Такты работы двигателя внутреннего сгорания: Двигатель внутреннего сгорания — урок. Физика, 8 класс.

Что называется тактом в работе двигателя?

Рис.6. Схема работы четырехцилиндрового двигателя

1 -й такт — впуск. При движении поршня 3 вниз в цилиндре образуется разрежение, под действием которого через открытый впускной клапан 1 в цилиндр из системы питания поступает горючая смесь (смесь топлива с воздухом). Вместе с остаточными газами в цилиндре горючая смесь образует рабочую смесь и занимает полный объем цилиндра;

2-й такт — сжатие. Поршень под действием коленчатого вала и шатуна перемещается вверх. Оба клапана закрыты, и рабочая смесь сжимается до объема камеры сгорания;

3-й такт — рабочий ход, или расширение. В конце такта сжатия между электродами свечи зажигания возникает электрическая искра, которая воспламеняет рабочую смесь (в дизельном двигателе рабочая смесь самовоспламеняется). Под давлением расширяющихся газов поршень перемещается вниз и через шатун приводит во вращение коленчатый вал;

4-й такт — выпуск. Поршень перемещается вверх, и через открывшийся выпускной клапан 4 выходят наружу из цилиндра отработавшие газы.

При последующем ходе поршня вниз цилиндр вновь заполняется рабочей смесью, и цикл повторяется.

Как правило, двигатель имеет несколько цилиндров. На отечественных автомобилях обычно устанавливают четырехцилиндровые двигатели (на автомобилях «Ока» —двухцилиндровый). В многоцилиндровых двигателях такты работы цилиндров следуют друг за другом в определенной последовательности. Чередование рабочих ходов или одноименных тактов в цилиндрах многоцилиндровых двигателей в определенной последовательности называется порядком работы цилиндров двигателя. Порядок работы цилиндров в четырехцилиндровом двигателе чаще всего принят I —3—4—2 или реже I —2—4—3, где цифры соответствуют номерам цилиндров, начиная с передней части двигателя. Схема на рис. 6 характеризует такты, происходящие в цилиндрах во время первого полуоборота коленчатого вала. Порядок работы двигателя необходимо знать для правильного присоединения проводов высокого напряжения к свечам при установке момента зажигания и для последовательности регулировки тепловых зазоров в клапанах.

В действительности любой реальный двигатель гораздо сложнее упрощенной схемы, представленной на рис. 3. Рассмотрим типовые элементы конструкции двигателя и принципы их работы.

Рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания (ДВС) – представляет собой ряд процессов, в результате которых производится порция усилия (мощности), воздействующего на коленчатый вал двигателя. Рабочий цикл состоит из:

• заполнения цилиндра топливной смесью;
• ее сжатия;
• воспламенения смеси;
• расширения газов и очистки от них цилиндра.

Вывод

Конструкция и особенности современных моторов постоянно совершенствуются. Так, весь мир уже невозможно представить без выхлопных газов, машин и автосервисов. Работающий ДВС узнать легко по характерному звуку. Принцип работы и устройство двигателя внутреннего сгорания достаточно простое, если разобраться один раз.
А вот, что качается технического обслуживания, то здесь поможет смотреть техническую документацию. Но, если человек не уверен, что он может провести ТО или ремонт автомобиля своими руками, то стоит обратиться в автосервис.

Виды моторов

Существует три вида двигателей, встречаемых в транспортных средствах:

• поршневой
• роторно-поршневой
• газотурбинный

Большой популярностью пользуется первый вариант моторов. На некоторые модели автомобилей устанавливают так поршневые двигатели с четырьмя тактами. Вызвана такая популярность тем, что подобные агрегаты стоят дешевле, имеют небольшой вес и подходят для использования практически во всех машинах вне зависимости от производства.

Если говорить простыми словами, то двигатель автомобиля — это особый механизм, способный изменить энергию тепла, превратив ее в механическую энергию, благодаря чему удается обеспечить работу множества элементов конструкции автомобиля, а также его систем.

Изучить принцип действия мотора не составит труда. Например, поршневые ДВС делятся на двух- и четырехтактные агрегаты. Четырехтактными двигатели называют потому, что в одном рабочем цикле элемента поршень двигается четыре раза (такта). Подробнее о том, что представляют собой такты, написано далее.

Эксплуатационные показатели в сравнении

Сопоставляя двухтактный двигатель и четырехтактный двигатель, разницу между ними можно заметить не только в устройстве, но и в эксплуатационных характеристиках. Сравнивать их можно по следующим показателям:

• литровая мощность;
• удельная мощность;
• экономичность;
• экологичность;
• шумность;
• ресурс работы;
• простота обслуживания;
• вес;
• цена.

Литровой называется мощность, снимаемая с литра объёма цилиндра. Теоретически она должна быть в два раза больше у двухтактного. Однако на деле этот показатель составляет 1,5−1,8. Сказывается неполное использование рабочего хода газов, затраты энергии на продувку, неполное сгорание и потери топлива.

Удельная мощность представляет собой величину отношения мощности мотора к его весу. Она также выше у двухтактных. Для них нужен менее тяжёлый маховик и не нужны дополнительные системы (газораспределения и смазки), утяжеляющие конструкцию. КПД у них также выше.

Экономичность (расход топлива на единицу мощности) выше у четырехтактных. Двигатели с двумя тактами часть топлива теряют впустую при продувке цилиндра.

Экологичность двухтактных ниже, опять-таки из-за потери несгоревшего топлива и масла. Убедиться в этом можно на примере двухтактного лодочного мотора. Он всегда оставляет на воде тонкую плёнку из несгоревшего топлива.

Шумность выше у двухтактных. Это связано с тем, что выхлопные газы из цилиндра вырываются с большой скоростью.

Ресурс работы выше у четырехтактных. Отдельная система смазки и меньшая оборотистость двигателя положительно сказываются на сроке его службы.

Проще обслуживать, безусловно, двухтактные моторы из-за меньшего количества вспомогательных систем. Масса больше у четырехтактных. Двухтактные дешевле.

В некоторых механизмах применение двухтактных двигателей является однозначным. Это, например, бензопилы. Высокая удельная мощность, маленький вес и простота делают его здесь безусловным фаворитом.

Двухтактные двигатели используются также в мототехнике, лодочных моторах, газонокосилках, скутерах, авиамоделировании. В большинстве самодельных машин и механизмов умельцы также используют двухтактный мотор.

Устройство мотора

Прежде, чем разбираться с принципом работы, стоит сначала понять, как устроен силовой агрегат и что входит в его конструкцию. Так как поршневые считаются наиболее востребованными, рассматриваться будет именно такое устройство. К основным деталям следует отнести:

1. Цилиндры, образующие отдельный блок
2. Головку блока с ГРМ
3. Кривошипно-шатунный механизм

Последний приводит в движение коленчатый вал, заставляя его вращаться. Механизм передает валу энергию, получаемую от двигающегося поршня, который в несколько тактов меняет свое положение. Движение поршня регулирует энергия тепла, возникающая в результате горения топлива.

Невозможно представить и организовать движение силового агрегата без установленных в нем механизмов. Так, например, ГРМ меняет положение клапанов, за счет чего удается обеспечить регулярную подачу топлива, впуская и выпуская определенные составы. Система поступления новых газов и выхода отработавших налажена.

Принципы эксплуатации

Автомобильные двигатели эксплуатируются с разным ресурсом. Самые простые двигатели могут иметь технический ресурс 150000 км пробега при правильном техническом обслуживании. А вот некоторые современные дизельные двигатели, которые оснащаются на грузовики, могут выхаживать до 2 миллионов.
Устраивая конструкцию мотора, автопроизводители обычно делают упорство на надежность и технические характеристики силовых агрегатов. Учитывая современную тенденцию, многие автомобильные моторы рассчитаны на небольшой, но надежные срок эксплуатации.

Так, средняя эксплуатация силового агрегата легкового транспортного средства составляет 250 000 км пробега. А дальше, существует несколько вариантов: утилизация, контрактный двигатель или капитальный ремонт.

Рабочий цикл ДВС

Основной цикл мотора подразумевает выполнение четырех основных тактов. Именно о них и пойдет речь дальше по тексту.

Первый такт: впуск

Начальный — движение кулачков, которые являются частью конструкции распределительного вала. Они меняют воздействуют на клапан впуска, заставляя его открыться.

Далее, вслед за открывшимся клапаном, с места двигается поршень. Деталь постепенно перемещается из крайнего верхнего положения в крайнее нижнее. Воздух внутри цилиндра в связи с уменьшением пространства поршнем становится более разреженным, благодаря чему становится возможным поступление подготовленной рабочей смеси.

После этого поршень начинает действовать на коленвал через шатун, вследствие чего вал поворачивается на 180 градусов. Сам поршень уже достигает своего критического нижнего положения, и на этом моменте начинается второй такт.

Второй такт: сжатие

Он подразумевает дальнейшее сжатие смеси, находящейся внутри цилиндра. Клапан впуска закрывается, и поршень меняет свое направление, двигаясь вверх. Воздух в связи с уменьшением пространства начинает сжиматься, а рабочая смесь — нагреваться. Когда второй такт подходит к концу, в действие приходит система зажигания. Ее основное назначение — подача на свечу заряда электричества для образования искры. Именно эта искра поджигает сжатую смесь из топлива и воздуха, приводя к ее воспламенению.

Отдельно стоит рассмотреть, как зажигается топливо у дизельного ДВС. Как только завершается сжатие, начинает поступать мелкораспыленное дизельное топливо через форсунку внутрь камеры. Впоследствии горючее вещество перемешивается с воздухом внутри, благодаря чему происходит воспламенение.

Что касается карбюраторного двигателя со стандартным топливом, то на втором такте коленчатый вал успевает сделать полный оборот.

Третий такт: рабочий ход

Третий такт называется рабочим ходом. Газы, оставшиеся после сгорания смеси, начинают толкать поршень, перемещая его вниз. Полученная деталью энергия передается коленвалу, и тот снова поворачивается, но уже на половину оборота.

Четвертый такт: выпуск

Четвертый такт — выпуск оставшихся газов. Когда такт только начинается, кулачок меняет положение на этот раз выпускного клапана, открывая его. Это способствует началу движения поршня наверх, вследствие чего из цилиндра начинают выходить отработавшие газы.

Интересно, что на современных моделях транспортных средств ДВС оборудованы не одним цилиндром, а несколькими. Благодаря их слаженной работе обеспечивается более качественная работа мотора и систем машины. При этом в каждом цилиндре единовременно выполняются разные такты. Так, например, в одном цилиндре вовсю идет рабочий ход, а во втором — коленчатый вал еще только совершает оборот. Подобная конструкция также:

• избавляет от ненужных вибраций;
• уравновешивает силы, которые действуют на работу коленвала;
• организует ровную работу мотора.

Ввиду компактности двигатели с несколькими цилиндрами изготавливают не рядными, а V-образными. Также существует форма оппозитных двигателей, которые часто можно встретить на автомобилях производства Subaru. Такое решение позволяет сэкономить много места под капотом.

Конструкция агрегата

Распредвал четырехтактного мотора размещается в крышке цилиндра. Он приводится в действие ведущим колесом, вмонтированном в коленчатый вал. Распределительный вал открывает и закрывает один из клапанов: выпускной или впускной, в зависимости от расположения поршня. На распределительном вале также расположены кулачки, которые приводят в действие клапанные коромысла.

Коромысла после срабатывания, начинают воздействовать на определенный клапан и открывают его. Важно, что между регулировочным винтом и клапаном должен быть тепловой зазор (узкий промежуток). При нагреве металл расширяется, поэтому, если зазор слишком маленький или его нет вообще, клапаны не могут закрыть полностью каналы выпуска и впуска.

У клапана впуска зазор должен быть меньше, чем у клапана выпуска, потому как газы выхлопа горячее, чем смесь. Соответственно клапан впуска нагревается меньше, чем клапаны выпуска.

Как работает двухтактный мотор

Выше было упомянуто, что поршневые двигатели делятся как на 4-тактные, так и на 2-тактные. Принцип работы вторых немного отличается от того, что был описан ранее. Да и само устройство такого агрегата значительно проще предыдущей конструкции. В двухтактном агрегате всего два окна в цилиндре — впускное и выпускное. Второе расположено чуть выше первого, и сейчас будет объяснено, для чего это.

Поршень при начале первого такта, до этого перекрывавший впускное окно, начинает двигаться наверх, в результате чего перекрывает собой окно впуска топлива. Поршень в это же время продолжает опускаться, что приводит к сжатию рабочей смеси. Как только деталь достигает нужного положения, на свече образуется первая искра, и созданная смесь тут же поджигается, воспламеняясь. Впускное окно к этому моменту уже открывается. Оно пропускает очередную порцию топлива и воздуха, продолжая работу механизма.

Начало второго такта характеризуется сменой направления движения поршня — он начинает перемещаться вниз. На него действуют газы, стремящиеся расширить имеющееся пространство. Поршень перемещается, открывая впускное окно, и оставшиеся после сгорания смеси газы уходят, пропуская внутрь новую порцию топлива.

Какая-то часть рабочей смеси также покидает цилиндр через открытый выпускной клапан. Поэтому становится понятным, почему двухтактные двигатели требуют такого количества топлива.

Преимущества и недостатки

Преимуществом двухтактных поршневых агрегатов является достижение большой мощности при небольшом рабочем объеме, если сравнивать их с четырехтактными. Однако владелец авто будет страдать от внушительных расходов топлива, из-за чего в скором времени в его голове возникнет идея поменять агрегат.

Также плюсами двухтактных ДВС можно назвать простую конструкцию, понятную и равномерную работу, маленький вес и компактный размер. К минусам следует отнести грязный выхлоп, нехватку различных систем, а также быстрый износ деталей конструкции. Довольно часто владельцы машин с таким двигателем жалуются на перегрев агрегата и его поломку.

История

Приблизительно в 1854—1857 годах итальянцами Феличче Матоци и Евгением Барсанти было создано устройство, которое по имеющимся сегодня сведениям было похоже на четырехтактный мотор. Изобретение итальянцев было утеряно и только в 1861 году. Алфоном де Роше был запатентован двигатель такого типа.

Впервые пригодный к работе четырехтактный мотор создал немецкий инженер Николаус Отто. В его честь был назван четырехтактный цикл работы циклом Отто, а 4-тактный мотор, применяющий свечи зажигания, называют двигателем Отто.

Такт первый

Он называется впуском. В этот момент, кулачок распредвала открывает впускной клапан. Поршень же, находится в самой верхней «мертвой» точке цилиндра и начинает движение вниз.

В этот момент через впускной клапан в цилиндр (камеру сгорания) всасывается топливовоздушная смесь (смесь бензина и воздуха). Она будет втягиваться до тех пор, пока поршень не достигнет нижней мертвой точки. В этот момент клапан начнет закрываться. Камера сгорания полностью наполнена горючей смесью.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Министерство просвещения российской федерации

Федеральное государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Неманское специальное учебно-воспитательное учреждение закрытого типа»

Открытый урок

Тема: «Принцип работы двигателя внутреннего сгорания»

Форма проведения: Комбинированный

Подготовил и провел:

мастер п/о

Чукардин ВиталийИванович

^{(Ф. И. О.)}

Дата проведения:

12 ноября 2020г.

г. Неман

2020 год.

Тема: «Принцип работы двигателя внутреннего сгорания».

Цели урока: Образовательные:

способствовать:

— усвоению новых знаний о принципе работы двигателя внутреннего сгорания. ;

— формированию у обучающихся понимания общего устройства и принципа работы двигателя внутреннего сгорания, устройством автомобиля;

— умению применять полученные знания на практике.

Воспитательные:

— содействовать формированию интереса к изучаемому предмету, показать необходимость глубокого, сознательного усвоения специальных и общенаучных знаний для будущей профессиональной деятельности;

-способствовать воспитанию культуры общения, поведения, умения работать в команде.

Развивающие:

способствовать:

— развитию чувства самоконтроля и ответственности за результаты своей деятельности;

— получению чувства удовлетворенности от результата своего труда.

Содержание занятия:

1. повторить пройденный материал;

2. изложить информацию по теме;

3. закрепить полученные знания;

4. проконтролировать качество усвоения нового материала и оценить знания обучающихся.

Методы обучения: репродуктивный, объяснительно — иллюстративный — рассказ, беседа, демонстрация слайдов.

Материально-техническое и дидактическое оснащение урока:

Технические средства:

Наглядные пособия:

• электронная презентация «Принцип работы двигателя внутреннего сгорания.»

• макет двигателя внутреннего сгорания;

Ход занятия:

1. Организационный этап

Мастер: Проверка обучающихся по списку. Проверка наличия оборудования и его исправность.

Обучающиеся: Отвечают на приветствие мастера. Дежурный докладывает о явке обучающихся.

Мастер: Вводный инструктаж. Психологическая подготовка к восприятию урока:

• организация внимания;

• устранение отвлекающих факторов.

Целевая установка: сообщение темы и разъяснение цели урока (что будут делать и чему научатся).

Актуализация опорных знаний: вспомнить тему предыдущего урока.

Обучающиеся: Слушают и записывают тему урока.

Вспоминают тему предыдущего урока.

II. Этап проверки знаний по пройденной теме

Мастер: Какие детали автомобиля мы вспомнили?

Обучающиеся: Кузов, шасси, трансмиссия.

Мастер: Для чего служит кузов автомобиля?

Обучающиеся: Для размещения пассажиров, багажа. К кузову крепятся детали автомобиля.

Мастер: Какую функцию выполняет шасси?

Обучающиеся: Передача энергии от двигателя к колёсам и управление ими.

Мастер: Назовите детали шасси?

Обучающиеся: Трансмиссия, ходовая часть и системы управления.

Мастер: Из каких деталей состоит трансмиссия?

Обучающиеся: Сцепление, коробка передач, карданная передача и ведущий мост.

Мастер: Без чего все эти агрегаты автомобиля не могут работать?

Обучающиеся: Без двигателя.

III. Основной этап урока: этап объяснения и усвоения нового материала.

Практическое ознакомление с узлами и деталями.

Мастер:

Знания по этой теме вам нужны будут для понимания общего устройства и работы двигателя внутреннего сгорания, чтобы в дальнейшем вовремя определить неисправность и принять меры к ее устранению. А также для правильного обслуживания автомобиля, увеличивая срок его эксплуатации.

Изучение содержания темы происходит с помощью лекционного материала по теме «Принцип работы двигателя внутреннего сгорания» с применением материалов презентации «Принцип работы двигателя внутреннего сгорания», схемы двигателя внутреннего сгорания и макета двигателя внутреннего сгорания.

Применение данной формы работы (лекция-диалог), презентации, схемы двигателя внутреннего сгорания и макета двигателя внутреннего сгорания способствует развитию познавательной деятельности обучающихся.

Мастер ПО рассказывает теоретический материал, задаёт вопросы и демонстрирует презентацию «Двигатель внутреннего сгорания. Общее устройство и работа» и схему двигателя внутреннего сгорания.

Обучающиеся конспектируют лекцию, участвуют в диалоге, отвечая на вопросы мастера ПО.

Тема 1. Общее устройство и работа двигателя внутреннего сгорания

Мастер: На автомобилях устанавливают двигатели внутреннего сгорания (ДВС), у которых топливо сгорает внутри цилиндра. В основу их действия положено свойство газов расширяться при нагревании. Источником теплоты в двигателе является смесь топлива с воздухом (горючая смесь)

Рассмотрим принцип устройства и работы двигателя внутреннего сгорания, а также его рабочие циклы. (Слайд 2).

Какие типы двигателя вы знаете?

Обучающиеся: Двигатели внутреннего сгорания бывают двух типов: бензиновые и дизельные.

Мастер: В бензиновом двигателе горючая смесь (бензина с воздухом) попадает в камеру сгорания готовая (смешанная) через впускной коллектор и воспламеняется внутри цилиндра от искры, образующейся на свече зажигания.

Мастер: Для чего нужен воздух?

Обучающиеся: Для поддержания горения в качестве окислителя.

В дизельном двигателе горючая смесь (дизельного топлива с воздухом) воспламеняется от сжатия, а свечи зажигания не применяются. На обоих типах двигателей давление образующейся при сгорании горючей смеси газов повышается и передается на поршень.

Поршень перемещается вниз и через шатун действует на коленчатый вал. В результате этого, что происходит с коленчатым валом?

Обучающиеся: Он вращается.

Мастер: Для сглаживания рывков и более равномерного вращения коленчатого вала на его торце устанавливается массивный маховик (демонстрирует на макете).

Рассмотрим основные понятия о двигателе внутреннего сгорания и принцип его работы (Слайды 3, 4).

В каждом цилиндре установлен поршень. Крайнее верхнее его положение называется верхней мертвой точкой (ВМТ).

А крайнее нижнее положение как будет называться?

Обучающиеся: Нижней мертвой точкой (НМТ).

Мастер: Расстояние, пройденное поршнем от одной мертвой точки до другой, называется ходом поршня. За один ход поршня коленчатый вал повернется на половину оборота (Слайд 4).

Камера сгорания (сжатия) – это пространство между головкой блока цилиндров и поршнем при его нахождении в ВМТ. Рабочий объем цилиндра – пространство, освобождаемое поршнем при перемещении его из ВМТ в НМТ. Рабочий объем двигателя – это рабочий объем всех цилиндров двигателя.

В каких единицах измерения выражается объём двигателя?

Обучающиеся: В литрах.

Мастер: Его выражают в литрах, поэтому нередко называют литражом двигателя. Полный объем цилиндра – сумма объема камеры сгорания и рабочего объема цилиндра.

Степень сжатия показывает, во сколько раз полный объем цилиндра больше объема камеры сгорания. Степень сжатия у бензинового двигателя равна 8–10, у дизельного – 20–30.

От степени сжатия следует отличать компрессию. Компрессия – это давление в цилиндре в конце такта сжатия характеризует техническое состояние (степень изношенности) двигателя. Если компрессия больше или численно равна степени сжатия, состояние двигателя можно считать нормальным.

А если компрессия меньше степени сжатия. Что это означает?

Обучающиеся: Изношенность двигателя.

Мастер: Мощность двигателя – величина, показывающая, какую работу двигатель совершает в единицу времени. Мощность измеряется в киловаттах (кВт). В каких единицах ещё может измеряться мощность двигателя?

Обучающиеся: В лошадиных силах. При этом одна л.с. ≈ 0,74 кВт.

Мастер: Крутящий момент ДВС численно равен произведению силы, действующей на поршень во время расширения газов в цилиндре, на плечо ее действия. Крутящий момент определяет силу тяги на колесах автомобиля: чем больше крутящий момент, тем лучше динамика разгона автомобиля.

Такт – процесс (часть рабочего цикла), который происходит в цилиндре за один ход поршня. Двигатель, рабочий цикл которого происходит за 4 хода поршня, называется четырехтактным независимо от количества цилиндров.

Перерыв на физминутку: обучающиеся выполняют гимнастику глаз и пальцев.

Тема 2. Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя (Слайды 5, 6, 7, 8)

Мастер ПО рассказывает теоретический материал и демонстрирует рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя на макете двигателя внутреннего сгорания и презентацию «Двигатель внутреннего сгорания. Общее устройство и работа».

Мастер: 1-й такт – впуск. При движении поршня 3 вниз в цилиндре образуется разрежение, под действием которого через открытый впускной клапан 1 в цилиндр из системы питания поступает горючая смесь (смесь топлива с воздухом). Вместе с остаточными газами в цилиндре горючая смесь образует рабочую смесь и занимает полный объем цилиндра;

2-й такт – сжатие. Поршень под действием коленчатого вала и шатуна перемещается вверх. Оба клапана закрыты, и рабочая смесь сжимается до объема камеры сгорания;

3-й такт – рабочий ход, или расширение. В конце такта сжатия между электродами свечи зажигания возникает электрическая искра.

И что происходит в этот момент?

Обучающиеся: Воспламенение рабочей смеси.

А в дизельном двигателе рабочая смесь самовоспламеняется от сжатия.

Мастер: Под давлением расширяющихся газов, что происходит с поршнем и коленчатым валом?

Обучающиеся: Поршень перемещается вниз и через шатун приводит во вращение коленчатый вал.

Мастер:4-й такт – выпуск. Поршень перемещается вверх, и через открывшийся выпускной клапан 4 выходят наружу из цилиндра отработавшие газы. Куда попадают отработавшие газы?

Обучающиеся: Через выхлопную систему в атмосферу.

Мастер: При последующем ходе поршня вниз, цилиндр вновь заполняется рабочей смесью и цикл повторяется.

Как правило, двигатель имеет несколько цилиндров. В многоцилиндровых двигателях такты работы цилиндров следуют друг за другом в определенной последовательности. Чередование рабочих ходов или одноименных тактов в цилиндрах многоцилиндровых двигателей в определенной последовательности называется порядком работы цилиндров двигателя. Порядок работы цилиндров в четырехцилиндровом двигателе чаще всего принят 1–3–4–2, где цифры соответствуют номерам цилиндров, начиная с передней части двигателя. Порядок работы двигателя необходимо знать для правильного присоединения проводов высокого напряжения к свечам при установке момента зажигания и для последовательности регулировки тепловых зазоров в клапанах.

В двигателе внутреннего сгорания применяются следующие механизмы: кривошипно-шатунный и газораспределительный.

Рассмотрим детали кривошипно-шатунного механизма.
Рассмотрим детали газораспределительного механизма.
Работу этих механизмов мы изучим на следующих занятиях.

IV. Закрепление нового материала: практическая работа.

Совместная работа мастера ПО и учащихся с опорой на макет двигателя внутреннего сгорания.

Мастер: Подведем итоги.

Сегодня на уроке мы рассмотрели вопросы устройства двигателя внутреннего сгорания и принцип работы четырехтактного карбюраторного двигателя, что является начальным этапом в изучении устройства легкового автомобиля. Знания и начальное знакомство с техническими терминами помогут вам в дальнейшем узнать подробности об устройстве автомобиля, причинах неисправностей и методах их устранения.

1. Какая информация показалась наиболее интересной?

2. Покажите детали двигателя внутреннего сгорания.

3. Расскажите о тактах двигателя внутреннего сгорания.

4. Расскажите о взаимосвязи деталей кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов.

5. Перечислите порядок работы двигателя.

Обучающиеся: отвечают.

VI. Заключительный этап урока: Подведение итогов.

Мастер: проводит анализ работы обучающихся, подводит итоги за день. Сообщает результаты, с обоснованием выставленных оценок. Разбирает и дает анализ наиболее характерным недочетам в работе обучающихся, указывает пути и методы их устранения. Подведение итогов занятия в целом. Всем спасибо за активную работу на занятии. Всего доброго.

Домашнее задание: повторить пройденный материал.

Описание четырехтактного двигателя внутреннего сгорания

Введение

На этой 3D-модели показан четырехтактный дизельный двигатель внутреннего сгорания. Двигатель предназначен для грузовиков, фургонов и грузовиков и т. д., а не для небольших легковых автомобилей. На модели показаны все основные компоненты, связанные с типичным четырехтактным двигателем внутреннего сгорания такого размера. Ниже приводится краткое описание каждой детали двигателя с подробным описанием.

Компоненты двигателя (краткое описание)

• Клапан выпуска воздуха системы водяного охлаждения
• Фильтр смазочного масла
• Топливный фильтр
• Натяжитель ремня
• Насос охлаждающей воды
• Основной ремень
• Натяжитель ремня
• Воздухоохладитель
• Фильтр сапуна картера
• Турбокомпрессор
• Маховик
• Блок цилиндров
• Стартер
• Поддон двигателя
• Крышка коромысла

Компоненты двигателя (подробно)

Клапан выпуска воздуха охлаждающей воды

Клапан выпуска воздуха используется для выпуска воздуха в атмосферу. Необходимо выпустить воздух после повторного заполнения водяной системы рубашки. Наличие воздуха в системе приведет к снижению теплопередачи и возможной кавитации водяного насоса рубашки охлаждения.

Фильтр смазочного масла

Смазочное масло постоянно фильтруется, чтобы предотвратить повреждение деталей двигателя металлическими частицами (гильзы цилиндров, поршневые кольца и т. д.).

Топливный фильтр

Топливо фильтруется для предотвращения попадания негорючих частиц в камеру сгорания; эти частицы могут вызвать коррозию деталей двигателя и закупорить распылительные отверстия топливных форсунок (изменив форму распыла и вызвав снижение КПД двигателя).

Натяжитель ремня

Натяжитель ремня предотвращает провисание ремня из-за его старения; это также облегчает замену ремня (снимите натяжитель, и ремень также легко снимается).

Насос охлаждающей воды/воды рубашки охлаждения

Насос охлаждающей воды (или «воды рубашки») обеспечивает циркуляцию воды рубашки охлаждения двигателя и служит двум целям. Это обеспечивает равномерное рассеивание тепла через двигатель, а циркуляция воды в рубашке позволяет отводить тепло, выделяемое двигателем.

Главный ремень

Главный ременный привод используется для передачи энергии посредством ремня. Главный привод позволяет использовать небольшую часть общей мощности двигателя для привода вспомогательных агрегатов, таких как водяной насос рубашки охлаждения, генератор переменного тока и т. д.

Натяжитель ремня

Натяжитель ремня предотвращает провисание ремня из-за его старения; это также облегчает замену ремня (снимите натяжитель, и ремень также легко снимается).

Охладитель наддувочного воздуха/промежуточный охладитель

Наддувочный воздух (сжатый воздух) охлаждается для повышения плотности воздуха. Увеличение плотности означает, что на объемное пространство доступно больше кислорода для горения.

Плотность воздуха не должна быть слишком высокой, иначе будет образовываться влага.

Фильтр сапуна картера

Пары воздуха/масла удаляются из картера. Масло от паров отделяется и сливается обратно в картер, воздух выгоняется. Отделение масла снижает потери масла и снижает общие эксплуатационные расходы.

Выпуск сжатого воздуха турбонагнетателя

Сжатый воздух часто называют «наддувочным воздухом».

Сжатие воздуха позволяет увеличить плотность кислорода на единицу объема. Для горения доступно больше кислорода за цикл зажигания, и, следовательно, может быть высвобождено больше энергии за цикл сгорания.

Воздухозаборник турбонагнетателя

Окружающий воздух всасывается в компрессор турбонагнетателя из-за перепада давления, создаваемого компрессором во время его движения.

Воздушный компрессор турбокомпрессора

Окружающий воздух сжимается воздушным компрессором турбокомпрессора для увеличения плотности воздуха, используемого для сгорания.

Повышенная плотность воздуха дает повышенную плотность кислорода, что позволяет высвобождать больше энергии за цикл сгорания.

Вращающийся узел центральной ступицы (CHRA)

Вал и подшипники, соединяющие турбину турбонагнетателя с отработавшими газами и воздушный компрессор турбонагнетателя, размещены во вращающемся узле центральной ступицы (CHRA).

Турбокомпрессор Турбина выхлопных газов

Выхлопные газы из камеры сгорания приводят в действие турбину выхлопных газов. Турбина выхлопных газов соединена общим валом с воздушным компрессором.

Выпускной патрубок

После выхлопной турбины выхлопной газ выбрасывается и выбрасывается в атмосферу.

Примечание: Трубка, соединяющая выхлоп турбонагнетателя с атмосферой (здесь не показана). Также можно использовать глушитель для уменьшения шума.

Приводной вал

Приводной вал соединяет двигатель с предполагаемым получателем мощности. Обычно коробка передач или сцепление устанавливаются в качестве посредника; это позволяет лучше контролировать использование мощности двигателя.

Маховик

Маховик накапливает энергию вращения и сопротивляется изменениям скорости вращения. По сути, маховик представляет собой тяжелый металлический диск, который сглаживает циклы сгорания двигателя. Количество энергии, хранящейся в маховике, равно квадратному корню из скорости его вращения.

Блок двигателя/блок цилиндров

В блоке двигателя находятся внутренние компоненты двигателя. Каналы внутри блока используются для распределения воды рубашки охлаждения.

Соленоид стартера

Соленоид входит в зацепление зубчатого колеса стартера с маховиком при получении сигнала запуска. Пружина снова выводит зубец из зацепления, чтобы он не повреждался при вращении двигателя на более высоких оборотах.

Стартер

Стартер представляет собой электрический двигатель, используемый для вращения двигателя при получении сигнала запуска. Запустить двигатель без стартера невозможно, так как перед впрыском топлива двигатель должен работать.

Сливная пробка поддона двигателя

Сюда можно слить смазочное масло из двигателя. В какой-то момент масло необходимо будет заменить, это становится очевидным из-за изменения цвета (от прозрачного до темно-коричневого). Замена масла регулируется по часам работы или установленному временному интервалу.

Масляный поддон/резервуар

Смазочное масло хранится в масляном поддоне/резервуаре.

Всасывающая трубка смазочного масла

Всасывающая трубка соединяет поддон и насос смазочного масла (сторона всасывания).

Выпускной выпускной коллектор

Выхлопные газы из цилиндров сгорания выбрасываются в выпускной коллектор. Иногда используется общий выпускной коллектор для всех цилиндров, но не всегда.

Крышка коромысла

Крышка коромысла закрывает коромысло. Их необходимо закрывать, поскольку они смазываются разбрызгиванием и работают на относительно высоких скоростях.

 

Дополнительные ресурсы

https://en.wikipedia.org/wiki/Четырехтактный_двигатель

https://en.wikipedia.org/wiki/Internal_combustion_engine

https://www.uti.edu/blog/motorcycle/how-4 -тактные-двигатели-работа

двигатель внутреннего сгорания: | Infoplease

Работа двигателя

В большинстве двигателей один рабочий цикл (впуск, сжатие, мощность и выпуск) происходит в течение четырех ходов поршня, совершаемых за два оборота двигателя. Когда двигатель имеет более одного цилиндра, циклы равномерно распределены для обеспечения плавной работы, но каждый цилиндр проходит полный цикл за любые два оборота двигателя. Когда поршень находится в верхней части цилиндра в начале такта впуска, впускной клапан открывается, и опускающийся поршень всасывает топливовоздушную смесь.

В нижней части такта впускной клапан закрывается, и поршень движется вверх на такте сжатия, во время которого он выдавливает топливовоздушную смесь в небольшое пространство в верхней части цилиндра. Отношение объема цилиндра, когда поршень находится внизу, к объему, когда поршень находится вверху, называется степенью сжатия. Чем выше степень сжатия, тем мощнее двигатель и выше его КПД. Однако для размещения устройств контроля загрязнения воздуха производителям пришлось снизить степень сжатия.

Непосредственно перед тем, как поршень снова достигает верхней точки, срабатывает свеча зажигания, воспламеняющая топливно-воздушную смесь (альтернативно смесь воспламеняется теплотой сжатия). Смесь при сгорании становится горячим, расширяющимся газом, заставляющим поршень опускаться во время рабочего хода. Горение должно быть плавным и контролируемым. Иногда происходит более быстрое неконтролируемое горение, когда горячие точки в цилиндре преждевременно воспламеняют смесь; эти взрывы называются детонацией двигателя и вызывают потерю мощности. Когда поршень достигает дна, выпускной клапан открывается, позволяя поршню вытеснять продукты сгорания, в основном двуокись углерода, окись углерода, оксиды азота и несгоревшие углеводороды, из цилиндра во время такта выпуска вверх.

Двухтактный двигатель механически проще четырехтактного. Двухтактный двигатель обеспечивает один рабочий такт каждые два такта вместо одного каждые четыре; таким образом, он развивает большую мощность при том же рабочем объеме или может быть легче, но при этом обеспечивать ту же мощность. По этой причине он используется в газонокосилках, цепных пилах, небольших автомобилях, мотоциклах и подвесных судовых двигателях.

Однако есть несколько недостатков, которые ограничивают его использование. Поскольку при работе двухтактного двигателя рабочих тактов в два раза больше, чем при работе четырехтактного двигателя, двигатель имеет тенденцию к большему нагреву и, следовательно, имеет более короткий срок службы. Кроме того, в двухтактном двигателе смазочное масло необходимо смешивать с топливом. Это приводит к очень высокому уровню углеводородов в его выхлопе, если только топливно-воздушная смесь не рассчитана компьютером для максимального сгорания. Высокоэффективный, экологически чистый двухтактный автомобильный двигатель в настоящее время разрабатывается компанией Orbital Engineering по договоренности со всеми автопроизводителями США.

Разделы в этой статье:

• ВВЕДЕНИЕ
• РЕЗИДОЧНЫЕ ДВИГАТЕЛЯ
• Роторные двигатели
• Операция двигателя
• Охлаждение и только для экологического оборудования
Environmation. Giveliograph .100111113 Evolure Envilition.