмотрим двигатель в разрезе

Двигатель внутреннего сгорания состоит из следующих компонентов и вспомогательных систем.

1) Блок цилиндров. Блок цилиндров и является главным телом двигателя в котором и происходит работа поршней. Обычно состоит из чугуна и обладает охладительной рубашкой для охлаждения.

2) Механизм ГРМ. Газораспределительный механизм регулирует подачу топливно-воздушной смеси и отвод выхлопных газов. С помощью кулачков распредвала которые воздействуют на пружины клапанов. Клапана открываются либо, закрываются в зависимости от такта двигателя. При открытии впускных клапанов цилиндры наполняются топливно-воздушной смесью. При открытии выпускных клапанов происходит отвод выхлопных газов.

3) Поршневая группа. Благодаря энергии взрыва топливно-воздушной смеси поршень опускается вниз. Через шатун он передает энергию на коленвал. Поршневая группа состоит из: поршня, поршневых колец, поршневого пальца ( который прочно соединяется с шатуном). Благодаря поршневым кольцам. Поршень плотно прилегает к стенкам цилиндров. Более подробно про устройство поршня можно узнать здесь.

4) КШМ- Кривошипно-шатунный механизм. Благодаря передаче энергии шатуна на коленвал совершается полезная работа.

5) Масляный поддон. В масляном поддоне находится моторное масло которое и используется системой смазки для смазывания подшипников и компонентов двс.

6) Система охлаждения. Благодаря системе охлаждения двигатель внутреннего сгорания поддерживает оптимальную температуру. Система охлаждения состоит из: помпы, радиатора, термостата, патрубков охлаждения , а также охладительной рубашки.

7) Система смазки. Система смазки служит для защиты компонентов двигателя от прежде временного износа. Кроме того благодаря моторному маслу в двигателе внутреннего сгорания происходит охлаждение и защита от коррозии. Система смазки состоит из: масляного насоса, масляного фильтра, масляных магистралей и масляного поддона.

8) Система питания. Система питания обеспечивает своевременную подачу топлива. Различается на 3 вида карбюратор, моновпрыск и инжектор.

Узнать более подробно о том, что лучше карбюратор или инжектор можно перейдя по ссылке.

В карбюраторе топливно-воздушная смесь готовиться в карбюраторе для последующей подачи. Карбюратор обладает механическим топливным насосом.

Моновпрыск это по сути переход от карбюратора к инжектору или промежуточное звено. Благодаря блоку управления на одну единственную форсунку подаётся команда о необходимом количестве топлива.

Инжектор. Инжекторные системы топлива обладают. ЭБУ- электронный блок управления, форсунки, топливная рампа. Благодаря командам ЭБУ на форсунки подаётся сигнал о том какое количество топлива необходимо в данный момент. Про ЭБУ более подробно можно узнать здесь.

На сегодняшний момент это самые распространенные топливные системы. Так как обладают рядом преимуществ. Экономичность, экологичность и лучшая отдача по сравнению с моновпрыском и карбюратором.

Также существует прямой впрыск топлива. Где форсунки впрыскивают топливо непосредственно в камеру сгорания , не используется часто по причине более сложной конструкции и меньшей надёжности по сравнению с распределительным впрыском. Преимущество такой конструкции в лучшей экономичности и экологичности.

9) Система зажигания. Система зажигания служит для воспламенения топливно-воздушной смеси. Состоит из высоковольтных проводов, катушек зажигания, свеч зажигания. Стартер запускает двигатель внутреннего сгорания. Более подробно о стартере можно узнать перейдя по ссылке.

10) Маховик. Главной задачей маховика является запуск двс с помощью стартера через коленвал.

Принцип работы

Двигатель внутреннего сгорания совершает 4 цикла или такта.

1) Впуск. На этой стадии происходит впуск топливно-воздушной смеси.

2) Сжатие. При сжатии происходит сжатие поршнем топливно-воздушной смеси.

3) Рабочий ход. Поршень под давлением газов отправляется в НМТ( нижнюю мертвую точку). Поршень передает энергию на шатун, затем через шатун передается энергия на коленвал. Таким образом происходит обмен энергии газов на полезную механическую работу.

4) Выпуск. Поршень отправляется вверх. Выпускные клапана открываются, чтобы выпустить продукты распада.

Инновации двигателя внутреннего сгорания

1) Использование в двс лазеров для воспламенения топлива. По сравнению со свечами зажигания у лазеров будет проще настройка угла зажигания и будет большая мощность. Обычные свечи при сильной искре быстро выходят из строя.

2) Технология FreeValve эта технология подразумевает двигатель без распредвалов. Вместо распредвалов клапанами управляют индивидуальные приводы на каждый клапан. Экологичность и экономичность таких двс выше. Технология разработана дочерней компанией Koniesseg и имеет схожее название FreeValve. Технология пока сырая, но уже продемонстрировала ряд преимуществ. Что будет дальше время покажет.

3) Разделение двигателей на холодную и горячую части. Суть технологии в том, что двигатель делится на две части. В холодной будет происходить впуск и сжатие так как эти стадии более эффективно будут происходить в холодной части. Благодаря этой технологии инженеры обещают улучшение производительности на 30-40%. В горячей части будут происходить воспламенение и выхлоп.

А о каких будущих технологиях двигателя внутреннего сгорания Вы слышали обязательно поделитесь этим в комментариях.

Все о двигателях внутреннего сгорания: устройство, принцип работы и тюнинг

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.

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.

Все о двигателях внутреннего сгорания: устройство, принцип работы и тюнинг Ссылка на основную публикацию

Устройство двигателя. Принцип работы ДВС

Главная » Все об авто » Энциклопедия » Устройство двигателя. Принцип работы ДВС

Практически все современные автомобили оснащены двигателем внутреннего сгорания, имеющим аббревиатуру ДВС. Несмотря на постоянный прогресс и сегодняшнее стремление автомобильных концернов отказаться от моторов, работающих на нефтепродуктах в пользу более экологичной электроэнергии, львиная доля машин ездит на бензине или дизельном топливе.

Основными принципом ДВС является то, что топливная смесь воспламеняется непосредственно внутри агрегата, а не вне его (как, к примеру, в тепловозах или устаревших паровозах). Такой способ имеет относительно большой коэффициент полезного действия. К тому же, если говорить об альтернативных моторах на электрической тяге, то двигатели внутреннего сгорания обладает рядом неоспоримых преимуществ.

  • большой запас хода на одном баке;
  • быстрая заправка;
  • согласно прогнозам, уже через несколько лет энергосистемы развитых стран не будут в силах погасить потребность в электроэнергии из-за большого количества электрокаров, что может привести к коллапсу.

Классификация двигателей внутреннего сгорания

Непосредственно ДВС отличаются по своему устройству. Все моторы можно разделить на несколько самых популярных категорий в зависимости от принципа работы:

Бензиновые

Наиболее распространенная категория. Работает на главных продуктах нефтепереработки. Основным элементом в таком моторе является цилиндро-поршневая группа или ЦПГ, куда входит: коленвал, шатун, поршень, поршневые кольца и сложный газораспределительный механизм, который обеспечивает своевременное наполнение и продувку цилиндра.

Бензиновые двигатели внутреннего сгорания подразделяются на два типа в зависимости от системы питания:

  1. карбюраторные. Устаревшая в условиях современной реальности модель. Здесь формирование топливно-воздушной смеси осуществляется в карбюраторе, а пропорцию воздуха и бензина определяет набор жиклеров. После этого карбюратор подает ТВС в камеру сгорания. Недостатками такого принципа питания является повышенное потребление топлива и прихотливость всей системы. К тому же она сильно зависит от погоды, температуры и прочих условий.
  2. инжекторные или впрысковые. Принципы работы двигателя с инжектором кардинально противоположны. Здесь смесь впрыскивается непосредственно во впускной коллектор через форсунки, а затем разбавляется нужным количеством воздуха. За исправную работу отвечает электронный блок управления, который самостоятельно высчитывает нужные пропорции.
Дизельные

Устройство двигателя, работающего на дизеле, кардинально отличается от бензинового агрегата. Поджог смеси здесь происходит не благодаря свечам зажигания, дающим искру в определенный момент, а из-за высокой степени сжатия в камере сгорания. Данная технология имеет свои плюсы (больший КПД, меньшие потери мощности из-за большой высоты над уровнем моря, высокий крутящий момент) и минусы (прихотливость ТНВД к качеству топлива, большие выбросы СО2 и сажи).

Роторно-поршневые двигатели Ванкеля

Данный агрегат имеет поршень в виде ротора и три камеры сгорания, к каждой из которых подведена свеча зажигания. Теоретически ротор, движущийся по планетарной траектории, каждый такт совершает рабочий ход. Это позволяет существенно повысить КПД и увеличить мощность двигателя внутреннего сгорания. На практике это сказывается гораздо меньшим ресурсом. На сегодняшний день только автомобильная компания Mazda делает такие агрегаты.

Газотурбинные

Принцип работы ДВС такого типа заключается в том, что тепловая энергия переходит в механическую, а сам процесс обеспечивает вращение ротора, приводящего в движения вал турбины. Подобные технологии используются в авиационном строительстве.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Любой поршневой ДВС (самые распространенные в современных реалиях) имеет обязательный набор деталей. К таким частям относится:

  1. Блок цилиндров, внутри которого двигаются поршни и происходит сам процесс;
  2. ЦПГ: цилиндр, поршни, поршневые кольца;
  3. Кривошипно-шатунный механизм. К нему относится коленвал, шатун, «пальцы» и стопорные кольца;
  4. ГРМ. Механизм с клапанами, распределительными валами или «лепестками» (для 2-х тактных двигателей), который обеспечивает корректную подачу топлива в нужный момент;
  5. Cистемы впуска. О них говорилось выше – к ней относятся карбюраторы, воздушные фильтры, инжекторы, топливный насос, форсунки;
  6. Системы выпуска. Удаляет отработанные газы из камеры сгорания, а также снижает шумность выхлопа;

Принцип работы ДВС

В зависимости от своего устройства, двигатели можно разделить на четырехтактные и двухтактные. Такт – есть движение поршня от своего нижнего положения (мертвая точка НМТ) до верхнего положения (мертвая точка ВМТ). За один цикл двигатель успевает наполнить камеры сгорания топливом, сжать и поджечь его, а также очистить их. Современные ДВС делают это за два или четыре такта.

Принцип работы двухтактного ДВС

Особенностью такого мотора стало то, что весь рабочий цикл происходит всего за два движения поршня. При движении вверх создается разреженное давление, которое засасывает топливную смесь в камеру сгорания. Вблизи ВМТ поршень перекрывает впускной канал, а свеча зажигания поджигает топливо. Вторым тактом следует рабочий ход и продувка. Выпускной канал открывается после прохождения части пути вниз и обеспечивает выход отработанных газов. После этого процесс возобновляется по новой.

Теоретически, преимуществом такого мотора более высокая удельная мощность. Это логично, ведь сгорание топлива и рабочий такт происходит в два раза чаще. Соответственно, мощность такого двигателя может быть в два раза больше. Но эта конструкция имеет массу проблем. Из-за больших потерь при продувке, большого расхода топлива, а также сложностей в расчетах и «норовистой» работе двигателя, эта технология сегодня используется только на малокубатурной технике.

Интересно, что полвека назад активно велись разработки дизельного двухтактного ДВС. Процесс работы практически не отличался от бензинового аналога. Однако, несмотря на преимущества такого мотора, от него отказались из-за ряда недостатков.

Основным минусом стал огромный перерасход масла. Из-за комбинированной системы смазки топливо попадало в камеру сгорания вместе с маслом, которое потом попросту выгорало или удалялось через выпускную систему. Большие тепловые нагрузки также требовали более громоздкой системы охлаждения, что увеличивало габариты мотора. Третьим минусом стал большой расход воздуха, который вел к преждевременному износу воздушных фильтров.

Четырёхтактный ДВС

Мотор, где рабочий цикл занимает четыре хода поршня, называется четырехтактным двигателем.

  1. Первый такт – впуск. Поршень двигается из верхней мертвой точки. В этот момент ГРМ открывает впускной клапан, через который топливно-воздушная смесь поступает в камеру сгорания. В случае с карбюраторными агрегатами поступление может осуществляться за счет разрежения, а инжекторные двигателя впрыскивают топливо под давлением.
  2. Второй такт – сжатие. Далее поршень движется из нижней мертвой точки вверх. К этому моменту впускной клапан закрыт, а смесь постепенно сжимается в полости камеры сгорания. Рабочая температура поднимается до отметки 400 градусов.
  3. Третий такт – рабочий ход поршня. В ВМТ свеча зажигания (или большая степень сжатия, если речь идет о дизеле) поджигает топливо и толкает поршень с коленчатым валом вниз. Это основной такт во всем цикле работы двигателя.
  4. Четвертый такт – выпуск. Поршень снова движется вверх, выпускной клапан открывается, а из камеры сгорания удаляются отработанные газы.

Дополнительные системы ДВС

Независимо от того, из чего состоит двигатель, у него должны быть вспомогательные системы, которые способны обеспечить его исправную работу. К примеру, клапаны должны открываться в нужное время, в камеры поступать нужное количество топлива в определенной пропорции, вовремя подаваться искра и т.д. Ниже рассмотрены основные части, способствующие корректной работе.

Система зажигания

Эта система отвечает за электрическую часть в вопросе воспламенения топлива. К основным элементам относится:

  • Элемент питания. Основным источником питания является аккумулятор. Он обеспечивает вращение стартера на выключенном двигателе. После этого в работу включается генератор, который питает двигатель, а также подзаряжает саму аккумуляторную батарею через реле зарядки.
  • Катушка зажигания. Устройство, которое передает одномоментный заряд непосредственно на свечу зажигания. В современных автомобилях количество катушек равносильно количеству цилиндров, которые работают в двигателе.
  • Коммутатор или распределитель зажигания. Специальной «умное» электронное устройство, которое определяет момент подачи искры.
  • Свеча зажигания. Важный элемент в бензиновом ДВС, который обеспечивает своевременное воспламенение топливно-воздушной смеси. Продвинутые двигатели имеют по две свечи на цилиндр.
Впускная система

Смесь должна вовремя поступать в камеры сгорания. За этот процесс отвечает впускная система. К ней относится:

  • Воздухозаборник. Патрубок, специально выведенный в место, недоступное для воды, пыли или грязи. Через него осуществляется забор воздуха, который потом попадает в двигатель;
  • Воздушный фильтр. Сменная деталь, которая обеспечивает очистку воздуха от грязи и исключает попадание посторонних материалов в камеру сгорания. Как правило, современные автомобили обладают сменными фильтрами из плотной бумаги или промасленного поролона. На более архаичных моторах встречаются масляные воздушные фильтры.
  • Дроссель. Специальная заслонка, которая регулирует количество воздуха, попадающего в впускной коллектор. На современной технике действует посредством электроники. Сначала водитель нажимает на педаль газа, а потом электронная система обрабатывает сигнал и следует команде.
  • Впускной коллектор. Патрубок, который распределяет топливно-воздушную смесь по различным цилиндрам. Вспомогательными элементами в этой системе являются впускные заслонки и усилители.
Топливная систем

Принцип работы любого ДВС подразумевает своевременное поступление топлива и ее бесперебойную подачу. В комплекс также входит несколько основных элементов:

  • Топливный бак. Резервуар, где хранится топливо. Как правило, располагается в максимально безопасном месте, вдали от мотора и сделан из негорючего материала (ударопрочный пластик). В нижней его части установлен бензонасос, который осуществляет забор топлива.
  • Топливопровод. Система шлангов, ведущая от топливного бака непосредственно к двигателю внутреннего сгорания.
  • Прибор образования смеси. Устройство, где смешиваются топливо и воздух. Об этом пункте уже упоминалось выше – за эту функцию может отвечать карбюратор или инжектор. Основным требованием является синхронная и своевременная подача.
  • Головное устройство в инжекторных двигателях, которое определяет качество, количество и пропорции образования смеси.
Выхлопная система

В ходе того, как работает двигатель внутреннего сгорания, образуются выхлопные газы, которые необходимо выводить из мотора. Для правильной работы эта система обязана иметь следующие элементы:

  • Выпускной коллектор. Устройство из тугоплавкого металла с высокой устойчивостью к температурам. Именно в него первоначально поступают выхлопные газы из двигателя.
  • Приемная труба или штаны. Деталь, обеспечивающая транспортировку выхлопных газов далее по тракту.
  • Резонатор. Устройство, снижающее скорость движения выхлопных газов и погашение их температуры.
  • Катализатор. Предмет для очистки газов от СО2 или сажевых частиц. Здесь же располагается лямда-зонд.
  • Глушитель. «Банка», имеющая ряд внутренних элементов, предназначенных для многократного изменения направления выхлопных газов. Это приводит к снижению их шумности.
Система смазки

Работа двигателя внутреннего сгорания будет совсем недолгой, если детали не будут обеспечиваться смазкой. Во всей технике используется специальное высокотемпературное масло, обладающее собственными характеристиками вязкости в зависимости от режимов эксплуатации мотора. Ко всему, масло предотвращает перегрев, обеспечивает удаление нагара и появление коррозии.

Для поддержания исправности системы предназначены следующие элементы:

  • Поддон картера. Именно сюда заливается масло. Это основной резервуар для хранения. Контролировать уровень можно при помощи специального щупа.
  •  Масляный насос. Находится вблизи нижней точки поддона. Обеспечивает циркуляцию жидкости по всему мотору через специальные каналы и его возвращение обратно в картер.
  •  Масляный фильтр. Гарантирует очистку жидкости от пыли, металлической стружки и прочих абразивных веществ, попадающих в масло.
  •  Радиатор. Обеспечивает эффективное охлаждение до положенных температур.
Система охлаждения

Еще один элемент, который необходим для мощных двигателей внутреннего сгорания. Он обеспечивает охлаждение деталей и исключает возможность перегрева. Состоит из следующих деталей:

  • Радиатор. Специальный элемент, имеющий «сотовую» структуру. Является отличным теплообменником и эффективно отдает тепло, гарантируя охлаждение антифриза.
  • Вентилятор. Дополнительный элемент, дующий на радиатор. Включается тогда, когда естественный поток набегающего воздуха уже не может обеспечить эффективное отведение тепла.
  • Помпа. Насос, который помогает жидкости циркулировать по большому или малому кругу системы (в зависимости от ситуации).
  • Термостат. Клапан, который открывает заслонку, пуская жидкость по нужному кругу. Работает совместно с датчиком температуры движка и охлаждающей жидкости.

Заключение

Первый двигатель внутреннего сгорания появился еще очень давно – почти полтора столетия назад. С тех пор было сделано огромное количество разных нововведений или интересных технических решений, которые порой меняли вид мотора до неузнаваемости. Но общий принцип работы двигателя внутреннего сгорания оставался прежним. И даже сейчас, в эпоху борьбы за экологию и постоянно ужесточающийся норм по выбросу СО2, электромобили все еще не в силах составить серьезную конкуренцию машинам с ДВС. Бензиновые автомобили и сейчас живее всех живых, а мы живем в золотую эпоху автомобилестроения.

Ну а для тех, кто готов погрузиться в тему еще глубже, у нас есть отличное видео:

двигатель Устройство автомобиля

Как работают дизельный, бензиновый и инжекторный двигатели

Двигатель внутреннего сгорания – универсальный силовой агрегат, используемый практически во всех видах современного транспорта. Три луча заключенные в окружность, слова «На земле, на воде и в небе» — товарный знак и девиз компании Мерседес Бенц, одного из ведущих производителей дизельных и бензиновых двигателей. Устройство двигателя, история его создания, основные виды и перспективы развития – вот краткое содержание данного материала.

Немного истории

Принцип превращения возвратно-поступательного движения во вращательное, посредством использования кривошипно-шатунного механизма известен с 1769 года, когда француз Николя Жозеф Кюньо показал миру первый паровой автомобиль. В качестве рабочего тела двигатель использовал водяной пар, был маломощным и извергал клубы черного, дурнопахнущего дыма. Подобные агрегаты использовались в качестве силовых установок на заводах, фабриках, пароходах и поездах, компактные же модели существовали в виде технического курьеза.

Все изменилось в тот момент, когда в поисках новых источников энергии человечество обратило свой взор на органическую жидкость — нефть. В стhемлении повысить энергетические характеристики данного продукта, ученные и исследователи, проводили опыты по перегонке и дистилляции, и, наконец, получили неизвестное доселе вещество – бензин. Эта прозрачная жидкость с желтоватым оттенком сгорала без образования копоти и сажи, выделяя намного большее, чем сырая нефть, количество тепловой энергии.

Примерно в то же время Этьен Ленуар сконструировал первый газовый двигатель внутреннего сгорания, работавший по двухтактной схеме, и запатентовал его в 1880 году.

В 1885 году немецкий инженер Готтлиб Даймлер, в сотрудничестве с предпринимателем Вильгельмом Майбахом, разработал компактный бензиновый двигатель, уже через год нашедший свое применение в первых моделях автомобилей. Рудольф Дизель, работая в направлении повышения эффективности ДВС (двигателя внутреннего сгорания), в 1897 году предложил принципиально новую схему воспламенения топлива. Воспламенение в двигателе, названном в честь великого конструктора и изобретателя, происходит за счет нагревания рабочего тела при сжатии.

А в 1903 году братья Райт подняли в воздух свой первый самолет, оснащенный бензиновым двигателем Райт-Тейлор, с примитивной инжекторной схемой подачи топлива.

Как это работает

Общее устройство двигателя и основные принципы его работы станут понятны при изучении одноцилиндровой двухтактной модели.

Такой ДВС состоит из:

  • камеры сгорания;
  • поршня, соединенного с коленвалом посредством кривошипно-шатунного механизма;
  • системы подачи и воспламенения топливно-воздушной смеси;
  • клапана для удаления продуктов горения (выхлопных газов).

При пуске двигателя поршень начинает путь от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней (НМТ), за счет поворота коленвала. Достигнув нижней точки, он меняет направление движения к ВМТ, одновременно с чем проводится подача топливно-воздушной смеси в камеру сгорания. Движущийся поршень сжимает ТВС, при достижении верхней мертвой точки система электронного зажигания воспламеняет смесь. Стремительно расширяясь, горящие пары бензина отбрасывают поршень в нижнюю мертвую точку. Пройдя определенную часть пути, он открывает выхлопной клапан, через который раскаленные газы покидают камеру сгорания. Пройдя нижнюю точку, поршень меняет направление движения к ВМТ. За это время коленвал совершил один оборот.

Данные пояснения станут более понятными при просмотре видео о работе двигателя внутреннего сгорания.

Данный видеоролик наглядно показывает устройство и работу двигателя автомобиля.

Два такта

Основным недостатком двухтактной схемы, в которой роль газораспределительного элемента играет поршень, является потеря рабочего вещества в момент удаления выхлопных газов. А система принудительной продувки и повышенные требования к термостойкости выхлопного клапана приводят к увеличению цены двигателя. В противном случае добиться высокой мощности и долговечности силового агрегата не представляется возможным. Основная сфера применения подобных двигателей – мопеды и недорогие мотоциклы, лодочные моторы и бензокосилки.

Четыре такта

Описанных недостатков лишены четырехтактные ДВС, используемые в более «серьезной» технике. Каждая фаза работы такого двигателя (впуск смеси, ее сжатие, рабочий ход и выпуск отработанных газов), осуществляется при помощи газораспределительного механизма.

Разделение фаз работы ДВС очень условно. Инерционность отработавших газов, возникновение локальных вихрей и обратных потоков в зоне выхлопного клапана приводит к взаимному перекрыванию во времени процессов впрыска топливной смеси и удаления продуктов горения. Как результат, рабочее тело в камере сгорания загрязняется отработанными газами, вследствие чего меняются параметры горения ТВС, уменьшается теплоотдача, падает мощность.

Проблема была успешно решена путем механической синхронизации работы впускных и выпускных клапанов с оборотами коленвала. Проще говоря, впрыск топливно-воздушной смеси в камеру сгорания произойдет только после полного удаления отработанных газов и закрытия выхлопного клапана.

Но данная система управления газораспределением так же имеет свои недостатки. Оптимальный режим работы двигателя (минимальный расход топлива и максимальная мощность), может быть достигнут в достаточно узком диапазоне оборотов коленвала.

Развитие вычислительной техники и внедрение электронных блоков управления дало возможность успешно разрешить и эту задачу. Система электромагнитного управления работой клапанов ДВС позволяет на лету, в зависимости от режима работы, выбирать оптимальный режим газораспределения. Анимированные схемы и специализированные видео облегчат понимание этого процесса.

На основании видео не сложно сделать вывод, что современный автомобиль это огромное количество всевозможных датчиков.

Виды ДВС

Общее устройство двигателя остается неизменным достаточно долгое время. Основные различия касаются видов используемого топлива, систем приготовления топливно-воздушной смеси и схем ее воспламенения. Рассмотрим три основных типа:

  1. бензиновые карбюраторные;
  2. бензиновые инжекторные;
  3. дизельные.
Бензиновые карбюраторные ДВС

Приготовление гомогенной (однородной по своему составу), топливно-воздушной смеси происходит путем распыления жидкого топлива в воздушном потоке, интенсивность которого регулируется степенью поворота дроссельной заслонки. Все операции по приготовлению смеси проводятся за пределами камеры сгорания двигателя. Преимуществами карбюраторного двигателя является возможность регулировки состава топливной смеси «на коленке», простота обслуживания и ремонта, относительная дешевизна конструкции. Основной недостаток – повышенный расход топлива.

Историческая справка. Первый двигатель данного типа сконструировал и запатентовал в 1888 году российский изобретатель Огнеслав Костович. Оппозитная система горизонтально расположенных и двигающихся навстречу друг другу поршней, до сих пор успешно используется при создании двигателей внутреннего сгорания. Самым известным автомобилем, в котором использовался ДВС данной конструкции, является Фольксваген Жук.

Бензиновые инжекторные ДВС

Приготовление ТВС осуществляется в камере сгорания двигателя, путем распыления топлива инжекторными форсунками. Управление впрыском осуществляется электронным блоком или бортовым компьютером автомобиля. Мгновенная реакция управляющей системы на изменение режима работы двигателя обеспечивает стабильность работы и оптимальный расход топлива. Недостатком считается сложность конструкции, профилактика и наладка возможны только на специализированных станциях технического обслуживания.

Дизельные ДВС

Приготовление топливно-воздушной смеси происходит непосредственно в камере сгорания двигателя. По окончании цикла сжатия воздуха, находящегося в цилиндре, форсунка проводит впрыск топлива. Воспламенение происходит за счет контакта с перегретым в процессе сжатия атмосферным воздухом. Всего лишь 20 лет назад низкооборотистые дизеля использовались в качестве силовых агрегатов специальной техники. Появление технологии турбонагнетания открыло им дорогу в мир легковых автомобилей.

Пути дальнейшего развития ДВС

Конструкторская мысль никогда не стоит на месте. Основные направления дальнейшего развития и усовершенствования двигателей внутреннего сгорания – повышение экономичности и минимизация вредных для экологии веществ в составе выхлопных газов. Применение слоистых топливных смесей, конструирование комбинированных и гибридных ДВС – лишь первые этапы долгого пути.

Двигатель внутреннего сгорания: устройство, принцип работы

Современный двигатель внутреннего сгорания далеко ушел от своих прародителей. Он стал крупнее, мощнее, экологичнее, но при этом принцип работы, устройство двигателя автомобиля, а также основные его элементы остались неизменными.

Двигатели внутреннего сгорания, массово применяемые на автомобилях, относятся к типу поршневых. Название свое этот тип ДВС получил благодаря принципу работы. Внутри двигателя находится рабочая камера, называемая цилиндром. В ней сгорает рабочая смесь. При сгорании смеси топлива и воздуха в камере увеличивается давление, которое воспринимает поршень. Перемещаясь, поршень преобразует полученную энергию в механическую работу.

Как устроен ДВС

Первые поршневые моторы имели лишь один цилиндр небольшого диаметра. В процессе развития для увеличения мощности сначала увеличивали диаметр цилиндра, а потом и их количество. Постепенно двигатели внутреннего сгорания приняли привычный нам вид. Мотор современного автомобиля может иметь до 12 цилиндров.

Современный ДВС состоит из нескольких механизмов и вспомогательных систем, которые для удобства восприятия группируют следующим образом:

  1. КШМ — кривошипно-шатунный механизм.
  2. ГРМ   — механизм регулировки фаз газораспределения.
  3. Система смазки.
  4. Система охлаждения.
  5. Система подачи топлива.
  6. Выхлопная система.

Также к системам ДВС относятся электрические системы пуска и управления двигателем.

КШМ — основной механизм поршневого мотора. Он выполняет главную работу — преобразует тепловую энергию в механическую. Состоит механизм из следующих частей:

  • Блок цилиндров.
  • Головка блока цилиндров.
  • Поршни с пальцами, кольцами и шатунами.
  • Коленчатый вал с маховиком.
ГРМ — газораспределительный механизм

Чтобы в цилиндр поступало нужное количество топлива и воздуха, а продукты сгорания вовремя удалялись из рабочей камеры, в ДВС предусмотрен механизм, называемый газораспределительным. Он отвечает за открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов, через которые в цилиндры поступает топливо-воздушная горючая смесь и удаляются выхлопные газы. К деталям ГРМ относятся:

  • Распределительный вал.
  • Впускные и выпускные клапаны с пружинами и направляющими втулками.
  • Детали привода клапанов.
  • Элементы привода ГРМ.

ГРМ приводится от коленчатого вала двигателя автомобиля. С помощью цепи или ремня вращение передается на распределительный вал, который посредством кулачков или коромысел через толкатели нажимает на впускной или выпускной клапан и по очереди открывает и закрывает их

В зависимости от конструкции и количества клапанов на двигатель может быть установлен один или два распределительных вала на каждый ряд цилиндров. При двухвальной системе каждый вал отвечает за работу своего ряда клапанов — впускных или выпускных. Одновальная конструкция имеет английское название SOHC (Single OverHead Camshaft). Систему с двумя валами называют DOHC (Double Overhead Camshaft).

Система охлаждения двигателя

Во время работы мотора его детали соприкасаются с раскаленными газами, которые образуются при сгорании топливо-воздушной смеси. Чтобы детали двигателя внутреннего сгорания не разрушались из-за чрезмерного расширения при нагреве, их необходимо охлаждать. Охладить мотор автомобиля можно с помощью воздуха или жидкости. Современные моторы имеют, как правило, жидкостную схему охлаждения, которую образуют следующие части:

  • Рубашка охлаждения двигателя
  • Насос (помпа)
  • Термостат
  • Радиатор
  • Вентилятор
  • Расширительный бачок

Рубашку охлаждения двигателей внутреннего сгорания образуют полости внутри БЦ и ГБЦ, по которым циркулирует охлаждающая жидкость. Она отбирает избыточное тепло у деталей двигателя и относит его к радиатору. Циркуляцию обеспечивает насос, привод которого осуществляется с помощью ремня от коленчатого вала.

Термостат обеспечивает необходимый температурный режим двигателя автомобиля, перенаправляя поток жидкости в радиатор либо в обход него. Радиатор, в свою очередь, призван охлаждать нагретую жидкость. Вентилятор усиливает набегающий поток воздуха, тем самым увеличивая эффективность охлаждения. Расширительный бачок необходим современным моторам, так как применяемые охлаждающие жидкости сильно расширяются при нагреве и требуют дополнительного объема.

Система смазки ДВС

В любом моторе есть множество трущихся деталей, которые необходимо постоянно смазывать, чтобы уменьшить потери мощности на трение и избежать повышенного износа и заклинивания. Для этого существует система смазки. Попутно с ее помощью решается еще несколько задач: защита деталей двигателя внутреннего сгорания от коррозии, дополнительное охлаждение деталей мотора, а также удаление продуктов износа из мест соприкосновения трущихся частей. Систему смазки двигателя автомобиля образуют:

  • Масляный картер (поддон).
  • Насос подачи масла.
  • Масляный фильтр с редукционным клапаном.
  • Маслопроводы.
  • Масляный щуп (индикатор уровня масла).
  • Указатель давления в системе.
  • Маслоналивная горловина.

Насос забирает масло из масляного картера и подает его в маслопроводы и каналы, расположенные в БЦ и ГБЦ. По ним масло поступает в места соприкосновения трущихся поверхностей.

Система подачи для двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от искры и от сжатия отличаются друг от друга, хотя и имеют ряд общих элементов. Общими являются:

  • Топливный бак.
  • Датчик уровня топлива.
  • Фильтры очистки топлива — грубой и тонкой.
  • Топливные трубопроводы.
  • Впускной коллектор.
  • Воздушные патрубки.
  • Воздушный фильтр.

В обеих системах имеются топливные насосы, топливные рампы, форсунки подачи топлива, но в силу различных физических свойств бензина и дизельного топлива конструкция их имеет существенные различия. Сам принцип подачи одинаков: топливо из бака с помощью насоса через фильтры подается в топливную рампу, из которой попадает в форсунки. Но если в большинстве бензиновых двигателей внутреннего сгорания форсунки подают его во впускной коллектор мотора автомобиля, то в дизельных оно подается непосредственно в цилиндр, и уже там смешивается с воздухом. Детали, обеспечивающие очистку воздуха и поступление его цилиндры — воздушный фильтр и патрубки — тоже относятся к топливной системе.

Система выпуска

Система выпуска предназначена для отвода отработанных газов из цилиндров двигателя автомобиля. Основные детали, ее составляющие:

  • Выпускной коллектор.
  • Приемная труба глушителя.
  • Резонатор.
  • Глушитель.
  • Выхлопная труба.

В современных двигателях внутреннего сгорания выхлопная конструкция дополнена устройствами нейтрализации вредных выбросов. Она состоит из каталитического нейтрализатора и датчиков, сообщающихся с блоком управления двигателем. Выхлопные газы из выпускного коллектора через приемную трубу попадают в каталитический нейтрализатор, затем через резонатор в глушитель. Далее через выхлопную трубу они выбрасываются в атмосферу.

В заключение необходимо упомянуть системы пуска и управления двигателем автомобиля. Они являются важной частью двигателя, но их необходимо рассматривать вместе с электрической системой автомобиля, что выходит за рамки этой статьи, рассматривающей внутреннее устройство двигателя.

Устройство двигателей внутреннего сгорания

Изучение устройства двигателей внутреннего сгорания.

Разновидности двигателей внутреннего сгорания в двигателях, применяемых для привода современных строительных машин, тепловая энергия сгоревшего топлива преобразуется в механическую работу. Так как топливо сгорает внутри цилиндров двигателей, то они называются двигателями внутреннего сгорания.

Современные двигатели внутреннего сгорания с возвратно-поступательно движущимися поршнями классифицируются по следующим признакам:

1. способу смесеобразования — на двигатели с внешним смесеобразованием /карбюраторные и газовые/ и внутренним /дизельные/;

2. способу воспламенения рабочей смеси на двигатели с принудительным воспламенением от электрической искры /карбюраторные и газовые/ и с воспламенением от сжатия /дизели/;

3. способу осуществления рабочего цикла — на четырех — и двухтактные;

4. числу цилиндров — на одно — и многоцилиндровые;

5. расположению цилиндров — на одноцилиндровые /линейные/ и двухрядные или V — образные, у которых угол между цилиндрами мень­ше 180°. Если угол равен 180°, двигатель называется оппозитным;

6. охлаждению — на двигатели с водяным и воздушным охлаждением.

На строительных машинах применяются четырехтактные многоцилиндровые карбюраторные и дизельные двигатели.

Во время работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания в его цилиндре протекают четыре процесса: 1/ впуск в цилиндр горючей смеси /в карбюраторный двигатель/ или воздуха /в дизельный двигатель/t 2/ сжатие рабочей смеси или воздуха; 3/ рабочий ход — воспламенение рабочей смеси и расширение продуктов сгорания; 4/ выпуск из цилиндра продуктов сгорания.

Совокупность этих последовательных, периодически повторяющихся процессов называется рабочим циклом двигателя.

Принципиальное отличие рабочего цикла дизеля от карбюраторного двигателя состоит в способе смесеобразования и воспламенения смеси. В цилиндр дизеля в такте впуска поступает воздух, который подвергается сжатию в такте сжатия до 3,5…4,5 МПа, что повышает температуру воздуха до 600.„.700 °С. В конце такта сжатия впрыскивается жидкое топливо, которое, перемешиваясь с нагретым воздухом, воспламеняется и сгорает.

В карбюраторном же двигателе рабочая смесь в конце такта сжатия сжимается до 0,7…1,2 МПа, а температура повышается до 300…400 °С, при этом между электродами свечи проскакивает электрическая искра и рабочая смесь воспламеняется.

Дизельный двигатель по сравнению с карбюраторным имеет следующие преимущества: более высокий КПД — 27-35% /для карбюраторных двигателей 20-24%/; высокую степень сжатия, обеспечивающую более экономичный расход топлива на единицу работы /на 20-25% меньше, чем у карбюраторного двигателя/; обладает лучшей приемистостью и развивает большой крутящий момент при малой частоте вращения; работает на тяжелых сортах топлива, которые менее опасны в пожарном отношении.

Основные недостатки дизельного двигателя по сравнению с карбюраторным: большая масса, приходящаяся на единицу мощности; тихоходность /максимальная частота вращения коленчатого вала не превышает 3000 об/мин, у карбюраторных — до 6000 об/мин/; более трудный пуск при низких температурах окружающей среда, что вызывает необходимость установки дополнительных систем подогрева и пуска двигателя.

Кривошипно-ползунный механизм

Кривошипно-ползунный механизм служит для восприятия силы давления газов, преобразования прямолинейного возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала.

Рис. Схема кривошипно-ползунного и распределительного механизмов: 1 — коленчатый вал; 2 — шатун; 3 — поршень; 4 — поршневой палец; 5 — поршневые кольца; 6, 9 — клапаны /впускной и выпускной/; 7 — пружина; 8 — коромысло; 10 — гильза; 11 — водяная рубашка; 12 — штанга; 13 — распределительный вал; 14 — маховик; 15 — шестерни привода распределительного вала

Механизм газораспределения

Механизм газораспределения должен удовлетворять следующим ос­новным требованиям: своевременно открывать и закрывать впускные и выпускные клапаны; обеспечивать возможно лучшее наполнение цилиндров горючей смесью и очистку от отработавших газов; надежно изолировать внутреннее пространство цилиндров от окружающей среды во время тактов сжатия и рабочего хода.

Для лучшего наполнения цилиндров двигателя воздухом /для дизелей/ или горючей смесью /для карбюраторных двигателей/ и более полной очистки их от отработавших газов клапаны открываются и закрываются не в тот момент, когда поршень находится в мертвых точках, а с некоторым опережением при открытии и запаздыванием — при закрытии.

Периоды открытия и закрытия клапанов выраженные в углах пово­рота коленчатого вала, называются фазами газораспределения.

Их соблюдение обеспечивается формой и взаиморасположением кулачков на распределительном валу.

Система охлаждения.

При работе двигателя температура газов в камере сгорания достигает 2000…2400 °С, а средняя температура цикла 800…1000 С. Вследствие этого поршни, головки цилиндров, цилиндры и клапаны сильно нагреваются. Чрезмерный перегрев двигателя приводит к разжижению и сгоранию масла, нарушению нормальных зазоров между сопряженными деталями, уменьшению наполнения цилиндров горючей смесью, а следовательно, к снижению мощности двигателя, нарушению рабочего процесса и разрушению отдельных деталей.

Для нормальной работы двигателя необходимо непрерывно отводить излишнюю теплоту от перегреваемых деталей. Это осуществляется системой охлаждения. Излишнее охлаждение неблагоприятно отражается на работе двигателя. Испарение топлива ухудшается, поэтому оно горит медленнее, мощность двигателя падает, снижается экономичность, а износ цилиндров и поршневых колец увеличивается.

Для нормальной работы двигателя необходимо поддерживать его температуру при любых условиях и режимах работы в определенных пределах.

Чтобы обеспечить нормальный тепловой режим двигателя, применяют жидкостное или воздушное охлаждение. При воздушном охлаждении теплота отдается непосредственно воздуху через ребристые стенки блока цилиндров и головки блока. Жидкостная система охлаждения основана на интенсивной Циркуляции жидкости, которая обеспечивается центробежным насосом. Насос нагнетает жидкость /воду или антифриз-жидкость, замерзающую при низкой температуре/ в водяную рубашку двигателя, из которой нагретая жидкость вытесняется в радиатор. Охлажденная жидкость по патрубкам поступает в насос.

Рис. Схема системы охлаждения: 1 — радиатор; 2 — выпускной патрубок; 3 — термостат; 4 — гильза цилиндра; 5 — головка цилиндров; б — блок цилиндров; 7 — водяная рубашка; 8 — крыльчатка водяного насоса; 9 – вентилятор.

Система смазки

При работе двигателя в его сопряженных деталях возникает трение, вызывающее износ и нагрев деталей и требующее затрат некоторой части мощности двигателя. При введении между трущимися поверхностями слоя смазки характер трения и износа резко изменяется, так как молекулы масла под влиянием силы молекулярного притяжения распространяются по трущимся поверхностям и смазывают их.

Долговечность и безотказная работа двигателя зависят от качества и чистоты применяемого масла.

Система смазки двигателя — это совокупность механизмов и приборов, обеспечивающих очистку масла и его бесперебойную подачу в необходимом количестве при определенной температуре и давлении к трущимся поверхностям.

Рис. Схема системы смазки: 1 — масляный картер; 2 — маслоприемник; 3 — шестеренчатый насос; 4 — маслопровод; 5 — фильтр; 6 — главный масляный канал.

Примечание. Все остальные детали смазываются маслом, вытекающим из зазоров, или посредством разбрызгивания.

Масло, поступающее в зазоры между трущимися поверхностями, не только уменьшает потери на трение, но и охлаждает и удаляет продукты износа и мелкие частицы нагара и защищает трущиеся поверхности от коррозии.

В зависимости от способа подвода масла к трущимся поверхностям деталей применяются такие системы смазки: разбрызгиванием, под давлением и комбинированные, в которых часть деталей смазывается под давлением, а остальные — за счет разбрызгивания масла.

Система питания.

Источником энергии в двигателях внутреннего сгорания является горючая смесь, образуемая парами топлива, тщательно перемешанными с воздухом в определенных пропорциях. Смешиваясь с остаточными газами в цилиндре двигателя, горючая смесь образует рабочую.

Состав горючей смеси должен соответствовать определенному режиму работы двигателя и подразделяется на богатую, обогащенную, нормальную, обедненную и бедную.

В качестве топлива для карбюраторных двигателей применяют бензин, обладающий хорошей испаряемостью, а для дизельных двигателей с внутренним смесеобразованием — дизельное топливо, являющееся продуктом перегонки тяжелых фракций нефти с определенной вязкостью.

Система питания служит для хранения, подачи и очистки топлива, воздуха, приготовления горючей смеси нужного состава на разных режимах работы двигателя, отвода наружу продуктов сгорания .

Система пуска двигателей.

Одним из основных требований, предъявляемых к двигателям внутреннего сгорания, является быстрота и надежность пуска. Пуск осуществляется принудительным вращением коленчатого вала двигателя от постороннего источника энергии.

Система пуска должна развивать определенную частоту вращения коленчатого вала двигателя, обеспечивающую смесеобразование, наполнение цилиндров свежей смесью, сжатие и воспламенение смеси.

Пусковая частота вращения карбюраторных двигателей колеблется в пределах 30…60 об/мин.

Пуск дизельного двигателя по сравнению с карбюраторным более труден. Это связано с большой степенью сжатия и плохим смесеобразованием из-за малого давления впрыска топлива. Поэтому пусковая частота вращения коленчатого вала двигателя с воспламенением от сжатия должна быть в пределах 200…300 об/мин.

Рис. Схема системы питания; 1 — гильза цилиндра; 2 — поршень; 3 — топливный фильтр; 4 — топливопровод; Б — диафрагмовый насос; 6 — топливный бак; 7 — воздушный фильтр; 8 – карбюратор; 9, 10 — клапаны /впускной и выпускной/; 11 — патрубок /выхлопной/; 12 – глушитель.

При пуске холодного двигателя, особенно в зимнее время, прокручивание вала двигателя и его пуск резко затрудняются из-за низкой температуры воздуха в камере сгорания в конце сжатия и эагустевания смазки. Для обеспечения пуска дизелей необходимо подогреть воздух во впускном трубопроводе и в камере сгорания, охлаждающую жидкость в системе охлаждения; применить декомпрессионный механизм.

Существуют следующие основные способы пуска двигателей:

1. от руки /вручную/ — применяется чаще у карбюраторных пусковых двигателей;

2. электрическим стартером — используется в автомобильных и пуско­вых тракторных двигателях. Для пуска дизельного двигателя требуется стартер значительно большей мощности, чем для карбюраторного;

3. вспомогательным бензиновым двигателем /пусковым двигателем/ — распространен на дизелях тракторов;

4. силовым генератором электротрансмиссии. Силовой генератор, приводящий электрические ходовые двигатели трактора с электротрансмиссией, на время пуска двигателя работает в режиме стартера и питается током от аккумуляторных батарей;

5. сжатым воздухом от баллона с давлением 15,0 МПа. Наименьшее давление воздуха в баллоне, обеспечивающее запуск дизеля,- 4,0 МПа.

В аварийных случаях можно запустить двигатель буксировкой на включенной передаче трансмиссии. У машин с электротрансмиссией тяговый электродвигатель при этом работает в режиме генератора, а силовой генератор — в режиме электродвигателя, вращая коленчатый вал дизеля.

Список литературы

1. Брянский Ю. А. и др. Тягачи строительных и дорожных машин. — М.: Высш. шк., 1976. — 360 с.

2. Гуревич A. M., Сорокин E. М. Тракторы и автомобили. — П.: Колос, 1971.

3. Делиховский С. Ф. и др. Устройство и эксплуатация автомобилей.- М.: Изд-во ДОСААФ, 1965. — 214 с.

Устройство и принцип работы двигателя внутреннего сгорания

С момента изобретения первого мотора, работающего за счет горения топливной смеси прошло уже больше ста пятидесяти лет. Человечество продвинулось в техническом прогрессе, однако заменить двигатель внутреннего сгорания так и не удаётся. Этот тип силовой установки используется как привод на технике. За счет мотора работают мопеды, автомобили, трактора, и другие самоходные агрегаты.

За время эксплуатации, изобретено и применено к использованию больше десяти видов и типов моторов. Однако, принцип работы не поменялся. В сравнении с паровым агрегатом, который предшествовал установке, двигатель, преобразующий тепловую энергию сгорания в механическую работу, экономичней с большим коэффициентом полезного действия. Эти свойства, залог успеха мотора, который полтора века остаётся востребованным и пользуется популярностью.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания в разрезе

Особенность работы

Особенность, делающая мотор не похожим на другие установки, заключается в том, что работа двигателя внутреннего сгорания сопровождается воспламенением топливной смеси непосредственно в камере. Само пространство, где происходит горение, внутри установки, это легло в основу названия классификации моторов. В процессе сложной экзотермической реакции, когда исходная рабочая смесь превращается в продукты сгорания с выделением тепла, выполняется преобразование в механическую работу. Работа за счет теплового расширения, движущая сила, без которой было бы не возможно существование установки. Принцип завязан на давлении, газов в пространстве цилиндра.

Виды моторов

В процессе технического прогресса разрабатывались и испытывались виды агрегатов, в которых горючее сжигалось во внутреннем пространстве, не все доказали свою целесообразность. Выделены распространенные типы двигателей внутреннего сгорания:

Поршневая установка.

Составная часть агрегата выполнена в виде блока с вмонтированными внутрь цилиндрическими полостями. Часть цилиндра служит для сжигания горючего. Посредством поршня, кривошипа и шатуна происходит трансформация энергии горения в энергию вращения вала. В зависимости от того, как готовится горючая смесь, агрегаты делят:

  • Карбюраторные. В таких установках, горючее готовится за счет карбюрации. Атмосферный воздух и топливо транспортируются в механизм в пропорции, после чего смешивается внутри установки. Готовая смесь подается в камеру и сжигается;
  • Инжектор. В установку рабочая смесь подаётся при помощи распылителя. Впрыск осуществляется в коллектор и контролируется электроникой. По коллектору горючее поступает в камеру, где поджигается свечой;
  • Дизель. Принцип коренным образом отличается от предыдущих оппонентов. Процесс протекает за счёт давления. В объём через распылитель впрыскивается порция топлива (солярка), температура воздуха выше температуры горения, горючее воспламеняется.

Поршневой мотор:

  • Роторно-поршневой мотор. Преобразование энергии расширения газов в механическую работу происходит за счет оборотов ротора. Ротор представляет собой деталь специального профиля, на которую давят газы, заставляя совершать вращательные движения. Траектория движения ротора по камере объёмного вытеснения сложная, образована эпитрохоидой. Ротор выполняет функции: поршня, распределителя газов, вала.

Роторно-поршневой мотор:

  • Газотурбинные моторы. Процесс выполняется за счёт преобразования тепла в работу. Непосредственное участие принимают лопатки ротора. Вращение деталей от потока газов передаётся на турбину.

Сегодня, поршневые моторы окончательно вытеснили остальные типы установок и заняли доминирующее положение в автомобильной отрасли. Процентное соотношение роторно-поршневых моторов мало, поскольку производством занимается только Mazda. К тому же выпуск установок ведётся в ограниченном количестве. Газотурбинные агрегаты так же не прижились, поскольку имели ряд недостатков для гражданского использования, основной, это повышенный расход топлива.

Классификация двигателей внутреннего сгорания так же возможна и по потребляемому горючему. Моторы используют: бензин, дизель, газ, комбинированное топливо.

Читайте также…  Двигатели Лада Веста- Особенности и тюнинг

Газотурбинный мотор:

Устройство

Несмотря на разнообразие установок, виды двигателей внутреннего сгорания компонуются из нескольких узлов. Совокупность компонентов размещается в корпусе агрегата. Чёткая и слаженная работа каждой составной части в отдельности, в совокупности представляет мотор единым неделимым организмом.

  • Блок мотора.Блок цилиндров объёдиняет в себе полости цилиндрической формы, внутри которых происходит воспламенение, и сгорание топливовоздушной смеси. Горения приводит к тепловому расширению газов, а цилиндры мотора служат направляющей, не дающей тепловому потоку выйти за пределы нужных рамок;

Блок цилиндров мотора:

  • Механизм кривошипов и шатунов мотора.Совокупность рычагов, посредством которых на коленчатый вал передается сила, заставляющая совершать вращательные движения;

Кривошипно-шатунный механизм мотора:

  • Распределитель газа мотора.Приводит в движение клапана впуска и выпуска, способствует процессу газообмена. Выводит отработку из полости агрегата, наполняет её нужной порцией с целью продолжить работу механизма;

Газораспределительный механизм мотора:

  • Подвод горючего в моторе.Служит для приготовления порции горючего в нужной пропорции с воздухом, передаёт эту порцию в полость посредством распыления или самотёком;

Карбюратор:

  • Система воспламенения в моторе.Механизм поджигает поступившую порцию в полости камеры. Выполняется посредством свечи зажигания или свечи накаливания.

Свеча зажигания:

  • Система вывода отработанных продуктов из мотора.Механизм предназначен для эффективного удаления сгоревших продуктов и излишков тепла.

Приёмная труба:

Запуск силовой установки внутреннего сгорания сопровождается подачей горючего в агрегат, в полости камеры объёмного вытеснения субстанция сгорает. Процесс сопровождается выделением тепла и увеличением объёма, что провоцирует перемещение поршня. Перемещаясь, деталь преобразует механическую работу в кручение коленчатого механизма.

По завершению действие повторяется снова, таким образом, не прерываясь ни на минуту. Процессы, в течении которых совершается работа установки:

  • Такт.Перемещение поршня из крайнего нижнего положения в крайнее верхнее положение и в обратном порядке. Такт считается одним перемещением в одну сторону.
  • Цикл.Суммарное количество тактов, необходимое при совершении работы. Конструктивно, агрегаты в состоянии выполнять цикл за 2 (один оборот вала) или 4 (два оборота) такта.
  • Рабочий процесс.Действие, подразумевающее: впуск смеси, сдавливание, окисление, рабочий ход, удаление. Рабочий процесс характерен как для двухтактных моторов, так и для четырёхтактных двигателей.

Двухтактный мотор

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания, использующего в качестве рабочего процесса два такта прост. Отличительная особенность мотора, выполнение двух тактов: сдавливание и рабочий ход. Такты впуска и очистки интегрированы в сдавливание и рабочий ход, поэтому вал проворачивается на 360° за рабочий процесс.

Выполняемый порядок таков:

  1. Сдавливание.Поршень из крайнего нижнего положения уходит в крайнее верхнее положение. Перемещение создает разряжение под поршнем, благодаря чему через продувочные отверстия просачивается горючее. Дальнейшее перемещение провоцирует перекрытие отверстия впуска юбкой поршня и отверстий выпуска, выводящих отработку. Замкнутое пространство способствует росту напряжения. В крайней верхней точке заряд поджигается.
  2. Расширение.Горение создает давление внутри камеры, заставляя посредством расширения газов перемещаться поршень в низ. Происходит поочередное открытие выпускных и продувочных окон. Напряжение в области днища провоцирует поступление горючего в цилиндрическую полость, одновременно очищая её от отработки.

Устройство агрегата на два такта исключает механизм распределяющий газы, что сказывается на качестве процесса обмена. Кроме того, невозможно исключить продувку, а это сильно увеличивает расход топлива, поскольку часть смеси выбрасывается наружу с отработанными газами.

Принцип работы двухтактного мотора:

Четырёхтактный мотор

Моторами, которые выполняют 4 такта работы двигателя внутреннего сгорания за рабочий процесс, оснащена используемая сегодня техника. В этих моторах, ввод и вывод горючего и отработки, выполняются отдельными тактами. Двигатели используют механизм распределения газов, что синхронизирует клапана и вал. Преимущество мотора на четыре такта, подача горючего в очищенную от отработанных газов камеру при закрытых клапанах, что исключает утечку топлива.

Читайте также…  Правильная рабочая температура двигателя

Порядок таков:

  • Ввод.Перемещение поршня из крайнего верхнего положения в крайнее нижнее. Происходит разряжение в полости, что открывает клапана впуска. Горючее заходит в камеру объёмного вытеснения.
  • Сдавливание.Перемещение поршня снизу вверх (крайние положения). Отверстия входа и выхода перекрыты, что способствует нарастанию давления в камере объёмного вытеснения.
  • Рабочий ход.Смесь загорается, выделяется тепло, резкое увеличение объёма и рост силы, давящей на поршень. Движение последнего в крайнее нижнее положение.
  • Очистка.Отверстия выпуска открыты, поршень перемещается снизу вверх. Избавление от отработки, очистка полости перед следующей порцией рабочей смеси.

Механический КПД двигателя внутреннего сгорания, с циклом на 4 такта ниже, в сравнении с агрегатом на 2 такта. Это обусловлено сложным устройством и наличием механизма распределения газов, который забирает часть энергии на себя.

Принцип работы четырёхтактного мотора:

Механизм искрообразования

Цель механизма, своевременное искрение в полости цилиндра мотора. Искра помогает воспламениться горючему и совершить агрегату рабочий ход. Механизм искрообразования, составная часть электрического оборудования автомобиля, куда входят:

  • Источник хранения электрической энергии, аккумулятор. Источник, вырабатывающий электрическую энергию, генератор.
  • Механическое или электрическое устройство, подающее электрическое напряжение в сеть автомобиля, его еще называют зажигание.
  • Накопитель и преобразователь электрической энергии, трансформатор, или катушка. Механизм обеспечивает достаточный заряд на свечах мотора.
  • Механизм распределения зажигания, или трамблёр. Устройство предназначено для распределения и своевременной подачи в нужный цилиндр электрического импульса на свечи зажигания.

Система зажигания:

Механизм впуска

Цель механизма, бесперебойное образование в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания автомобиля, нужного количества воздуха. Впоследствии, воздух смешивается с топливом, и всё это воспламеняется для рабочего процесса. Устаревшие, карбюраторные моторы для впуска использовали элемент для фильтрации воздуха и воздуховод. Современные установки укомплектованы:

  • Механизм забора воздуха мотором.Деталь выполнена в виде патрубка, определённого профиля. Задача конструкции, подать в цилиндр как можно больше воздуха создав при этом меньшее сопротивление на входе. Всасывание воздушной массы происходит за счет разницы давлений при движении поршня в положение нижней мёртвой точки.
  • Воздушный фильтрующий элемент мотора.Деталь применяется для очистки воздуха, попадающего в мотор. Работа элемента влияет на ресурс и работоспособность силовой установки. Фильтр относится к расходным материалам, и меняется через промежуток времени.
  • Заслонка дросселя мотора.Перепускной механизм, находящийся во впускном коллекторе и регулирующий количество подаваемого в мотор воздуха. Деталь работает за счёт электроники, или механическим путём.
  • Коллектор впуска мотора.Предназначение механизма, распределить количество воздуха равномерно по цилиндрам мотора. Процесс регулируется заслонками впуска и усилителями потока.

Система впуска:

Механизм питания

Назначение, бесперебойная подача горючего для последующего смешивания с воздухом и приготовлением гомогенной стехиометрической смеси. Механизм питания включает:

  • Бак мотора.Ёмкость замкнутого типа, в которой хранится топливо (бензин, солярка). Бак оборудован устройством забора горючего (помпа) и устройством, заправляющим ёмкость (заливная горловина).
  • Топливная проводка мотора.Патрубки, шланги, по которым транспортируется или перенаправляется топливо.
  • Механизм, смешивающий горючее в моторе.Изначально силовые установки оборудовались карбюратором, в современных двигателях применяют инжектор. Задача, подать приготовленную смесь внутрь камеры сгорания.
  • Блок управления.Назначение механизма, управлять смесеобразованием и впрыском. В установках, оборудованных инжектором, устройство синхронизирует работу для увеличения эффективности процесса.
  • Помпа мотора.Устройство, создающее напряжение в топливном проводе мотора и способствующее движению горючей жидкости.
  • Элемент фильтрации.Механизм очищает поступающее топливо от примесей и грязи, что увеличивает ресурс силовой установки.
Читайте также…  Двигатель ЯМЗ 536 — Технические характеристики

Механизм питания:

Механизм смазки

Назначение механизма, обеспечить детали силовой установки необходимым количеством масла для создания на поверхностях защитной плёнки. Применение жидкости уменьшает воздействие силы трения в точках соприкосновения деталей, удаляет продукты износа, защищает агрегат от коррозии, уплотняет узлы и механизмы. Система смазки состоит:

  • Поддон мотора.Ёмкость, в которой помещается, хранится и охлаждается смазочная жидкость. Для нормального функционирования мотора важно соблюдать требуемый уровень масла, поэтому поддоны укомплектованы щупом, для контроля.
  • Масляная помпа мотора.Механизм, перекачивающий жидкость из поддона двигателя и направляющий масло к точкам, нуждающимся в смазке. Движение масла происходит по магистралям.
  • Масляный фильтрующий элемент.Назначение детали, очистить масло от примесей и продуктов износа, которые циркулируют в моторе. Элемент меняют при каждой замене масла, поскольку работа влияет на износ механизма.
  • Охладитель масла мотора.Назначение механизма, отбор излишков тепла, из системы смазки. Поскольку масло, отводит тепло от перегретых поверхностей, то само масло так же подвержено перегреву. Характерная особенность механизма смазки, обязательное использование, не зависимо, от того, какова модель двигателя внутреннего сгорания применяется. Происходит это по той причине, что на сегодня эффективней этого метода защиты мотора нет.

Система смазки:

Механизм выпуска

Механизм предназначен для отвода отработанных газов и уменьшения шума в процессе работы двигателя. Состоит из следующих компонентов:

  • Коллектор выпуска мотора.Набор патрубков, выполненных из жаропрочного материала, поскольку они первыми соприкасаются с раскалёнными газами, выходящими из камеры сгорания. Коллектор гасит колебания и переправляет газы далее в трубу;
  • Труба мотора.Приёмная труба предназначена для получения газов и транспортировки далее по системе. Материал, из которого выполнена деталь, обладает высокой стойкостью к температурам.
  • Резонатор.Устройство, позволяющее разделить газы и снизить их скорость.
  • Катализатор.Устройство очистки и нейтрализации газов.
  • Глушитель мотора.Резервуар с вмонтированными перегородками, благодаря перенаправлению отработанных газов, позволяет снизить шум.

Система выпуска мотора:

Механизм охлаждения

На маломощных двигателях внутреннего сгорания применяется охлаждение мотора встречным потоком. Современные агрегаты, автомобильные, судовые, грузовые используют жидкостное охлаждение. Задача жидкости, забрать на себя часть избыточного тепла и снизить тепловую нагрузку на узлы и механизмы агрегата. Механизм охлаждения включает:

  • Радиатор мотора.Задача устройства передать избыточное тепло от жидкости окружающей среде. Деталь включает в себя набор алюминиевых трубок с отводящими ребрами;
  • Вентилятор мотора.Задача вентилятора, увеличить эффект от охлаждения за счёт принудительного обдува радиатора и отвода с его поверхности излишков тепла.
  • Помпа мотора.Задача водяной помпы обеспечить циркуляцию охлаждающей жидкости по системе. Циркуляция проходит по малому кругу (пока двигатель не разогрет), после чего, клапан переключает движение жидкости на большой круг.
  • Перепускной клапан мотора.Задача механизма, обеспечить переключение циркуляции жидкости с малого круга обращения на большой круг.

Система охлаждения мотора:

Несмотря на многочисленные попытки уйти от двигателя внутреннего сгорания, в ближайшем обозрим будущем, такой возможности не предвидится. Поэтому силовые установки данного типа еще долго будут радовать нас своей слаженной работой.

Различные типы двигателей: Типы двигателей

Какая мысль приходит нам в голову, когда мы слышим слово «Двигатель». МОЩНОСТЬ . Да, это единственная цель двигателя. Но знаете ли вы, что существуют разные типы двигателей? Ну, многие из вас, возможно, знают об этих типах двигателей. Но эта статья для тех, кто об этом не знает.

Двигатель производит мощность. Энергия может использоваться для движения автомобиля, освещения или запуска аксессуаров, таких как кондиционер, или даже для выработки электроэнергии, как в случае с генератором.

Использование мощности двигателя не ограничивается тем, что я упомянул выше. Если я начну писать об использовании мощности двигателя полностью, то получится огромная книга. Давайте не будем вдаваться в подробности и пока рассмотрим различные типы двигателей в этой статье.

Различные типы двигателей

Как двигатель вырабатывает мощность? За счет сжигания топлива. Верно? Если вы классифицируете типы двигателей в широком смысле, то существует два типа двигателей в зависимости от того, как сжигается топливо. Все остальные типы двигателей являются подтипами следующих двух категорий.

  • Двигатель внутреннего сгорания (двигатель внутреннего сгорания)
  • Двигатель внешнего сгорания (двигатель EC)

Двигатель внутреннего сгорания

В двигателе внутреннего сгорания воздушно-топливная смесь сгорает внутри закрытой камеры. Из-за внутреннего сгорания высокая температура и газ под высоким давлением создают силы на внутренних компонентах, таких как поршень, ротор, лопасти, которые в конечном итоге преобразуют эту силу в работу.

Пример: двигатели автомобилей, автобусов, мотоциклов

Двигатель внешнего сгорания

В двигателе внешнего сгорания топливно-воздушная смесь сгорает вне камеры двигателя.

Пример: паровой двигатель

Двигатели внутреннего сгорания подразделяются на следующие категории, и каждая категория имеет разные типы двигателей.

  1. Тип дизайна
    1. Количество цилиндров
    2. Количество ударов
    3. Типы топлива Используются
    4. Цикл эксплуатации
    5. Тип зажигания
    6. Расположение клапана
    7. Цилиндр
    8. Тип охлаждения
    9. Тип топлива впрыск

    Тип конструкции

    По типу конструкции двигатели внутреннего сгорания делятся на два типа.

    • Поршневые двигатели
    • Роторные двигатели

    Поршневые двигатели

    В поршневых двигателях поршень движется вперед и назад (возвратно) внутри цилиндра. Поэтому его называют поршневым двигателем.

    Роторный двигатель

    В случае роторного двигателя для производства энергии используется ротор, имеется только вращательное движение, а не возвратно-поступательное действие.

    Количество цилиндров

    В зависимости от количества цилиндров двигатели внутреннего сгорания подразделяются на следующие типы

    • Одноцилиндровые
    • Двухцилиндровые
    • Многоцилиндровые

    Одноцилиндровые, только в одноцилиндровых двигателях

    1 9 один цилиндр в двигателе.Типичными примерами являются двигатели мотоциклов.

    Двухцилиндровый двигатель

    В двухцилиндровых двигателях имеется два цилиндра. Примерами являются мотоциклы высокого класса, трехколесные транспортные средства.

    Многоцилиндровый двигатель

    В многоцилиндровом двигателе используется несколько цилиндров. Многоцилиндровый используется в автомобильных двигателях, автобусных двигателях или других двигателях, используемых в автомобилях.

    Количество тактов

    В зависимости от количества тактов двигатели делятся на два типа.

    • Двухтактный двигатель
    • Четырехтактный двигатель

    Двухтактный двигатель

    В двухтактном двигателе поршень движется вверх (от НМТ до ВМТ) и вниз (от ВМТ до НМТ) в цилиндре. Итак, всего два удара. Типичными примерами являются мотоциклетные двигатели.

    Четырехтактный двигатель

    Поршень перемещается два раза вверх (от НМТ до ВМТ) и два раза вниз (от ВМТ до НМТ). Таким образом, всего получается четыре удара. Типичными примерами являются автомобильные двигатели.

    Виды используемого топлива

    В зависимости от вида используемого топлива двигатели делятся на следующие типы.

    • Бензиновый двигатель
    • Дизельный двигатель
    • Газовый двигатель
    • Многотопливный двигатель

    Бензиновый двигатель

    В бензиновом двигателе бензин используется для сжигания и создания силы. Вот почему он называется бензиновым двигателем. Обычно почти все двигатели мотоциклов бензиновые.

    Дизельный двигатель

    Когда дизельное топливо используется в качестве топлива для сжигания топлива, оно называется дизельным двигателем.Обычно все грузовики и автобусы используют дизельный двигатель.

    Газовый двигатель

    Этот тип двигателя использует газ (LPG, CNG и т. д.) в качестве топлива для сжигания и производства энергии. Автомобили, автобусы, грузовики могут иметь газовые двигатели.

    Многотопливный двигатель

    Бензиновый двигатель можно переоборудовать для работы как на бензине, так и на газе. Если двигатель может работать как на бензине, так и на газе, то он называется многотопливным двигателем. В настоящее время многие автомобили и автобусы используют многотопливный двигатель.

    Цикл работы

    По циклу работы двигатели делятся на следующие типы.

    • Цикл Отто
    • Цикл Дизеля
    • Двойной цикл

    Цикл Отто

    В цикле Отто энергия, произведенная после сжигания топлива, высвобождается в постоянном объеме.

    Дизельный цикл

    В дизельном цикле энергия, вырабатываемая после сжигания топлива, высвобождается при постоянном давлении частично при постоянном давлении.

    Тип зажигания

    В зависимости от типа зажигания двигатели внутреннего сгорания делятся на два типа, как показано ниже.

    • Двигатель с искровым зажиганием
    • Двигатель с воспламенением от сжатия

    Двигатель с искровым зажиганием

    Как следует из названия, существует свеча зажигания, которая зажигает искру после сжатия топливно-воздушной смеси для сгорания в двигателе с искровым зажиганием. Все бензиновые двигатели являются двигателями с искровым зажиганием.

    Двигатель с воспламенением от сжатия

    В двигателе с воспламенением от сжатия нет свечи зажигания.Воздушно-топливная смесь начинает гореть из-за избыточного тепла, выделяемого при сжатии воздушно-топливной смеси. Все дизельные двигатели являются двигателями с воспламенением от сжатия.

    Вам может быть интересно прочитать: Что такое октановое число и цетановое число

    Расположение клапанов

    В зависимости от расположения клапанов двигатели внутреннего сгорания делятся на следующие типы Двигатель с головкой F

  2. Двигатель с головкой L

    В случае двигателя с головкой L клапаны расположены в блоке цилиндров рядом с поршнем.Он имеет один коленчатый вал. В двигателе с Г-образной головкой поток воздуха должен повернуться на 90 градусов, чтобы попасть в цилиндр. Этот тип двигателя имеет серьезные проблемы с эффективностью и не может использоваться в современных автомобилях.

    Двигатель с головкой T

    В двигателе с головкой T впускной клапан с одной стороны, а выпускной клапан с другой стороны, образуя форму буквы T. Вот почему он называется двигателем с головкой T . . Для работы требуется два коленчатых вала.

    Двигатель с головкой I

    В двигателях с головкой I входное и выпускное отверстия расположены на головке блока цилиндров.Эти типы двигателей широко используются в автомобилях.

    Головка F Двигатель

    Головка F представляет собой комбинацию двигателей L и I головки. Впускные клапаны и порты расположены на головке блока цилиндров, как и в двигателе с I головкой, и управляются толкателем. Но выпускной клапан и часть расположены рядом с цилиндром и параллельно поршню, образуя форму L . В этом случае выпускные отверстия управляются подъемником.

    Расположение цилиндров

    Ниже приведены типы двигателя на основе агрегатов цилиндров

    • горизонтальный двигатель
    • вертикальный двигатель
    • V Тип двигателя
    • W Тип двигателя
    • Радиальный двигатель
    • Выступенчатый цилиндр Engine

    горизонтальный двигатель

    В горизонтальном двигателе цилиндры расположены горизонтально.

    Горизонтальный оппозитный двигатель: Кредит: Википедия

    Вертикальный двигатель

    В вертикальном двигателе цилиндры расположены вертикально на одной линии друг с другом. Этот тип двигателя очень распространен в автомобилях.

    V-образный двигатель

    Этот тип двигателя имеет цилиндр, расположенный под углом, который обычно выглядит как V. Это типичная конфигурация двухцилиндрового двигателя, используемая в мотоциклах высокого класса.

    Двигатель W-типа

    В двигателях W-типа цилиндры расположены под углом, и это выглядит как W-образная конфигурация.Это типичная конфигурация трехцилиндрового двигателя, но в большинстве автомобилей используется трехцилиндровый двигатель в вертикальной конфигурации.

    Радиальный двигатель

    В этом типе двигателя цилиндры расположены радиально с центральным картером. Похоже на спицы колес.

    Двигатель с оппозитным расположением цилиндров

    В двигателе с оппозитным расположением цилиндров цилиндры расположены друг напротив друга. Поэтому, несмотря на то, что размер движка становится большим из-за этого типа конфигурации, он предлагает больше балансировки нагрузки.

    Типы охлаждения

    Двигатели делятся на следующие категории в зависимости от типов охлаждения

    • Двигатель с воздушным охлаждением
    • Двигатель с водяным охлаждением
    • Двигатель с масляным охлаждением

    Двигатель с воздушным охлаждением и воздушным охлаждением

    1 9 двигатель охлаждается естественным воздухом. Цилиндр имеет множество ребер, которые увеличивают площадь поверхности для лучшего охлаждения. Этот тип охлаждения обычно используется в мотоциклах и скутерах, где легко доступен естественный поток воздуха.

    Двигатель с водяным охлаждением

    В двигателе с водяным охлаждением для охлаждения двигателя используется вода. Обычно в воду добавляют незамерзающие растворы, чтобы в холодное время года вода не превращалась в лед. Эти типы радиаторов двигателя пропускают охлаждающую жидкость, которая способствует охлаждению двигателя. Большинство автомобилей, грузовиков или автобусов используют этот тип охлаждения.

    Двигатель с масляным охлаждением

    Моторное масло с масляным охлаждением в качестве охлаждающей среды. Этот тип двигателя популярен в мотоциклах и автомобилях высокого класса.

    Типы впрыска топлива

    Двигатели подразделяются на следующие типы в зависимости от типа впрыска топлива.

    • Двигатель с карбюратором
    • Двигатель с впрыском воздуха
    • Двигатель с впрыском твердого топлива

    Двигатель с карбюратором

    В карбюраторном двигателе используется карбюратор, который правильно смешивает воздух и топливо перед впрыском. Это характерно для бензиновых двигателей.

    Двигатель с впрыском воздуха

    В воздухе двигатели с впрыском топлива являются типичными дизельными двигателями.В этом типе двигателя не используется карбюратор, а топливовоздушная смесь подается напрямую через питательный насос.

    Двигатель с впрыском твердого топлива

    Двигатели с впрыском твердого топлива часто называют двигателями с безвоздушным впрыском, в которых топливо подается непосредственно в камеру сгорания без воздуха.

    Заключение

    Это все, что у нас есть в этой статье. В этой статье я попытался дать представление о различных типах двигателей. Я понимаю, что есть другие типы двигателей, основанные на других категориях.Но это частные случаи. Все, что упоминается в этой статье, в основном используется в промышленности.

    Если у вас есть какие-либо вопросы или пожелания, пишите в комментариях, и я буду рад помочь.

    Типы двигателей и топлива при выборе транспортных средств

    При выборе транспортных средств менеджеры по транспорту должны учитывать как тип двигателя, так и доступное топливо. В этой статье Ричард Смит описывает различные доступные технологии двигателей; в следующей статье будут рассмотрены факторы, относящиеся к различным типам топлива, включая проблемы с биодобавками.

    Введение

    Выбор типа топлива является одним из аспектов процесса выбора транспортного средства, но, по крайней мере, в случае коммерческих транспортных средств, вероятно, предполагается, что ответ будет дизельным. Может быть, это и правильно, но, тем не менее, это вопрос, который заслуживает большего, чем беглый взгляд.

    Хотя процесс выбора часто рассматривается как выбор топлива, на самом деле это выбор типа силового агрегата, поскольку именно он определяет топливо, которое можно использовать.Кроме того, решение, основанное исключительно на относительных достоинствах различных видов топлива, игнорирует некоторые важные факторы, которые могут иметь большее значение. Таким образом, эта часть процесса выбора транспортного средства действительно должна проходить по двум параллельным линиям: одна включает характеристики различных типов силовых агрегатов; и один, связанный с различными видами топлива. В конце упражнения, возможно, придется пойти на компромисс.

    В приведенной ниже таблице показаны две колонки, в одной из которых указаны доступные типы силовых установок, а в другой — различные виды топлива.Следует отметить, что не обязательно существует прямая зависимость между силовым агрегатом в первой колонке и топливом во второй. Эта статья в основном посвящена характеристикам различных силовых агрегатов.

    80005

    Блоки питания

    Топлива

    Свеча зажигания

    Бензин

    воспламенением от сжатия

    Дизель

    Электрический Мотор

    50

    сжиженный нефтяной газ (LPG)

    газовая турбина

    Kerosene

    Искровое зажигание

    Двигатель с искровым зажиганием (SI) сжимает смесь летучего топлива и воздуха в цилиндре, а затем воспламеняет смесь с помощью электрической дуги в точно заданное время.Сгорание топлива приводит к увеличению давления в цилиндре, что заставляет поршень опускаться вниз, чтобы провернуть коленчатый вал. При условии, что количество топлива и время воспламенения тщательно контролируются, повышение давления не является разрушительным, и происходит почти полное сгорание с небольшим количеством загрязняющих веществ или без них. Максимальный крутящий момент («тяговое усилие») создается при средних оборотах двигателя. Современные силовые агрегаты SI имеют срок службы более 100 000 миль при регулярном обслуживании.Для силовых агрегатов SI требуется бензин высокой степени очистки, летучий и легковоспламеняющийся, хотя специально переоборудованные или разработанные агрегаты также могут работать на сжиженном нефтяном газе или сжатом природном газе.

    С воспламенением от сжатия

    Двигатели с воспламенением от сжатия (CI) работают так же, как и с искровым зажиганием, с той существенной разницей, что в цилиндре сжимается только воздух, а сгорание инициируется самопроизвольно путем впрыска очень тонкой струи топлива в сжатый (и, следовательно, горячий) воздух в нужное время.

    Этот метод сгорания требует, чтобы воздух был сжат в гораздо большей степени, чем в двигателе SI, и поэтому, когда происходит сгорание, давление, создаваемое в цилиндре, намного выше. Это означает, что двигатель должен быть более тяжелым по конструкции. Давление, под которым впрыскивается топливо, также должно быть намного выше, а это означает, что система впрыска должна быть более надежной, а внутренние компоненты должны иметь гораздо более тонкие допуски.

    Эти факторы увеличивают стоимость базовой силовой установки по сравнению с эквивалентной силовой установкой SI, и, как правило, она более шумная.Срок службы двигателя обычно больше, чем у SI, а расход топлива обычно лучше, хотя затраты на обслуживание могут быть выше. Больший крутящий момент генерируется на более низких скоростях, что дает двигателю CI большую грузоподъемность. Однако двигатель очень чувствителен к качеству топлива и регулировке момента впрыска, и, если они не идеальны, возникают разрушительные и шумные ударные волны с увеличением выбросов загрязняющих веществ и шума.

    Также обратите внимание, что основной проблемой этого типа сжигания является образование частиц сажи, даже при наилучших условиях, которые представляют большую опасность для окружающей среды.

    Двигатели CI обычно работают на очищенном нефтяном топливе, известном как дизельное топливо для дорожных транспортных средств (DERV), которое является менее летучим и легковоспламеняющимся, чем бензин. Альтернативы могут быть произведены из растительных источников (биодизель), а двигатели CI также могут быть построены или адаптированы для работы на СНГ или КПГ.

    Электродвигатель

    Электродвигатели работают тихо и не загрязняют окружающую среду. Они также генерируют максимальный крутящий момент при нулевых оборотах, обеспечивая большее ускорение с места.

    Требования к техническому обслуживанию двигателя минимальны, но недостатком является то, что для питания двигателя требуется значительная батарея. Эта батарея тяжелая, дорогая и оказывает большое воздействие на окружающую среду как при производстве, так и при утилизации в конце своего относительно короткого срока службы. Даже с учетом современных достижений в области аккумуляторных технологий запас хода, который они обеспечивают для транспортного средства, все еще невелик (еще больше уменьшается из-за более высокой нагрузки и скорости), и для его перезарядки требуется много времени.

    Стоимость сэкономленного топлива заменяется стоимостью электроэнергии, необходимой для зарядки аккумулятора, а выбросы загрязняющих веществ просто переносятся с транспортного средства на электростанцию, если для производства электроэнергии используется ископаемое топливо.Полная электрическая мощность может быть жизнеспособной для небольших фургонов, работающих на короткие расстояния в городских районах, но это пока не вариант для более тяжелых транспортных средств и транспортных средств, предназначенных для дальних поездок.

    Гибридный

    Гибридный силовой агрегат представляет собой просто комбинацию двигателя с искровым зажиганием или двигателем с воспламенением от сжатия и электродвигателя. Они могут работать вместе различными способами, например:

    • с двигателем, работающим исключительно для выработки электроэнергии для зарядки аккумулятора, который затем питает электродвигатель для привода автомобиля (последовательный гибрид)

    • с электродвигатель, используемый в качестве дополнения к двигателю меньшего размера, когда требуется дополнительная мощность для подъема в гору или ускорения (параллельный гибрид)

    • , при этом только электродвигатель используется на низкой скорости, а оба силовых агрегата вместе для максимального ускорения — между этими двумя заявляет, что двигатель используется сам по себе, и любая избыточная мощность идет на зарядку аккумулятора (параллельный гибрид).

    Аккумулятор также можно заряжать за счет энергии, вырабатываемой при замедлении автомобиля (рекуперативное торможение), а иногда также при подключении к сети. Гибридные силовые агрегаты снижают расход топлива и выбросы загрязняющих веществ, но необходимо учитывать дополнительный вес и стоимость батареи. Volvo заявляет, что для своего 26-тонного гибрида FE Hybrid снижен уровень шума и выбросов углекислого газа, а также экономия топлива до 20%. по типичному профилю распределения.

    Газовая турбина

    Газовая турбина представляет собой реактивный двигатель, который приводит в движение выходной вал, а не создает тягу за счет потока горячих газов.Газовые турбины использовались для приведения в действие экспериментальных дорожных транспортных средств более 50 лет, и несколько производителей выпустили прототипы большегрузных автомобилей, хотя считается, что в настоящее время они не производятся. Турбины работают более плавно, чем поршневые двигатели, могут работать на широком диапазоне видов топлива с высоким удельным весом, сокращают расход топлива и обслуживание, а также значительно снижают выбросы оксидов азота и твердых частиц.

    Какие типы двигателей используют дизельное топливо? – Kendrick Oil

    Когда большинство людей думают о дизельных двигателях, на ум приходят образы больших личных грузовиков или 18-колесных транспортных средств.Но на самом деле есть три основные группы дизельных автомобилей, которые используют это топливо. Они известны как малые, средние и большие.

    Основы дизельных двигателей

    Существует два типа этих двигателей, известных как двухтактные и четырехтактные. Большинство двигателей, работающих на дизельном топливе, являются четырехтактными, в то время как более крупные двигатели работают по двухтактному циклу.

    Два типа дизельных двигателей делятся на три основные группы.

    1. Небольшие двигатели мощностью 188 киловатт (252 лошадиные силы).Небольшие дизельные двигатели производятся и используются чаще всего. Вы можете найти их в автомобилях, небольших грузовиках и некоторой строительной и сельскохозяйственной технике. Они также используются в качестве механических приводов и в некоторых небольших генераторах электроэнергии.
    2. Двигатели
    3. Medium имеют мощность от 188 до 750 киловатт (от 252 до 1006 лошадиных сил). Их обычно размещают в большегрузных автомобилях. Некоторые двигатели V-8 и V-12 также считаются средними дизельными двигателями.
    4. Большие дизельные двигатели имеют мощность более 750 кВт.Они мощные и используются в механической, промышленной, морской и локомотивной промышленности.

    Как разрабатывались дизельные двигатели

    Первый дизельный двигатель был изготовлен после того, как немецкий инженер Рудольф Дизель попытался придумать что-то более эффективное, чем двигатель Отто. Он понял, что процесс электрического воспламенения можно было бы исключить, если бы сжатие могло нагревать топливо выше температуры его самовоспламенения. Дизель предложил этот модифицированный цикл в своих патентах 1892 и 1893 годов.

    После создания прототипа двигателя Дизелю понадобился правильный тип топлива. Были предложены и порошкообразный уголь, и жидкая нефть, но он выбрал уголь, потому что он был легко доступен как побочный продукт Саарских шахт. Он использовал сжатый воздух для впрыскивания порошкообразного угля в цилиндр двигателя, но контролировать скорость впрыска было слишком сложно. После взрыва, разрушившего экспериментальный двигатель, он перешел на жидкую нефть и продолжил использовать сжатый воздух.

    Первый серийный тип этого двигателя (на основе патента Дизеля) был изготовлен в Санкт-Петербурге.Луи, Миссури, Адольфус Буш. Пивовар по профессии, он видел один из двигателей на выставке в Мюнхене. Он приобрел у Рудольфа Дизеля лицензию на производство и продажу двигателей в США и Канаде.

    Дизельные двигатели в военном секторе

    Двигатель

    Рудольфа Дизеля был предшественником двигателя Busch-Sulzer, который приводил в движение многие подводные лодки ВМС США во время Первой мировой войны. Дизельный двигатель Nelseco был создан New London Ship and Engine Company в Гротоне, штат Коннектикут., также использовался для этой цели. Дизельный двигатель стал основным источником энергии для подводных лодок из-за его эффективности и того факта, что его топливо можно хранить более безопасно, чем бензин.

    После войны многие из тех, кто работал с этими двигателями в армии, искали гражданскую работу. Производители дизельных двигателей смогли предоставить эти рабочие места многим ветеранам с «полудизельными» двигателями, которые были дешевле в производстве и обслуживании.

    Дизель сегодня

    После множества усовершенствований и изменений оригинальных дизельных двигателей (и их топлива) был создан дизель, каким мы его знаем сегодня.Он работает на дистиллятном топливе, состоящем из тяжелых углеводородов. Дизельное топливо получают из сырой нефти после производства обычного бензина. В настоящее время в Соединенных Штатах используется пять распространенных сортов этого топлива.

    1. Низкосернистый № 1-D — это топливо предназначено для транспортных средств, которым требуется более энергозависимый источник энергии. Например, в этом топливе нуждаются дизельные двигатели, работающие при необычно низких температурах.
    2. Low Sulfur No. 2-D — Дизельные двигатели, которые требуют топлива с низким содержанием серы, но не нуждаются в такой высокой летучести, как No1-D, используют эту опцию общего назначения.Его можно использовать в автомобильных и неавтомобильных целях.
    3. № 1-Д — этот сорт топлива — еще один вариант легкого дистиллята для автомобильных целей.
    4. № 2-Д – Эта марка дизельного топлива используется в автомобильных и неавтомобильных двигателях различного назначения. Это характерно для двигателей, которые работают при различных скоростях и размерах нагрузки.
    5. № 4-D. Это топливо представляет собой комбинацию дистиллята и остаточного масла для двигателей, работающих на низких и средних оборотах в неавтомобильных приложениях.Дизель 4-Д используется в двигателях с постоянными или почти постоянными оборотами.

    Ищете высококачественные топливные продукты и услуги?

    Современные дизельные двигатели известны своей надежностью и эффективностью, но для их нормальной работы по-прежнему требуется правильное топливо. В Kendrick Oil Company мы предоставляем различные продукты и услуги для удовлетворения потребностей клиентов в Техасе, Нью-Мексико, Оклахоме, Канзасе, Колорадо и Луизиане. Позвоните нам по телефону (800) 299-3991 или свяжитесь с нами по электронной почте, чтобы узнать больше.

    Различные типы двигателей в зависимости от конструкции, топлива и количества циклов

    Различные типы двигателей

    В этой статье мы рассмотрим различные типы двигателей. Сортировка двигателей зависит от вида используемого топлива, цикла процесса, числа тактов, типа зажигания, количества цилиндров, расположения цилиндров, устройства клапанов, типов охлаждения и т. д. Эти двигатели используются в различных зонах, таких как автомобильная промышленность, авиационная промышленность, морская промышленность и т. д.в зависимости от их пригодности они отбрасываются в разных областях. Итак, давайте поговорим о разных типах двигателей один за другим.

    Типы двигателей:

    Двигатель можно отнести к категории в соответствии с двумя стандартами: формой энергии, которую он принимает для создания движения, и типом движения, которое он производит.

    Тепловая машина:

    Тепловая машина обычно использует энергию, полученную в виде тепла, для выполнения работы, а затем выбрасывает тепло, которое не может быть использовано для выполнения работы.Термодинамика — это изучение взаимодействий между теплотой и работой.

    Рабочий:

    Тепловая машина представляет собой конструкцию, преобразующую тепловую или тепловую энергию и химическую энергию в механическую энергию , которую затем можно использовать для выполнения механической работы. Он выполняет эту работу, переводя рабочий материал из состояния с более высокой температурой в состояние с более низкой температурой.

    Источник тепла производит тепловую энергию, переводящую рабочий материал в высокотемпературное состояние.Рабочее тело совершает работу в рабочем органе двигателя, перенося теплоту к более холодному отводу, пока не перейдет в низкотемпературное состояние. Во время этой процедуры часть тепловой энергии преобразуется в работу за счет неправильного использования свойств рабочего материала. Рабочим материалом может быть любая система с ненулевой теплоемкостью, но обычно это газ или жидкость. Во время этой процедуры большое количество тепла уходит в окружающую среду и поэтому не может быть преобразовано в работу.

    Двигатели внутреннего сгорания:

    «Горение» заключается в сжигании топлива с окислителем для получения тепла.Двигатели внутреннего сгорания — это тепловые двигатели, приводимые в движение теплотой сгорания. И они бывают двух типов, о которых мы сейчас и поговорим.

    • Двигатель внутреннего сгорания:

    Двигатель внутреннего сгорания — это двигатель, в котором сжигание топлива происходит с окислителем в топке. В двигателе внутреннего сгорания распространение или расширение газов высокой температуры и высокого давления, образующихся при сгорании, непосредственно воздействует на механизмы двигателя, такие как поршни, лопатки турбины или сопло, и при перемещении оно на расстоянии производит механическую работу.

    • Двигатель внешнего сгорания

    Двигатель внешнего сгорания (двигатель ЕС) — это тепловой двигатель, в котором внутренняя рабочая жидкость нагревается за счет сгорания внешнего источника через теплообменник. Жидкость затем, расширяясь и воздействуя на механизм двигателя, производит движение и практическую работу. Затем жидкость охлаждается, сплющивается/сжимается и используется повторно или, возможно, выбрасывается, а холодная жидкость втягивается внутрь.

    Существуют различные типы внутреннего сгорания (I.в.) двигатель и их организация зависят от следующих оснований.

    1. Типы двигателей по конструкции:

    (i) Поршневой двигатель:

    В поршневом двигателе есть поршень и цилиндр, поршень совершает возвратно-поступательное движение внутри цилиндра. Благодаря такому движению поршня он называется поршневым двигателем. Двухтактные и четырехтактные двигатели являются распространенными примерами двигателей этого типа.

    (ii) Роторный двигатель:

    В роторном двигателе ротор совершает вращательное движение для выработки энергии.Движения туда-сюда нет. В пространстве находится ротор, который совершает вращательное движение внутри камеры. Роторный двигатель Ванкеля, газотурбинные двигатели являются примерами таких типов двигателей.

    2. Типы двигателей в зависимости от вида используемого топлива:

    По видам используемого топлива двигатели подразделяются на бензиновые, дизельные и газовые.

    (и). Бензиновый двигатель:

    Двигатель, работающий на бензине, называется бензиновым двигателем.

    Рабочий:

    В большинстве бензиновых двигателей топливо и воздух обычно смешиваются после сжатия. Предварительное смешивание ранее производилось в карбюраторе, но теперь оно выполняется с помощью автоматически управляемого впрыска топлива, за исключением небольших двигателей, где стоимость / недостатки электроники не подтверждают дополнительную эффективность двигателя.

    (ii). Дизель:

    Двигатель, работающий на дизельном топливе, называется дизельным двигателем.

    Рабочий:

    Усилие дизельных двигателей за счет сжатия только воздуха. Это повышает температуру воздуха внутри цилиндра до такой степени, что распыленное дизельное топливо, попавшее в камеру сгорания, импульсивно воспламеняется.

    (iii). Бензиновый двигатель:

    Двигатель, работающий на газовом топливе, называется газовым двигателем.

    Рабочий:

    Газовый двигатель — это двигатель внутреннего сгорания, в котором используется газовое топливо, такое как угольный газ, генераторный газ, биогаз, свалочный газ или природный газ.Как правило, термин «газовый двигатель» относится к мощному промышленному двигателю, способному непрерывно работать при полной нагрузке в течение ближайших лет с высокой долей в 8760 часов в год, в отличие от бензинового автомобильного двигателя, который имеет малый вес и обычно не более более 4000 часов за всю свою жизнь.

    3. Типы двигателей по циклу работы

    В зависимости от цикла работы двигатели подразделяются на:

    (и). Двигатель цикла Отто:

    Такие двигатели работают по циклу Отто.

    Рабочий:

    Цикл Отто — это безупречный термодинамический цикл, характеризующий работу характерного поршневого двигателя с искровым зажиганием. Это термодинамический цикл, который чаще всего возникает в автомобильных двигателях.

    Цикл Отто представляет собой описание того, что происходит с формой газа, когда он подвергается воздействию изменений давления, температуры, объема, подвода тепла и отвода тепла. Форма газа, которая подвергается этим изменениям, называется «системой».

    Цикл Отто состоит из:

    • Пара квазипараллельных и изэнтропических процедур (без трения, адиабатическая обратимая).
    • Пара одинаковых изохорных ходов (постоянный объем).

    Цикл Отто включает изоэнтропическое сжатие, подвод тепла при постоянном объеме, изоэнтропическое расширение и отвод тепла при постоянном объеме.

    (ii). Двигатель дизельного цикла:

    Двигатель, работающий на дизельном топливе, называется двигателем с дизельным циклом.

    Рабочий:

    Дизельный цикл представляет собой процесс горения поршневого двигателя внутреннего сгорания. В этом типе топливо сжигается за счет тепла, выделяемого при сжатии воздуха в камере сгорания, в которую затем вводится топливо.

    Всего четыре отдельных процедуры:

    1→2: изоэнтропическое сжатие жидкости

    2→3: обратимое постоянное/постоянное нагревание давлением

    3→4: изоэнтропическое расширение

    4→1: реверсивное постоянное объемное охлаждение/охлаждение

    (iii).полудизельный двигатель:

    Двигатель, работающий как на дизельном топливе, так и на цикле Отто, называется двигателем с двойным циклом или двигателем с полудизельным циклом.

    4. Типы двигателей по количеству тактов

    В зависимости от величины хода различают следующие типы двигателей:

    (и). Четырехтактный двигатель:

    Это двигатель, в котором поршень перемещается четыре раза. 2 привода вверх и 2 привода вниз за один цикл рабочего такта называются четырехтактными двигателями.

    Рабочий:

    • Всасывание: Также известно как всасывание. Этот удар поршня вызывает в верхней мертвой точке (ВМТ) и подрезки в нижней/нижней мертвой точке (НМТ). При таком ударе расходный клапан должен быть в открытом положении, в то время как поршень рванет топливовоздушную смесь в трубку, создавая разрежение в цилиндре своим нисходящим движением. Поршень приземляется, поскольку воздух всасывается нисходящим движением, противоречащим поршню.
    • Сжатие: Этот такт начинается в НМТ или только в конце такта всасывания и заканчивается в ВМТ. В этом такте поршень проталкивает топливовоздушную смесь, готовясь к воспламенению во время рабочего такта (ниже). На этом этапе закрыты впускной и выпускной клапаны.
    • Горение: Также известно как питание или воспламенение. Это начало второго восстания четырехтактного цикла. При этом коленчатый вал совершил полный оборот на 360 градусов.Пока поршень находится в ВМТ. уплотненная воздушно-топливная смесь сжигается свечой зажигания (в бензиновом двигателе) или теплом, выделяемым при высокой степени сжатия (в дизельных двигателях), убедительно возвращая поршень в НМТ. Этот ход отсекает механическую работу двигателя, чтобы расколоть коленчатый вал.
    • Выхлоп: Также известен как выход. Во время такта выпуска поршень снова отходит от НМТ. в Т.Д.С. при этом перепускной клапан открыт. Это действие вытесняет израсходованную топливно-воздушную смесь через выпускной клапан.

    (ii). Двухтактный двигатель:

    Двигатель, в котором поршень совершает двукратное движение. один от ВМТ до НМТ, а другой от НМТ до ВМТ для получения рабочего такта называется двухтактным двигателем.

    Рабочий:

    Двухтактный (или двухтактный) двигатель представляет собой разновидность двигателя внутреннего сгорания, рабочий цикл которого завершается двумя ходами (движениями вверх и вниз) поршня в течение только одного оборота коленчатого вала. Это безразличие к «четырехтактному двигателю» , которому требуется четыре хода поршня, чтобы завершить рабочий цикл во время двух оборотов коленчатого вала.В двухтактном двигателе окончание такта горения и начало такта плотности происходят одновременно, при этом процессы впуска и продувки происходят одновременно.

    (iii). Двигатель с горячим зажиганием:

    Этот тип двигателя не используется в реальном мире.

    5. Типы двигателей по системе зажигания

    По типу воспламенения двигатели классифицируются как:

    (и). Двигатель с искровым зажиганием (двигатель S.I.):

    В двигателе с искровым зажиганием имеется свеча зажигания, адаптированная к патрубку двигателя.Свеча зажигания высекает искру после твердости топлива и сжигает воздушно-топливную смесь для сжигания. Бензиновые двигатели представляют собой двигатели с искровым зажиганием.

    (ii). Двигатель с воспламенением от сжатия (двигатель CI):

    В двигателе с воспламенением от сжатия свеча зажигания отсутствует на головке цилиндра. Топливо сжигается за счет тепла сжатого воздуха. Дизельные двигатели имеют воспламенение от сжатия.

    6. Типы двигателей по количеству цилиндров

    В зависимости от количества цилиндров в двигателе различают следующие типы двигателей:

    (и).Одноцилиндровый двигатель:

    Двигатель с одним цилиндром называется одноцилиндровым. Обычно одноцилиндровые двигатели сбрасывают с мотоциклов и т.п.

    (ii). Двухцилиндровый двигатель:

    Двигатель с двумя цилиндрами называется двухцилиндровым.

    (iii). Многоцилиндровый двигатель:

    Двигатель, состоящий из двух указанных выше цилиндров, называется многоцилиндровым двигателем.Многоцилиндровый двигатель может иметь три, четыре, шесть, восемь, двенадцать. и шестнадцать цилиндров.

    7. Типы двигателей по расположению цилиндров

    По основанию расположения цилиндров организация двигателей бывает:

    (и). Вертикальный двигатель:

    В вертикальных двигателях трубы расположены перпендикулярно.

    (ii). Горизонтальный двигатель:

    В двигателях с горизонтальным расположением цилиндры расположены параллельно.

    (iii). Радиальный двигатель:

    Радиальный двигатель представляет собой двигатель внутреннего сгорания поршневого типа, в котором трубы выходят наружу из центрального картера наподобие шатунов колеса. Если смотреть спереди, он выглядит как стилизованная звезда и называется «звездным» двигателем. Прежде ГТД преимущественно не развивался, его обычно использовали для авиационных двигателей.

    Подробнее статьи на Vocal:

    1. Различия между ЧПУ, DNC и VMC

    2.Возобновляемые источники энергии: Top Evergreen Energy Resources

    3. Типы информационных систем управления

    4. Типы токарных станков Полное объяснение

    Типы двигателей — сельскохозяйственная техника

    Двумя основными категориями двигателей являются искровое зажигание (цикл Отто) и воспламенение от сжатия (дизельный цикл). В двигателе с искровым зажиганием топливо дозируется и подается в двигатель либо карбюратором, либо системой впрыска, рис. 5.5. При использовании карбюратора топливо дозируется форсунками и отверстиями в карбюраторе и добавляется в воздух, когда он проходит через трубку Вентури карбюратора. Смешивание происходит при движении топливно-воздушной смеси через систему впуска в цилиндр. Свеча зажигания своевременно воспламеняет топливно-воздушную смесь.

    Системы впрыска топлива улучшают топливную экономичность бензинового двигателя, поскольку несколько датчиков и компьютер могут лучше соответствовать потребностям двигателя в топливе. Исторически сложилось так, что дополнительная стоимость системы по сравнению с карбюраторной топливной системой ограничивала ее использование более крупными многоцилиндровыми двигателями, но рост стоимости топлива и стандартов выбросов стал стимулом для увеличения использования систем впрыска топлива на двигателях меньшего размера.В двигателе с впрыском нет карбюратора; топливо обычно впрыскивается в воздушный поток через корпус дроссельной заслонки или впускное отверстие. В некоторых двигателях один инжектор расположен в корпусе дроссельной заслонки (впрыск корпуса дроссельной заслонки), который заменяет карбюратор. Эта единственная форсунка дозирует топливо для всех цилиндров. В системе с портовым впрыском форсунка расположена сразу за впускным клапаном (портом), ведущим в каждый цилиндр. Форсунка совместно с насосом форсунки дозирует и подает в цилиндр необходимое количество топлива.Топливо и воздух смешиваются при подаче в цилиндр. Инженеры продолжают работать над прямым впрыском топлива для бензиновых двигателей, и эта технология начинает использоваться в автомобильных двигателях.

    В двигателе с воспламенением от сжатия (дизельном) топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания, рис. 5.6. Впрыск происходит непосредственно перед ВМТ такта сжатия. Сгорание происходит почти мгновенно, потому что сжатие вызывает повышение температуры воздуха в камере сгорания до 1000°F и выше.Таким образом, нет необходимости в свече зажигания для воспламенения топлива. Насос форсунки регулирует количество топлива, подаваемого в каждый цилиндр.

    РИСУНОК 5.5. Корпус дроссельной заслонки и порт впрыска.

    Поршень

    РИСУНОК 5.6. Детали дизельного двигателя.

    Поршень

    РИСУНОК 5.6. Детали дизельного двигателя.

    Продолжить чтение здесь: Рабочий объем

    Была ли эта статья полезной?

    Двигатель внутреннего сгорания | Autopedia

    Четырехтактный цикл (или цикл Отто)
    1.впуск
    2. сжатие
    3. мощность
    4. выхлоп

    Двигатель внутреннего сгорания представляет собой тепловой двигатель, в котором сжигание топлива происходит в замкнутом пространстве, называемом камерой сгорания. Эта экзотермическая реакция топлива с окислителем создает газы высокой температуры и давления, которые могут расширяться. Отличительной чертой двигателя внутреннего сгорания является то, что полезная работа выполняется расширяющимися горячими газами, непосредственно вызывающими движение, например, воздействуя на поршни, роторы или даже за счет давления и перемещения всего двигателя.

    Это отличается от двигателей внешнего сгорания, таких как паровые двигатели, которые используют процесс сгорания для нагрева отдельной рабочей жидкости, обычно воды или пара, которая затем, в свою очередь, работает, например, путем нажатия на паровой поршень.

    Термин «Двигатель внутреннего сгорания» (ДВС) почти всегда используется для обозначения поршневых двигателей, двигателей Ванкеля и аналогичных конструкций, в которых сгорание прерывистое. Однако двигатели непрерывного сгорания, такие как реактивные двигатели, большинство ракет и многие газовые турбины, также определенно являются двигателями внутреннего сгорания.

    Раскрашенный автомобильный двигатель

    История

    Первые двигатели внутреннего сгорания не имели компрессии, а работали на той воздушно-топливной смеси, которую можно было всосать или вдуть во время первой части такта впуска. Наиболее существенное различие между современными двигателями внутреннего сгорания и ранними конструкциями заключается в использовании сжатия и, в частности, внутрицилиндрового сжатия.

    • 1509: Леонардо да Винчи описал двигатель без сжатия.(Его описание может не подразумевать, что идея исходила от него или что она была построена на самом деле.)
    • 1673: Кристиан Гюйгенс описал двигатель без сжатия.
    • 1780-е годы: Алессандро Вольта построил игрушечный электрический пистолет ([1]), в котором электрическая искра взрывала смесь воздуха и водорода, выбивая пробку из конца пистолета.

    Ранние двигатели внутреннего сгорания использовались для питания сельскохозяйственного оборудования, аналогичного этим моделям.

    • 17 век: английский изобретатель сэр Сэмюэл Морланд использовал порох для привода водяных насосов.
    • 1794:Роберт Стрит построил бескомпрессорный двигатель, принцип действия которого доминировал почти целое столетие.
    • 1823: Сэмюэл Браун запатентовал первый промышленный двигатель внутреннего сгорания. Он был без сжатия и основан на том, что Харденберг называет «циклом Леонардо», который, как следует из этого названия, в то время уже устарел. Как и сегодня, раннее крупное финансирование в области, где стандарты еще не были установлены, досталось лучшим шоуменам раньше, чем лучшим работникам.
    • 1824: Сади Карно установил термодинамическую теорию идеализированных тепловых двигателей во Франции в 1824 году. Это научно установило необходимость сжатия для увеличения разницы между верхней и нижней рабочими температурами, но неясно, знали ли конструкторы двигателей об этом раньше. сжатие уже широко использовалось. Это могло ввести в заблуждение дизайнеров, которые пытались подражать циклу Карно бесполезными способами.
    • 18:26 1 апреля: Американец Сэмюэл Мори получил патент на «газовый или паровой двигатель» без сжатия.
    • 1838: патент был выдан Уильяму Барнету (англ.). Это было первое зарегистрированное предположение о компрессии в цилиндре. Он, по-видимому, не осознавал его преимуществ, но его цикл был бы большим достижением, если бы он был достаточно развит.
    • 1854: Итальянцы Эудженио Барсанти и Феличе Маттеуччи запатентовали в Лондоне первый работающий эффективный двигатель внутреннего сгорания (номер части 1072), но не запустили его в производство. По концепции он был похож на успешный непрямой двигатель Отто Лангена, но не так хорошо проработан в деталях.
    • 1860: Жан Жозеф Этьен Ленуар (1822 — 1900) создал газовый двигатель внутреннего сгорания, очень похожий по внешнему виду на горизонтальный паровой лучевой двигатель двойного действия, с цилиндрами, поршнями, шатунами и маховиком, в котором газ в основном место пара. Это был первый серийный двигатель внутреннего сгорания. Его первый двигатель с компрессией развалился на части.
    • 1862: Николаус Отто разработал свободнопоршневой двигатель непрямого действия без сжатия, чья большая эффективность завоевала поддержку Langen, а затем и большей части рынка, который в то время был в основном для небольших стационарных двигателей, работающих на зажигательном газе.
    • 1870: В Вене Зигфрид Маркус поставил первый передвижной бензиновый двигатель на ручную тележку.
    • 1876: Николаус Отто в сотрудничестве с Готлибом Даймлером и Вильгельмом Майбахом разработал практичный четырехтактный двигатель (цикл Отто). Однако немецкие суды не получили его патент на все двигатели с компрессией в цилиндре или даже на четырехтактный цикл, и после этого решения компрессия в цилиндре стала универсальной.

    Карл Бенц

    • 1879: Карл Бенц, работая независимо, получил патент на свой двигатель внутреннего сгорания, надежный двухтактный газовый двигатель, основанный на конструкции четырехтактного двигателя Николауса Отто.Позже Бенц разработал и построил свой собственный четырехтактный двигатель, который использовался в его автомобилях, ставших первыми серийными автомобилями.
    • 1892: Рудольф Дизель изобрел дизельный двигатель.
    • 1893 23 февраля: Рудольф Дизель получил патент на дизельный двигатель.
    • 1896: Карл Бенц изобрел оппозитный двигатель, также известный как горизонтально-оппозитный двигатель, в котором соответствующие поршни достигают верхней мертвой точки одновременно, таким образом уравновешивая друг друга по инерции.
    • 1900: Рудольф Дизель продемонстрировал дизельный двигатель в 1900 году на Всемирной выставке Exposition Universelle (Всемирная выставка) с использованием арахисового масла (см. Биодизель).

    Приложения

    Двигатели внутреннего сгорания чаще всего используются в мобильных силовых установках. В мобильных сценариях внутреннее сгорание является предпочтительным, поскольку оно может обеспечить высокое отношение мощности к весу вместе с превосходной плотностью энергии топлива. Эти двигатели появились почти во всех автомобилях, мотоциклах, многих лодках, а также в самых разных самолетах и ​​локомотивах.Там, где требуется очень большая мощность, например, в реактивных самолетах, вертолетах и ​​больших кораблях, они появляются в основном в виде газовых турбин. Они также используются для электрических генераторов и в промышленности.

    Механика внутреннего сгорания

    Картофельная пушка использует основные принципы любого поршневого двигателя внутреннего сгорания: если вы поместите небольшое количество высокоэнергетического топлива (например, бензина) в небольшое замкнутое пространство и подожжете его, высвобождается невероятное количество энергии в виде расширяющийся газ.Вы можете использовать эту энергию, чтобы толкнуть картофелину на 500 футов. В этом случае энергия преобразуется в движение картофеля. Вы также можете использовать его для более интересных целей. Например, если вы можете создать цикл, который позволяет вам запускать подобные взрывы сотни раз в минуту, и если вы можете использовать эту энергию с пользой, то у вас есть сердцевина автомобильного двигателя!

    Почти все автомобили в настоящее время используют так называемый четырехтактный цикл сгорания для преобразования бензина в движение. Четырехтактный подход также известен как цикл Отто в честь Николауса Отто, который изобрел его в 1867 году.Четыре штриха показаны на рисунке 1. Это:

    1. Такт впуска
    2. Такт сжатия
    3. Такт сгорания
    4. Такт выпуска

    Операция

    Все двигатели внутреннего сгорания зависят от экзотермического химического процесса сгорания: реакции топлива, обычно с воздухом, хотя могут использоваться и другие окислители, такие как закись азота. См. также стехиометрию.

    Наиболее распространенные виды топлива, используемые сегодня, состоят из углеводородов и получены из нефти.К ним относятся виды топлива, известные как дизельное топливо, бензин и сжиженный нефтяной газ. Большинство двигателей внутреннего сгорания, предназначенных для бензина, могут работать на природном газе или сжиженных нефтяных газах без модификаций, за исключением компонентов подачи топлива. Также можно использовать жидкое и газообразное биотопливо, такое как этанол. Некоторые могут работать на водороде, однако это может быть опасно. Водород горит бесцветным пламенем, и для герметизации фронта пламени требуются модификации блока цилиндров, головки цилиндров и прокладки головки.

    Все двигатели внутреннего сгорания должны иметь средства зажигания, способствующие сгоранию. В большинстве двигателей используется электрическая система зажигания или система зажигания с подогревом от сжатия. Системы электрического зажигания обычно полагаются на свинцово-кислотную батарею и индукционную катушку, чтобы обеспечить электрическую искру высокого напряжения для воспламенения воздушно-топливной смеси в цилиндрах двигателя. Аккумулятор можно заряжать во время работы с помощью генератора переменного тока, приводимого в движение двигателем. Системы воспламенения с подогревом от сжатия, такие как дизельные двигатели и двигатели HCCI, полагаются на тепло, выделяемое в воздухе за счет сжатия в цилиндрах двигателя для воспламенения топлива.

    После успешного воспламенения и сгорания продукты сгорания, горячие газы, имеют больше доступной энергии, чем исходная сжатая топливно-воздушная смесь (которая имеет более высокую химическую энергию). Доступная энергия проявляется в виде высокой температуры и давления, которые могут быть преобразованы двигателем в работу. В поршневом двигателе газообразные продукты высокого давления внутри цилиндров приводят в движение поршни двигателя.

    После удаления доступной энергии оставшиеся горячие газы удаляются (часто путем открытия клапана или открытия выпускного отверстия), что позволяет поршню вернуться в свое предыдущее положение (верхняя мертвая точка — ВМТ).Затем поршень может перейти к следующей фазе своего цикла, который варьируется в зависимости от двигателя. Любое тепло, не переведенное в работу, является отходами и удаляется из двигателя воздушной или жидкостной системой охлаждения.

    Запчасти

    Иллюстрация нескольких ключевых компонентов типичного четырехтактного двигателя

    Детали двигателя различаются в зависимости от типа двигателя. Для четырехтактного двигателя ключевыми частями двигателя являются коленчатый вал (фиолетовый), один или несколько распределительных валов (красный и синий) и клапаны.Для двухтактного двигателя вместо системы клапанов может быть просто выпускной патрубок и впускной патрубок для топлива. В обоих типах двигателей есть один или несколько цилиндров (серый и зеленый), и для каждого цилиндра есть свеча зажигания (темно-серый), поршень (желтый) и кривошип (фиолетовый). Однократное движение поршня вверх или вниз по цилиндру называется тактом, а ход вниз, который происходит непосредственно после воспламенения топливно-воздушной смеси в цилиндре, называется рабочим тактом.

    Двигатель Ванкеля имеет треугольный ротор, который вращается в эпитроихоидальной камере (в форме восьмерки) вокруг эксцентрикового вала.Четыре фазы работы (впуск, сжатие, мощность, выпуск) происходят в разных местах, а не в одном месте, как в поршневом двигателе.

    В двигателе Bourke используется пара поршней, встроенных в кулисный механизм, который передает возвратно-поступательное усилие через специально разработанный подшипниковый узел для поворота кривошипно-шатунного механизма. Впуск, сжатие, мощность и выпуск происходят при каждом ходе этого хомута. Честно говоря, я понятия не имею, что я делаю или говорю.

    Классификация

    Существует широкий спектр двигателей внутреннего сгорания, соответствующих их разнообразным областям применения.Точно так же существует широкий спектр способов классификации двигателей внутреннего сгорания, некоторые из которых перечислены ниже.

    Хотя термины иногда вызывают путаницу, реальной разницы между «двигателем» и «мотором» нет. Когда-то слово «двигатель» (от латыни, через старофранцузское, ingenium , «способность») означало любую часть машины. «Мотор» (от латинского мотор , «двигатель») — это любая машина, производящая механическую энергию. Традиционно электродвигатели не называют «двигателями», но двигатели внутреннего сгорания часто называют «двигателями».(Электродвигатель относится к локомотиву, работающему на электричестве).

    Принцип работы

    Бензиновый двигатель A 1906

    Поршневой:

    Поворотный:

    Непрерывное горение:

    • Газовая турбина
    • Реактивный двигатель
    • Ракетный двигатель

    Цикл двигателя

    Двухтактный

    Двигатели, основанные на двухтактном цикле, используют два такта (один вверх, один вниз) на каждый рабочий такт.Поскольку нет специальных тактов впуска или выпуска, необходимо использовать альтернативные методы для продувки цилиндров. Наиболее распространенным методом в двухтактных двигателях с искровым зажиганием является использование движения поршня вниз для создания давления в картере свежего заряда, который затем продувается через цилиндр через отверстия в стенках цилиндра. Двухтактные двигатели с искровым зажиганием маленькие и легкие (для своей выходной мощности) и очень простые механически. Общие области применения включают снегоходы, газонокосилки, цепные пилы, водные мотоциклы, мопеды, подвесные моторы и некоторые мотоциклы.К сожалению, они также, как правило, громче, менее эффективны и гораздо больше загрязняют окружающую среду, чем их четырехтактные аналоги, и они плохо масштабируются до больших размеров. Интересно, что самые большие двигатели с воспламенением от сжатия являются двухтактными и используются в некоторых локомотивах и больших кораблях. Эти двигатели используют принудительную индукцию для продувки цилиндров.

    Четырехтактный

    Двигатели, основанные на четырехтактном цикле или цикле Отто, имеют один рабочий такт на каждые четыре такта (вверх-вниз-вверх-вниз) и используются в автомобилях, больших лодках и многих легких самолетах.Как правило, они тише, эффективнее и больше, чем их двухтактные аналоги. Существует ряд вариаций этих циклов, в первую очередь циклы Аткинсона и Миллера. В большинстве грузовых и автомобильных дизельных двигателей используется четырехтактный цикл, но с системой воспламенения с подогревом от сжатия можно говорить отдельно о дизельном цикле.

    Двигатель Бурка

    В этом двигателе два диаметрально противоположных цилиндра соединены с кривошипом с помощью шатунной шейки, проходящей через общий кулисный механизм.Цилиндры и поршни сконструированы таким образом, что, как и в обычном двухтактном цикле, за один оборот приходится два рабочих такта. Однако, в отличие от обычного двухтактного двигателя, сгоревшие газы и поступающий свежий воздух не смешиваются в цилиндрах, что способствует более чистой и эффективной работе. Кривошипный механизм также устраняет боковую тягу и, таким образом, значительно снижает трение между поршнями и стенками цилиндров.

    Управляемый двигатель внутреннего сгорания

    Это также цилиндровые двигатели, которые могут быть однотактными или двухтактными, но вместо коленчатого вала и поршневых штоков используют две соединенные шестерни, концентрические кулачки, вращающиеся в противоположных направлениях, для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное.Эти кулачки практически нейтрализуют боковые силы, которые в противном случае оказывались бы на цилиндры поршнями, значительно повышая механический КПД. Профили выступов кулачка (всегда нечетные и не менее трех) определяют ход поршня в зависимости от передаваемого крутящего момента. В этом двигателе есть два цилиндра, которые расположены на 180 градусов друг от друга для каждой пары кулачков, вращающихся в противоположных направлениях. Для однотактных версий на пару цилиндров приходится столько же циклов, сколько кулачков на каждом кулачке, и вдвое больше для двухтактных агрегатов.

    Ванкель

    Двигатель Ванкеля работает с тем же разделением фаз, что и четырехтактный двигатель (но без хода поршня, его правильнее было бы назвать четырехфазным двигателем), поскольку фазы происходят в разных местах двигателя; однако, как и двухтактный поршневой двигатель, он обеспечивает один «такт» мощности на оборот на ротор, что дает ему аналогичную эффективность пространства и веса. Фаза сгорания цикла Бурка более точно соответствует сгоранию при постоянном объеме, чем четырехтактный или двухтактный циклы.В нем также используется меньше движущихся частей, поэтому он должен преодолевать меньшее трение, чем два других возвратно-поступательных типа. Кроме того, его более высокая степень расширения также означает, что используется больше тепла от фазы сгорания, чем используется в четырехтактных или двухтактных циклах.

    Скудери

    Новое изобретение Кармело Скудери, двигатель с разделенным циклом Скудери, как утверждается, повышает эффективность двигателя с 33,2% до 42,6%. Кроме того, утверждается, что токсичные выбросы снижаются на целых 80%.

    Вышедшие из употребления методы

    В некоторых старых двигателях внутреннего сгорания без сжатия: В первой части хода поршня вниз всасывалась или вдувалась топливно-воздушная смесь. На остальной части хода поршня вниз впускной клапан закрывался и топливовоздушная смесь воспламенялась. При движении поршня вверх выпускной клапан был открыт. Это была попытка имитировать работу поршневого парового двигателя.

    Типы топлива и окислителя

    Используемые виды топлива включают бензин (британский термин: бензин), сжиженный нефтяной газ, испаренный нефтяной газ, сжатый природный газ, водород, дизельное топливо, JP18 (реактивное топливо), свалочный газ, биодизель, биобутанол, арахисовое масло и другие растительные масла, биоэтанол, биометанол (метиловый или древесный спирт) и другое биотопливо.Даже псевдоожиженные металлические порошки и взрывчатые вещества нашли некоторое применение. Двигатели, которые используют газы в качестве топлива, называются газовыми двигателями, а те, которые используют жидкие углеводороды, называются масляными двигателями. Однако бензиновые двигатели, к сожалению, также часто в просторечии называют «газовыми двигателями».

    Основные ограничения для топлива заключаются в том, что топливо должно легко транспортироваться через топливную систему в камеру сгорания, и что топливо выделяет достаточно энергии в виде тепла при сгорании, чтобы сделать использование двигателя практичным.

    Окислитель обычно представляет собой воздух, и его преимущество заключается в том, что он не хранится внутри транспортного средства, что увеличивает удельную мощность. Однако воздух можно сжимать и перевозить на борту транспортного средства. Некоторые подводные лодки предназначены для перевозки чистого кислорода или перекиси водорода, что делает их независимыми от воздуха. Некоторые гоночные автомобили используют закись азота в качестве окислителя. Другие химические вещества, такие как хлор или фтор, использовались в экспериментах; но в основном непрактичны.

    Дизельные двигатели обычно тяжелее, шумнее и мощнее при более низких скоростях, чем бензиновые двигатели.Они также более экономичны в большинстве случаев и используются в тяжелых дорожных транспортных средствах, некоторых автомобилях (все чаще из-за их более высокой топливной экономичности по сравнению с бензиновыми двигателями), кораблях, железнодорожных локомотивах и легких самолетах. Бензиновые двигатели используются в большинстве других дорожных транспортных средств, включая большинство автомобилей, мотоциклов и мопедов. Обратите внимание, что в Европе сложные автомобили с дизельным двигателем стали широко распространены с 1990-х годов, составляя около 40% рынка. Как бензиновые, так и дизельные двигатели производят значительные выбросы.Существуют также двигатели, работающие на водороде, метаноле, этаноле, сжиженном нефтяном газе (СНГ) и биодизеле. Двигатели, работающие на парафине и тракторном масле (ТВО), больше не видны.

    Некоторые предполагают, что в будущем такое топливо может заменить водород. Кроме того, с внедрением технологии водородных топливных элементов использование двигателей внутреннего сгорания может быть прекращено. Преимущество водорода в том, что при его сгорании образуется только вода. Это не похоже на сжигание углеводородов, при котором также образуется двуокись углерода, основная причина глобального потепления, а также угарный газ в результате неполного сгорания.Большим недостатком водорода во многих ситуациях является его хранение. Жидкий водород имеет чрезвычайно низкую плотность — в 14 раз меньше плотности воды и требует обширной изоляции, в то время как газообразный водород требует очень тяжелых резервуаров. Хотя водород имеет более высокую удельную энергию, объемный запас энергии по-прежнему примерно в пять раз ниже, чем у бензина, даже в сжиженном состоянии. (Процесс «Водород по запросу», разработанный Стивеном Амендолой, создает водород по мере необходимости, но у него есть другие проблемы, такие как относительно дорогое сырье.)

    Одноцилиндровый бензиновый двигатель (ок. 1910 г.).

    Цилиндры

    Двигатели внутреннего сгорания могут содержать любое количество цилиндров, обычно от одного до двенадцати, хотя использовалось до 36 (Lycoming R-7755). Наличие большего количества цилиндров в двигателе дает два потенциальных преимущества: Первое. двигатель может иметь больший рабочий объем с меньшими отдельными возвратно-поступательными массами (то есть масса каждого поршня может быть меньше), что обеспечивает более плавную работу двигателя (поскольку двигатель имеет тенденцию вибрировать в результате движения поршней вверх и вниз).Во-вторых, при большем рабочем объеме и большем количестве поршней может быть сожжено больше топлива и может быть больше событий сгорания (то есть больше рабочих тактов) за заданный период времени, а это означает, что такой двигатель может генерировать больший крутящий момент, чем аналогичный двигатель. с меньшим количеством цилиндров. Недостатком большего количества поршней является то, что в целом двигатель будет весить больше и создавать большее внутреннее трение, поскольку большее количество поршней трется о внутреннюю часть цилиндров. Это имеет тенденцию снижать эффективность использования топлива и лишать двигатель части его мощности.Для высокопроизводительных бензиновых двигателей, использующих современные материалы и технологии (таких как двигатели, применяемые в современных автомобилях), по-видимому, существует точка разрыва около 10 или 12 цилиндров, после чего добавление цилиндров становится общим ущербом для производительности и эффективности, хотя и есть исключения. такие как двигатель W16 от Volkswagen существуют.

    • Большинство автомобильных двигателей имеют от четырех до восьми цилиндров, в некоторых высокопроизводительных автомобилях их десять, двенадцать или даже шестнадцать, а в некоторых очень маленьких автомобилях и грузовиках — два или три.В предыдущие годы некоторые довольно большие автомобили, такие как DKW и Saab 92, имели двухцилиндровые двухтактные двигатели.
    • Радиальные авиадвигатели, ныне устаревшие, имели от трех до 28 цилиндров, например Pratt & Whitney R-4360. Ряд содержит нечетное количество цилиндров, поэтому четное число указывает на двух- или четырехрядный двигатель. Самым крупным из них был Lycoming R-7755 с 36 цилиндрами (четыре ряда по девять цилиндров), но он так и не был запущен в производство.
    • Мотоциклы обычно имеют от одного до четырех цилиндров, а некоторые высокопроизводительные модели имеют шесть (хотя существуют некоторые «новинки» с 8, 10 и 12 цилиндрами).
    • Снегоходы обычно имеют два цилиндра. У некоторых более крупных (не обязательно высокопроизводительных, но и туристических машин) их четыре.
    • Небольшие переносные приборы, такие как бензопилы, генераторы и бытовые газонокосилки, чаще всего имеют один цилиндр, хотя существуют и двухцилиндровые бензопилы.

    Система зажигания

    Двигатели внутреннего сгорания можно классифицировать по системе зажигания. Точка цикла, в которой воспламеняется смесь топлива и окислителя, напрямую влияет на эффективность и мощность ДВС.Для типичного 4-тактного автомобильного двигателя максимальное давление горючей смеси должно достигаться, когда коленчатый вал находится в положении 90 градусов после ВМТ. Скорость фронта пламени напрямую зависит от степени сжатия, температуры топливной смеси и октанового или цетанового числа топлива. Современные системы зажигания предназначены для воспламенения смеси в нужное время, чтобы фронт пламени не соприкасался с опускающейся головкой поршня. Если фронт пламени соприкасается с поршнем, возникает порозовение или стук. Более обедненные смеси и более низкое давление смеси сгорают медленнее, что требует более опережающего опережения зажигания.Сегодня в большинстве двигателей для зажигания используется электрическая или компрессионная система подогрева. Однако исторически использовались системы с внешним пламенем и горячими трубами. Никола Тесла получил один из первых патентов на механическую систему зажигания с патентом США « Электрический воспламенитель для газовых двигателей » 16 августа 1898 года.

    Топливные системы

    Основная статья: Впрыск топлива

    Часто в более простых поршневых двигателях для подачи топлива в цилиндр используется карбюратор.Однако точный контроль правильного количества топлива, подаваемого в двигатель, невозможен.

    Большие бензиновые двигатели, например, используемые в автомобилях, в основном перешли на системы впрыска топлива (см. Бензиновый непосредственный впрыск). Дизельные двигатели всегда используют впрыск топлива.

    Двигатели, работающие на сжиженном газе, используют комбинацию систем впрыска топлива и карбюраторов с замкнутым контуром.

    В других двигателях внутреннего сгорания, таких как реактивные двигатели, используются горелки, а в ракетных двигателях используются различные различные идеи, включая ударные струи, сдвиг газа/жидкости, предварительные горелки и многие другие идеи.

    Конфигурация двигателя

    Двигатели внутреннего сгорания можно классифицировать по их конфигурации, которая влияет на их физический размер и плавность хода (более плавные двигатели производят меньшую вибрацию). Общие конфигурации включают прямую или встроенную конфигурацию, более компактную V-образную конфигурацию и более широкую, но более гладкую плоскую или оппозитную конфигурацию. Авиационные двигатели также могут иметь радиальную конфигурацию, обеспечивающую более эффективное охлаждение. Также использовались более необычные конфигурации, такие как «H», «U», «X» или «W».

    Конфигурации с несколькими коленчатыми валами вообще не обязательно нуждаются в головке цилиндра, но вместо этого могут иметь поршень на каждом конце цилиндра, что называется конструкцией с оппозитным поршнем. Эта конструкция использовалась в дизельном авиационном двигателе Junkers Jumo 205 с двумя коленчатыми валами, по одному на каждом конце одного ряда цилиндров, и, что наиболее примечательно, в дизельных двигателях Napier Deltic, в которых использовались три коленчатых вала для обслуживания трех рядов двухсторонних цилиндров. цилиндры расположены равносторонним треугольником с коленчатыми валами по углам.Он также использовался в однорядных локомотивных двигателях и продолжает использоваться в судовых двигателях, как для силовых установок, так и для вспомогательных генераторов. Роторный двигатель Gnome, использовавшийся в нескольких ранних самолетах, имел неподвижный коленчатый вал и ряд радиально расположенных цилиндров, вращающихся вокруг него.

    Объем двигателя

    Рабочий объем двигателя представляет собой смещение или рабочий объем поршней двигателя. Обычно он измеряется в литрах или кубических дюймах для больших двигателей и в кубических сантиметрах (сокращенно кубических сантиметрах) для двигателей меньшего размера.Двигатели с большей мощностью обычно более мощные и обеспечивают больший крутящий момент при более низких оборотах, но также потребляют больше топлива.

    Помимо разработки двигателя с большим количеством цилиндров, есть два способа увеличить мощность двигателя. Первый заключается в удлинении хода, а второй — в увеличении диаметра поршня (см. также: Коэффициент хода) . В любом случае может потребоваться дополнительная регулировка подачи топлива в двигатель для обеспечения оптимальной производительности.

    Указанная мощность двигателя может быть больше вопросом маркетинга, чем инженерии. Morris Minor 1000, Morris 1100 и Austin-Healey Sprite Mark II имели двигатели с одинаковым ходом поршня и диаметром цилиндра в соответствии с их спецификациями и были от одного и того же производителя. Однако объем двигателя был указан как 1000 куб. См, 1100 куб. См и 1098 куб. См соответственно в торговой литературе и на значках автомобилей.

    Загрязнение двигателя

    Как правило, двигатели внутреннего сгорания, особенно поршневые двигатели внутреннего сгорания, производят умеренно высокие уровни загрязнения из-за неполного сгорания углеродсодержащего топлива, что приводит к образованию угарного газа и некоторого количества сажи, а также оксидов азота и серы и некоторого количества несгоревших углеводородов в зависимости от условий эксплуатации и соотношение топливо/воздух.Основными причинами этого являются необходимость работы бензиновых двигателей, близких к стехиометрическому соотношению, чтобы добиться сгорания (топливо сгорало бы более полно в избытке воздуха) и «гашение» пламени относительно холодными стенками цилиндра.

    Дизельные двигатели производят широкий спектр загрязняющих веществ, включая аэрозоли, состоящие из множества мелких частиц (PM10), которые, как считается, глубоко проникают в легкие человека. Двигатели, работающие на сжиженном нефтяном газе (СНГ), имеют очень низкий уровень выбросов, поскольку сжиженный нефтяной газ сгорает очень чисто и полно и не содержит серы или свинца.

    • Многие виды топлива содержат серу, что приводит к образованию оксидов серы (SOx) в выхлопных газах, вызывая кислотные дожди.
    • Высокая температура горения приводит к увеличению содержания оксидов азота (NOx), которые опасны как для растений, так и для животных.
    • Чистое производство двуокиси углерода не является необходимой характеристикой двигателей, но, поскольку большинство двигателей работают на ископаемом топливе, это обычно происходит. Если двигатели работают на биомассе, то чистый углекислый газ не образуется, поскольку растущие растения поглощают столько же или больше углекислого газа во время роста.
    • Водородные двигатели должны производить только воду, но когда в качестве окислителя используется воздух, также образуются оксиды азота.

    См. также

    • Уильям Барнетт — один из первых патентообладателей (1838 г.)

    Библиография

    • Певец Чарльз Джозеф; Рэпер, Ричард, История технологий: двигатель внутреннего сгорания , под редакцией Чарльза Сингера … [и др.], Clarendon Press, 1954–1978. стр. 157-176 [2]
    • Харденберг, Хорст О., Средневековье двигателя внутреннего сгорания , Общество автомобильных инженеров (SAE), 1999

    Внешние ссылки

    Различные типы дизельных двигателей для грузовых автомобилей и их история

    Когда вы видите эти гигантские грузовики, перевозящие огромные грузы в гору, это может показаться работой стандартного двигателя, но в основном мы неправильно понимаем огромную мощность, которую генерирует дизельный двигатель. чтобы заставить этот процесс работать и получить работу. Эти дизельные двигатели являются источником энергии для некоторых из самых больших и мощных машин, таких как грузовики, поезда и корабли.

    Что такое дизельный двигатель и как он работает?

    Дизельный двигатель — это тип двигателя внутреннего сгорания, который позволяет сжигать топливо внутри центральной части двигателя путем подачи горячего воздуха под высоким давлением в камеру или цилиндры для выработки мощности.

    Стандартные бензиновые двигатели наших автомобилей также являются двигателями внутреннего сгорания, в отличие от двигателей внешнего сгорания, используемых в старомодных паровозах; тем не менее, дизель более мощный.

    Кроме того, вы также обнаружите, что эти двигатели внутреннего сгорания более эффективны, поскольку они не тратят много энергии, поскольку тепло просто остается в одном месте. Вы также обнаружите, что ваш двигатель внутреннего сгорания производит больше энергии из того же объема топлива, чем любой другой двигатель внешнего сгорания.

    Процесс понимания работы дизельного двигателя можно объяснить за четыре простых шага:

    Индукция

    Это включает в себя процесс всасывания воздуха, когда поршень движется вниз по отверстию и открывает впускной клапан.Ключ в том, чтобы сделать это, когда давление воздуха составляет от 1,7 до почти 2,4 мегапаскалей. Только тогда воздух может быть введен в каждый из цилиндров.

    Другие методы запуска зависят от размера двигателя и подключенной нагрузки. Они могут включать использование вспомогательного оборудования, подачу струй сжатого воздуха к двигателю с пневматическим приводом, подачу электрического тока на электростартер и использование небольшого бензинового двигателя, соединенного с маховиком двигателя.

    Сжатие

    Когда впускной клапан закрывается в нижней части хода поршня, это позволяет поршню подниматься и сжимать собранный внутри воздух.Дизельный двигатель не использует топливно-воздушную смесь, а сжимает воздух, что предотвращает проблемы с преждевременным зажиганием, которые в основном встречаются в двигателях с искровым зажиганием с высокой степенью сжатия. Более высокая степень сжатия может быть достигнута с дизельными двигателями, а также более высокая теоретическая эффективность цикла.

    Зажигание

    По мере того, как топливо впрыскивается в верхней части хода поршня, оно толкает поршень вниз, обеспечивая воспламенение. Дизельный двигатель получает энергию, когда горящее топливо распыляется или впрыскивается в цилиндр, где присутствует горячий сжатый воздух.Однако, чтобы этот процесс работал, температура воздуха должна быть выше температуры, при которой может воспламениться впрыскиваемое топливо. Это позволит топливу вступить в реакцию с кислородом воздуха и, следовательно, сгореть.

    Кроме того, интересно видеть, что эти дизельные двигатели также известны как двигатели с воспламенением от сжатия, потому что нагрев воздуха за счет сжатия, а не электрической искры, вызывает инициирование сгорания.

    Выхлоп

    Когда поршень движется вверх, он открывает выпускной клапан, позволяя выйти сгоревшему газу.Турбокомпрессор и доохладитель в дизельных двигателях имеют улучшенные характеристики с точки зрения эффективности и мощности.

    Чем дизельный двигатель отличается от бензинового и бензинового двигателей?

    Несмотря на то, что дизельный и бензиновый двигатели имеют много схожих основных компонентов и оба работают по четырехтактному циклу, существует несколько неотъемлемых различий в способе воспламенения топлива в обоих этих двигателях и в том, как регулируется выходная мощность.

    Ниже приведены наиболее важные различия между ними:

    Зажигание

    В бензиновом или бензиновом двигателе топливно-воздушная смесь воспламеняется от искры.Процесс начинается с впрыска топлива и воздуха в небольшие металлические цилиндры, а сжатие поршня делает эту смесь взрывоопасной. Следовательно, он воспламеняется от электрической искры, когда свеча зажигания в двигателе поджигает его. Затем эта топливно-воздушная смесь взорвется, создав достаточно энергии, чтобы толкнуть поршень в цилиндр и запустить автомобиль.

    Хотя дизельные двигатели могут следовать более простому процессу, они гораздо более управляемы. Для воспламенения в дизельном двигателе требуется только сжатие воздуха.Когда, с одной стороны, бензиновый двигатель имеет типичную степень сжатия 9:1, дизельный двигатель работает при степени сжатия 20:1. Следовательно, только сжатие может воспламенить топливо, когда воздух имеет более высокую температуру, без электрической искры или какой-либо другой системы зажигания.

    Простой способ понять этот процесс — связать его с накачкой велосипедной шины. Вы можете заметить, что чем дольше вы им пользуетесь, тем сильнее нагревается насос. Это показывает, что при сжатии воздуха выделяется тепло.Точно так же дизельный двигатель сжимает тепло в еще меньшем пространстве. Это делает воздух горячим; она может доходить до 500°C, а иногда и выше.

    Таким образом, когда топливо впрыскивается, оно мгновенно воспламеняется и взрывается без использования свечи зажигания, что, с другой стороны, требуется в нефтяном или бензиновом двигателе. Весь этот процесс демонстрирует силу и эффективность дизельного двигателя и то, насколько важным он стал по сравнению с другими типами двигателей, особенно с теми, которые работают на нефти и бензине.

    Воздух на всасывание

    Дизельный двигатель всегда всасывает одинаковое количество воздуха, независимо от частоты вращения двигателя, через впускной тракт, который открывается и закрывается только с помощью впускного клапана. Принимая во внимание, что в бензиновом двигателе вы обнаружите различное количество всасываемого воздуха. Это будет зависеть от степени открытия дроссельной заслонки.

    Конструкция двигателя

    Хотя вы можете обнаружить, что дизельный двигатель выглядит почти так же, как бензиновый или бензиновый двигатель, и содержит почти одинаковые детали, он имеет много других компонентов, что делает его более долговечным, чем бензиновый или бензиновый двигатель.

    Вы обнаружите, что дизельный двигатель обычно имеет более толстые стенки и большее количество распорок по сравнению с бензиновым двигателем. Это придает ему дополнительную силу и помогает выдерживать дополнительные нагрузки.

    Дизельный двигатель обычно представляет собой более прочный блок с более прочными шатунами, поршнями, крышками подшипников и коленчатыми валами. Поскольку форма камеры сгорания и вихревой камеры дизельного двигателя отличается от бензинового или газового двигателя, вы обнаружите, что конструкция ГБЦ у обоих двигателей также отличается.

    Топливо

    Как видно дизель работает на дизельном топливе, а бензиновый на бензине; однако необходимо понять, как эти различные виды топлива совместимы с работой их двигателей, и сделать их более эффективными.

    Дизельное топливо, как правило, менее очищено, более плотное, более вязкое, менее летучее, чем бензин. Для тех из вас, кто видел надпись «derv» на дизельной насосной станции, это топливо, которое вы можете использовать для своих автомобилей с дизельным двигателем.

    В этом случае также важно учитывать соотношение между дизельным топливом и водой. Он может затвердевать или даже затвердевать, когда он холодный, так как может наблюдать большое количество воды, которая может замерзнуть. Он может обрабатывать около 50 или 60 частей воды. Это может быть немного проблематично, так как может вызвать замерзание или образование парафина на топливопроводах и форсунках.

    Если вы когда-нибудь видели, как зимой кто-то дует лампочками на своем дизельном грузовике, вы должны понять, почему. Более того, другие также используют определенные добавки, чтобы избежать этой проблемы.

    Что еще более важно, вы обнаружите, что дизельное топливо имеет более высокую плотность энергии, чем бензин и бензин. Эта большая мощность, составляющая около 147 000 БТЕ, вырабатываемая в среднем на один галлон дизельного топлива, означает, что он обладает более высокой мощностью, эффективностью и лучшим пробегом.

    Это также объясняет, почему дизельное топливо используется для питания основных транспортных средств, таких как автобусы, грузовики, поезда, краны, строительное и сельскохозяйственное оборудование, а также лодки, что делает его критически важным для строительства, транспорта и сельского хозяйства, и, следовательно, вся экономика.

    Типы дизельных двигателей

    Вы обнаружите, что дизельные двигатели бывают двух разных типов: двухтактные и четырехтактные. Ход поршня относится к работе поршня в двигателе, и это принципиально отличает две модели.

    Двухтактный

    Двухтактный дизельный двигатель использует ход в двух направлениях для завершения своего цикла. Первый такт связан со сжатием, когда поршень движется вверх, что приводит к воспламенению сжатого топлива.Второй такт или обратный ход происходит, когда поршень движется вниз только один раз, чтобы подать новое топливо в цилиндр.

    Двухтактный двигатель обычно следует следующим трем необходимым шагам:

    1. Выхлоп и впуск: когда свежий воздух поступает в цилиндр, вытесняя старый через верхние клапаны.
    2. Сжатие: происходит, когда впускной и выпускной клапаны закрываются, а поршень движется вверх, сжимая и затем нагревая воздух.Топливо добавляется, когда поршень достигает верхней части цилиндра, что приводит к самовозгоранию.
    3. Мощность: при воспламенении воздушно-топливной смеси поршень будет перемещен вниз, и мощность будет направлена ​​на запуск колес.

    Четырехтактные двигатели

    Четырехтактный двигатель может быть частью как дизельного двигателя, так и бензинового или бензинового двигателя. Он имеет один такт сжатия и один такт выпуска, а также каждый из них имеет обратный ход, что в целом делает его четырехтактным двигателем.

    Такт сжатия связан со сжатием воздушно-топливной смеси, что приводит к воспламенению, тогда как такт выпуска связан с выпуском сгоревших газов. Поршень в этом случае дважды перемещается вверх и вниз.

    Четырехтактный двигатель включает четыре основных этапа:

    1. Впуск: заключается во всасывании воздуха в цилиндр через впускной клапан при движении поршня вниз.
    2. Сжатие: происходит, когда поршень движется вверх, закрывая впускной клапан и сжимая воздух для его нагрева.Поскольку в него впрыскивается топливо, зажигание происходит без свечи зажигания.
    3. Мощность: с зажиганием, поршень толкается вниз, и мощность передается на колеса.
    4. Выхлоп: теперь поршень возвращается, а отработанные газы далеко выталкиваются через выпускной клапан.

    Различия между двумя типами

    Хотя существенная разница между двухтактным двигателем и четырехтактным двигателем заключается в количестве тактов, более очевидно, что другие факторы также отличают эти два типа друг от друга.Некоторые из них упомянуты ниже:

    • Двухтактные двигатели легче и меньше по сравнению с четырехтактными.
    • Двухтактные двигатели также более эффективны, потому что они производят мощность один раз за каждый оборот, а не один раз за каждые два оборота, как в случае с четырехтактными. Хотя это и плюс, это также означает, что двухтактные двигатели могут страдать от более значительного износа. Следовательно, они могут потребовать большего охлаждения и смазки.
    • Вы увидите, что большинство дизельных двигателей имеют четырехтактный цикл. Двухтактные обычно используются в более крупных двигателях, например, для кораблей и скутеров. С другой стороны, вы можете найти четырехтактные двигатели, которые обычно используются в легковых, грузовых и других автомобилях.
    • Для двухтактных двигателей требуется более легкий маховик, тогда как для четырехтактных требуется тяжелый маховик. Четырехтактный двигатель имеет более сбалансированную силу с одним оборотом на один рабочий ход, а двухтактный двигатель создает более неуравновешенную силу с двумя оборотами на один рабочий ход.
    • Смазка, как правило, проще для двухтактных двигателей и сложнее для четырехтактных.
    • Двухтактные двигатели считаются более шумными, чем четырехтактные. Они также производят больше дыма.
    • Двухтактные двигатели намного дешевле четырехтактных, которые могут быть дороже из-за своего клапана и механизма смазки, а также сравнительной сложности в производстве.

    Краткий обзор истории дизельных двигателей

    Он был начат Рудольфом Дизелем, немецким инженером, который придумал идею дизельного двигателя, поэтому дизельный двигатель назван в его честь.Дизель был тем, кто понял, что такт сжатия может заменить процесс электронного зажигания существующего бензинового двигателя. Он предложил этот цикл в своих патентах 1892 и 1893 годов. Он начинался как четырехтактный двигатель.

    В начале в качестве топлива предлагался либо угольный порошок, либо жидкая нефть. Первый промышленный двигатель, разработанный на основе патентов Дизеля, был создан Адольфусом Бушем в Сент-Луисе, штат Миссури, и стал предшественником двигателя Буш-Зульцер. Который отвечал за питание многих подводных лодок США во время Первой мировой войны.

    Позже солдаты, вернувшиеся с войны и работавшие на дизельных двигателях, были взяты производителями, которые хотели разработать двухтактный дизель. Это сделало дизельные двигатели дешевле и проще в производстве.

    Позже была внедрена технология впрыска топлива, чтобы удовлетворить растущую потребность в воздушном компрессоре высокого давления. Он начинался как насос, сделанный для замены воздушного компрессора высокого давления.

    Однако необходимо было сделать еще одно улучшение.В выхлопе двигателя было очень много дыма, что привело к неправильному сгоранию топлива. Так, для впрыска топлива в цилиндр была введена топливная форсунка.

    В 1914 году Уильям Т. Прайс, молодой американский инженер, также внес свой вклад в дизельный двигатель, работая над двигателем, который нуждался в более низкой степени сжатия и без термометров. Он добился успеха и, следовательно, также подал заявку на патенты. Однако многое еще предстояло сделать, чтобы привести дизельный двигатель к тому виду, который используется сегодня.

    В то время двухтактные двигатели обычно использовались для производства электроэнергии, приводили в действие водонасосные установки и моторные лодки, траулеры и буксиры.

    В начале 1920-х General Electric и Ingersoll-Rand объединились в создании дизель-электрического локомотива. Успех был таким, что заказы на локомотив поступали практически из всех отраслей, включая заводы, шахты и железные дороги. Теперь они используются в тяжелой строительной технике, мощных сельскохозяйственных тракторах и большинстве больших грузовиков и автобусов.

    Несмотря на то, что использование грузовика с дизельным двигателем имеет недостатки, такие как более значительное исключение загрязняющих веществ в воздухе, его изобретение по-прежнему является прорывом, который внес огромный вклад в несколько отраслей промышленности в мире, в основном в транспорт, строительство и сельское хозяйство.

    Поэтому крайне важно знать, как был инициирован этот процесс, и какие типы дизельных двигателей для грузовых автомобилей существуют в настоящее время.

    Когда дело доходит до ремонта вашего дизельного двигателя, обратитесь в надежную ремонтную мастерскую, специалисты которой смогут эффективно отремонтировать дизельный двигатель вашего грузовика в соответствии с вашими пожеланиями.

    В STP Diesel мы верим в поиск и устранение основной причины неисправности, а не только симптома. Предотвращение повторного ремонта является одним из наших основных принципов; Возможность также определить профилактический ремонт является ключом к тому, чтобы ваша установка оставалась на дороге.

    Лучшее знание того, как работает дизельный двигатель и чем он отличается от других типов двигателей, таких как бензиновые и бензиновые, дает более четкое представление о том, как мы развивались в технологическом отношении.

    Итак, в следующий раз, когда вы увидите большой грузовик с дизельным двигателем, проезжающий мимо вашей машины и перевозящий большой груз, оцените различия и поймите более важную механику, лежащую в основе его вождения.

    STP Diesel в настоящее время обслуживает большую территорию Хьюстона, включая Вудлендс, Спринг, Конро, Томбол, Магнолию, Бэйтаун, Шугар Лэнд и Кэти.

    .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.