Что такое такт в двс: ТАКТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ — это… Что такое ТАКТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ?

Содержание

ТАКТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ - это... Что такое ТАКТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ?


ТАКТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
ТАКТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

— отдельные процессы, протекающие в цилиндре за один ход поршня и составляющие полный рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания. Например, в четырехтактном двигателе рабочие процессы (всасывание, сжатие, рабочий ход и выхлоп), составляющие рабочий цикл, совершаются за 4 хода поршня, а в двухтактных двигателях за 2 хода. См. также Двигатели внутреннего сгорания.

Самойлов К. И. Морской словарь. - М.-Л.: Государственное Военно-морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941

.

  • ТАКЕЛЬГАРН
  • ТАКСИМЕТР

Смотреть что такое "ТАКТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ" в других словарях:

  • Поршневой двигатель внутреннего сгорания — 4 тактный цикл двигателя внутреннего сгорания Такты: 1. Всасывание горючей смеси. 2. Сжатие. 3. Рабочий ход. 4. Выхлоп. Двухтактный цикл. Такты: 1. При движении поршня вверх  сжатие топливной смеси в …   Википедия

  • Бензиновый двигатель внутреннего сгорания — Бензиновый двигатель W16 Bugatti Veyron Бензиновые двигатели  это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической и …   Википедия

  • Двигатель внутреннего сгорания — Схема: Двухтактный двигатель внутреннего сгорания с глушителем …   Википедия

  • Объём двигателя — 4 тактный цикл двигателя внутреннего сгорания Такты: 1. Всасывание горючей смеси. 2.Сжатие. 3.Рабочий ход. 4.Выхлоп. Двухтактный цикл. Такты: 1. При движении поршня вверх  сжатие топливной смеси в текущем цикле и всасывание смеси для следующего… …   Википедия

  • Поршневой авиационный двигатель — 4 тактный цикл двигателя внутреннего сгорания Такты: 1.Всасывание горючей смеси. 2.Сжатие. 3.Рабочий ход. 4.Выхлоп. Двухтактный цикл. Такты: 1. При движении поршня вверх  сжатие топливной смеси в текущем цикле и всасывание смеси для следующего… …   Википедия

  • Четырёхтактный двигатель — Работа четырёхтактного двигателя в разрезе. Цифрами обозначены такты Четырёхтактный двигатель  поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором рабочий процесс в каждом из цилиндров совершается за два оборота коленчатого вала, то есть за… …   Википедия

  • Пятитактный роторный двигатель —   роторный двигатель с простым и равномерным вращательным движением главного рабочего элемента и с использованием такого же простого вращательного движения уплотнительных элементов. История Впервые такая схема расширительной машины в виде… …   Википедия

  • Четырехтактный двигатель — Бензиновые двигатели это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической искрой. Управление мощностью в данном типе двигателей производится, как правило,… …   Википедия

  • Четырёхтактный мотор — Бензиновые двигатели это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической искрой. Управление мощностью в данном типе двигателей производится, как правило,… …   Википедия

  • Дизельный двигатель — Дизельный двигатель  поршневой двигатель внутреннего сгорания, работающий по принципу самовоспламенения распылённого топлива от воздействия разогретого при сжатии воздуха.[1] Спектр топлива для дизелей весьма широк, сюда включаются все… …   Википедия

Четырехтактный двигатель: принцип работы, основные отличия

Четырехтактный двигатель представляет собой поршневой мотор внутреннего сгорания. Рабочий процесс всех цилиндров в этих агрегатах занимает 2 кругооборота коленчатого вала или четыре поршневых такта. С середины ХХ века 4 тактный двигатель — самый распространенный вид поршневых моторов.

Принцип работы и основная характеристика

Рабочий цикл ДВС (двигателя внутреннего сгорания) состоит из ряда процессов, при которых усиливается мощность двигателя, воздействующего на коленчатый вал. Состоит рабочий цикл из нескольких этапов:

  • цилиндр заполняется топливной смесью;
  • смесь сжимается;
  • топливная смесь воспламеняется;
  • газы расширяются и цилиндр очищается.

В ДВС поршень двигается в одном направлении (вниз или вверх). Коленчатый вал совершает один оборот в два такта. Рабочим ходом поршня называют тот, при котором совершается полезная работа, и расширяются сгоревшие газы.

Двухтактными называют двигатели, в которых цикл совершается в один оборот коленчатого вала или за два такта. Четырехтактные агрегаты характеризуются совершением рабочего цикла за два оборота коленвала или за четыре такта.

Основные характерные показатели 4 тактного двигателя:

  1. За счет движения рабочего поршня происходит обмен газов.
  2. Агрегат оснащен газораспределительным механизмом, позволяющим цилиндровую полость переключать на впуск и выпуск.
  3. Происходит обмен газов в момент отдельного полуоборота коленвала.
  4. Шестерные редукторы и ременная цепная передача дают возможность изменить моменты впрыскивания бензина, зажигания и привода газораспределительного механизма по отношению к частоте вращения коленвала.

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.

Особенности работы 4-х тактного двигателя

В двухтактном моторе смазывание поршневых и цилиндровых пальцев, коленвала, поршня, подшипника и компрессорных колец проводят, заливая масло в бензин. Коленчатый вал 4тактного мотора располагается в масляной ванне, что является существенным отличием. Именно поэтому отсутствует необходимость смешивать топливо и добавлять масло. Все, что необходимо сделать владельцу автомобиля — наполнить бензином топливный бак.

Автовладельцу, таким образом, незачем приобретать специальное масло, без которого не может функционировать двухтактный мотор. Кроме того, при наличии четырехтактного мотора на поршневом зеркале и на стенах глушителя уменьшается количество нагара. Еще одно важное отличие — в двухтактном моторе в выхлопную трубу выплескивается горючая смесь, что обусловлено его устройством.

Следует признать, что у четырехтактных двигателей также имеются небольшие недостатки. Например, у них не особо качественными являются рабочие моменты по регулированию теплового клапанного зазора.

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.

Работа двигателя

Как уже было отмечено работа четырехтактного мотора состоит из четырех тактов поршня или из двух оборотов коленвала.

Этапы работы :

  1. Впуск. Поршень движется в нижнюю сторону, открывая клапан впуска. Из карбюратора горючая смесь поступает в цилиндр. Когда поршень достигает нижнего положения, клапан впуска закрывается.
  2. Сжатие. Поршень движется вверх, провоцируя сживание горючей смеси. Когда он приближается к верхней точке, сжатый бензин возгорается.
  3. Расширение. Бензин возгорается и сгорает. В результате чего происходит растяжение горючих газов, и поршень движется вниз. При этом два клапана оказываются закрытыми.
  4. Выпуск. Коленчатый вал по инерции продолжает двигаться вокруг своей оси, а поршень движется вверх. Вместе с этим открывается клапан выпуска, и выхлопные газы поступают в трубу. При прохождении клапаном мертвой точки, клапан впуска закрывается.

Конструктивные и эксплуатационные отличия четырехтактных двухтактных бензиновых двигателей

Главное отличие четырехтактного двигателя от двухтактного обусловлено разными механизмами газообмена, а именно: удалением отработанных газов и подачей топливно-воздушной смеси в цилиндр.

Процессы заполнения цилиндра и его очистки в четырехтактном двигателе происходят с помощью газораспределительного специального механизма, который в определенное время открывает и закрывает рабочий цикл.

Очистка цилиндра и его заполнение в двухтактном двигателе выполняется в одно время с с расширением и сжатием при нахождении поршня поблизости мертвой нижней точки. В стенках цилиндра для этого имеется два отверстия: продувочное или впускное и выпускное. Через выпускное отверстие поступает топливная смесь, и выходят отработанные газы.

Основные отличия двухтактных и четырехтактных двигателей:

  1. Литровая мощность. В четырехтактном двигателе на два оборота коленчатого вала приходится один рабочий ход. Поэтому теоретически двухтактный двигатель должен иметь литровую мощность вдвое больше, чем четырехтактный. Но на практике превышение составляет около 1,8 раза, благодаря использованию поршня при расширении хода, а также наличия худшего механизма освобождения цилиндра от отработанных газов и больших затрат на продувку части мощности.
  2. Потребление топлива. Двухтактный двигатель превосходит четырехтактный в удельной и литровой мощности, но уступает в экономичности. Отработанные газы вытесняются воздушно — топливной смесью, которая поступает в цилиндр из шатунно-кривошипной камеры. Часть топливной смеси при этом поступает в выхлопные каналы и удаляется с отработанными газами.
  3. У двухтактного и четырехтактного двигателей принцип смазки двигателя существенно отличается. Двухтактные модели характеризуются необходимостью смешивания бензина с моторным маслом в определенных пропорциях. Масляная воздушно-топливная смесь циркулирует в поршневой и кривошипной камерах, смазывая подшипники коленчатого вала и шатуна. Мельчайшие капли масла при возгорании топливной смеси сгорают вместе с бензином. Продукты сгорания уходят вместе с отработанными газами.

Смешивают бензин с маслом двумя способами. Это может быть простое перемешивание, которое проводится перед тем, как залить в бак топливо и раздельная передача. Во втором случае масляно-топливная смесь образуется во впускном патрубке, расположенном между цилиндром и карбюратором.

Двигатель в последнем случае оснащен масляным бачком с трубопроводом, соединенным с плунжерным насосом. Насос подает масло во впускной патрубок в том количестве, которое необходимо. Производительность насоса зависит от того, как расположена ручка подачи «газа». Поступление масла тем больше, чем больше подается топливо. Более совершенной является раздельная система смазки двухтактного двигателя. Отношение бензина к маслу при ней может достигать 200:1. Это приводит к снижению расхода масла и к уменьшению дымности. Такую систему используют, например, на современных скутерах.

В четырехтактных двигателях бензин с маслом не смешивают, а подают отдельно, для чего двигатели имеют классическую систему смазки, которая состоит из фильтра, масляного насоса, трубопроводной магистрали и клапанов. В качестве масляного бачка может выступать картер двигателя (смазка с «мокрым «картером) либо отдельный бачок («сухой» картер).

В первом случае насос всасывает из поддона масло, направляет его во входную полость, а затем по каналам -к деталям шатунно-кривошипной группы, к подшипникам коленвала и газораспределительному механизму.

В случае смазки с «сухим» картером масло заливают в бочок. Оттуда оно при помощи насоса попадает к трущимся поверхностям. Стекающую в картер часть масла откачивают дополнительным насосом и возвращают в бачок.

Для очищения масла от разных продуктов износа двигатель имеет фильтр. Кроме того при необходимости устанавливают охлаждающие фильтра, потому как температура масла в процессе работы может очень сильно подниматься.

Такты двс и их описание

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.

Такт в ДВС – это движение поршня в одном направлении (вверх или вниз). За один оборот коленчатого вала совершается два такта. Тот из них, при котором происходит расширение сгоревших газов и совершается полезная работа, называется рабочим ходом поршня.

Двигатели, в которых рабочий цикл совершается за 2 такта (один оборот коленчатого вала), называются двухтактными. Двигатели, в которых рабочий цикл совершается за 4 такта (два оборота коленвала), называются четырехтактным. Двух- и четырехтактные двигатели могут быть как бензиновыми (карбюраторными), так и дизельными. Каковы основные эксплуатационные и конструктивные особенности бензиновых двухтактных и четырехтактных двигателей? Чем отличается двухтактный от четырехтактного? Чтобы лучше понять это, необходимо ознакомиться с принципом их работы.

Принцип работы четырехтактного бензинового двигателя

При впуске поршень опускается из верхней мертвой точки (ВМТ) в нижнюю (НМТ). При этом с помощью кулачков распределительного вала открывается впускной клапан, через который в цилиндр засасывается топливная смесь.

При обратном ходе поршня (из НМТ в ВМТ) происходит сжатие топливной смеси, сопровождающееся ростом ее температуры.

Перед самым концом сжатия между электродами свечи загорается искра, поджигающая топливную смесь, которая, сгорая, образует горючие газы, толкающие поршень вниз. Происходит рабочий ход, при котором совершается полезная работа.

После перехода поршня НМТ открывается выпускной клапан, позволяя двигающемуся вверх поршню вытолкнуть отработавшие газы из цилиндра. Происходит выпуск. В верхней мертвой точке выпускной клапан закрывается, и цикл повторяется снова.

Принцип работы двухтактного бензинового двигателя

При сжатии поршень двигается из нижней мертвой точки в верхнюю. После того как перекроется сначала продувочное окно (2), через которое в цилиндр поступает топливная смесь, а затем выпускное (3), через которое выходят отработавшие газы, начинается сжатие воздушно-бензиновой смеси. Одновременно с этим в кривошипной камере (1) создается разрежение, засасывающее из карбюратора следующую порцию топлива. При подходе поршня к верхней мертвой точке смесь воспламеняется от искры свечи, и образовавшиеся газы толкают поршень вниз, вращая коленвал и производя полезную работу.

В кривошипной камере при рабочем ходе повышается давление, сжимающее топливную смесь, попавшую туда в предыдущем такте. При достижении верхней поверхности поршня (его уплотнительного кольца) выпускного окна, последнее открывается, выпуская отработавшие газы в глушитель. При дальнейшем движении поршень открывает продувочное окно, и находящаяся под давлением в кривошипной камере топливная смесь поступает в цилиндр, вытесняя остатки отработавших газов (осуществляя продувку) и заполняя надпоршневое пространство. При переходе поршня нижней мертвой точки рабочий цикл повторяется.

Эксплуатационные и конструктивные отличия двухтактных и четырехтактных бензиновых двигателей

В двухтактном двигателе заполнение и очистка цилиндра выполняются одновременно с тактами сжатия и расширения – в то время, когда поршень находится вблизи нижней мертвой точки. Для этого в стенках цилиндра имеются два отверстия – впускное или продувочное и выпускное, через которые производится впуск топливной смеси и выпуск отработанных газа. Газораспределительный механизм с клапанами у двухтактного двигателя отсутствует, что делает его значительно проще и легче.

Литровая мощность. В отличие от четырехтактного двигателя, в котором один рабочий ход приходится на два оборота коленчатого вала, в двухтактном рабочий ход совершается при каждом обороте коленвала. Это означает, что 2-х тактный двигатель должен иметь (теоретически) вдвое большую литровую мощность (отношение мощности к литражу двигателя), чем 4-х тактный. На практике, однако, превышение составляет всего 1,5-1,8 раза. Это происходит из-за неполного использования хода поршня при расширении, худшего механизма освобождения цилиндра от отработавших газов, траты части мощности на продувку и прочих явлений, связанных с особенностями газообмена 2-х тактных двигателей.

Потребление топлива. Превосходя четырехтактный двигатель в литровой и удельной мощности, двухтактный двигатель уступает ему в экономичности. Вытеснение отработавших газов осуществляется в нем воздушно-топливной смесью, поступающей в цилиндр из кривошипно-шатунной камеры. При этом часть топливной смеси попадает в выхлопные каналы, удаляясь вместе с отработавшими газами и не производя полезной работы.

Смазка. Двухтактные и четырехтактные двигатели имеют различный принцип смазки двигателя. В 2-х тактных моделях она осуществляется смешиванием в определенных пропорциях (обычно 1:25-1:50) моторного масла с бензином. Воздушно-топливно-масляная смесь, циркулируя в кривошипной и поршневой камерах, смазывает подшипники шатуна и коленчатого вала, а также зеркало цилиндра. При возгорании топливной смеси масло, существующее в виде мельчайших капель, сгорает вместе с бензином. Продукты его сгорания удаляются вместе с отработанными газами.

Применяются два способа смешивания масла с бензином. Простое перемешивание перед заливкой топлива в бак и раздельная подача, при которой топливно-масляная смесь образуется во впускном патрубке, находящемся между карбюратором и цилиндром.

В последнем случае двигатель имеет масляный бачок, трубопровод которого соединен с плунжерным насосом, подающим масло во впускной патрубок ровно в том количестве, которое требуется в зависимости от количества воздушно-бензиновой смеси. Производительность насоса зависит от положения ручки подачи "газа". Чем больше подается топлива, тем больше поступает масла, и наоборот. Раздельная система смазки двухтактных двигателей является более совершенной. При ней отношение масла к бензину при малых нагрузках может достигать 1:200, что приводит к уменьшению дымности, снижению образования нагара и расхода масла. Эта система используется, например, на современных скутерах с двухтактными двигателями.

В четырехтактном двигателе масло не смешивается с бензином, а подается отдельно. Для этого двигатели оснащены классической системой смазки, состоящей из масляного насоса, фильтра, клапанов, трубопроводной магистрали. Роль масляного бачка может выполнять картер двигателя (система смазки с "мокрым" картером) или отдельный бачок (система с "сухим" картером).

При смазке с "мокрым" картером насос 3 всасывает масло из поддона, нагнетает его в выходную полость и далее по каналам подает к подшипникам коленвала, деталям кривошипно-шатунной группы и газораспределительного механизма.

При смазке с "сухим" картером масло заливается в бачок, откуда с помощью насоса подается к трущимся поверхностям. Та часть масла, которая стекает в картер, откачивается дополнительным насосом, возвращающем ее в бачок.

Для очистки масла от продуктов износа деталей двигателя имеется фильтр. При необходимости устанавливается и охлаждающий радиатор, так как в процессе работы температура масла может подниматься до высоких температур.

Поскольку в двухтактных двигателях масло сгорает, а в четырехтактных нет, требования к его свойствам сильно разнятся. Масло, используемое в двухтактных двигателях, должно оставлять минимум нагара в виде золы и сажи, в то время как масло для четырехтактных двигателей должно обеспечивать стабильность характеристик в течение как можно более длительного времени.

Сравнение основных параметров двухтактных и четырехтактных двигателей:

  • Литровая мощность. У 2-х тактных двигателей выше в 1,5-1,8 раза, чем у 4-х тактных.
  • Удельная мощность (отношение мощности к массе двигателя). Также выше у 2-х тактных.
  • Обеспечение подачи топлива и очистки цилиндра. 4-х тактные двигатели оснащены газораспределительным механизмом, который отсутствует у 2-х тактных двигателей.
  • Экономичность. Выше у 4-х тактных, расход топлива у которых примерно на 20-30 % ниже, чем у 2-х тактных.
Двигатель Количество тактов Мощность, л.с. Расход топлива (бензина), кг/час
Briggs&Stratton 4 3,5 0,9
Minarelli 2 3,5 1,5
Tecumzeh 4 3,7 0,9
Briggs&Stratton 4 5,0 1,0
Tecumzeh 4 5,0 1,0
Briggs&Stratton 4 6,0 1,1
Lombardini 4 7,0 1,6
Minsel 2 7,0 2,1
  • Система смазки. Масло для 2-х тактных двигателей разводится в бензине или (значительно реже) подается из масляного бака во впускной коллектор и сгорает вместе с топливом в поршневой камере. У 4-х тактных двигателей реализована полноценная система, обеспечивающая качественную смазку двигателя и длительное использование масла.
  • Экологичность. У 4-х тактных выше. Выхлоп 2-х тактных двигателей обладает большей токсичностью.
  • Шумность работы. 4-х тактные двигатели менее шумные.
  • Сложность конструкции. 2-х тактные двигатели значительно проще 4-х тактных.
  • Ресурс работы. Выше у 4-х тактных из-за более совершенной системы смазки и меньшей частоты вращения коленвала.
  • Скорость набора оборотов. 2-х тактные двигатели набирают обороты быстрее.
  • Обслуживание. Сложнее у 4-х тактных из-за наличия газораспределительного механизма и более сложной системы смазки.
  • Вес. 2-х тактные значительно легче.
  • Цена. 2-х тактные дешевле.

Благодаря своей высокой удельной мощности, небольшому весу, простоте обслуживания двухтактные двигатели имеют достаточно широкую область применения. В отношении некоторой бензотехники вопрос, какой двигатель использовать – двухтактный или четырехтактный – даже не возникает. В бензопилах, например, двухтактный двигатель благодаря своему небольшому весу и высокой удельной мощности находится вне конкуренции по сравнению с четырехтактным. Широко используются 2-х тактные двигатели также в скутерах, мототехнике, авиамоделестроении.

И все же из-за токсичности выхлопа и шумности 2-х тактные двигатели сдают свои позиции перед 4-х тактными. Большая их конкурентоспособность возможна при использовании новых технологических решений. Таких, например, как идея компаний Aprilia и Orbital использовать для продувки двухтактного двигателя чистый воздух. Топливо в их модели подается через форсунку, расположенную в головке двигателя, а масло добавляется в продувочный воздух. Такой двигатель по экономичности даже превосходит четырехтактный, его экологичность также соответствует современным требованиям. Вот только главное достоинство 2-х тактных двигателей – простота их конструкции – несколько страдает от нововведения.

При выборе силового оборудования необходимо уделить особое внимание типу двигателя. Существует два типа двигателей внутреннего сгорания: 2-х тактный и 4-х тактный.

Принцип действия двигателя внутреннего сгорания основан на использовании такого свойства газов, как расширение при нагревании, которое осуществляется за счет принудительного воспламенения горючей смеси, впрыскиваемой в воздушное пространство цилиндра.

Зачастую можно услышать, что 4-х тактный двигатель лучше, но чтобы понять, почему, необходимо более подробно разобрать принципы работы каждого.

Основными частями двигателя внутреннего сгорания, независимо от его типа, являются кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы, а также системы, отвечающие за охлаждение, питание, зажигание и смазку деталей.

Передача полезной работы расширяющегося газа осуществляется через кривошипно-шатунный механизм, а за своевременный впрыск топливной смеси в цилиндр отвечает механизм газораспре6деления.

Четырехтактные двигатели – выбор компании Honda

Четырехтактные двигатели экономичные, при этом их работа сопровождается более низким уровнем шума, а выхлоп не содержит горючей смеси и значительно экологичней чем у двухтактного двигателя. Именно поэтому компания Honda при изготовлении силовой техники использует только четырехтактные двигатели. Компания Honda уже многие годы представляет свои четырехтактные двигатели на рынке силовой техники и добилась высочайших результатов, при этом их качество и надежность ни разу не подвергались сомнению. Но всё же, давайте рассмотрим принцип работы 2х и 4х тактных двигателей.

Принцип работы двухтактного двигателя

Рабочий цикл 2-х тактного двигателя состоит из двух этапов: сжатие и рабочий ход.

Сжатие. Основными положениями поршня являются верхняя мертвая точка (ВМТ) и нижняя мертвая точка (НМТ). Двигаясь от НМТ к ВМТ, поршень поочередно перекрывает сначала продувочное, а затем выпускное окно, после чего газ, находящийся в цилиндре, начинает сжиматься. При этом через впускное окно в кривошипную камеру поступает свежая горючая смесь, которая будет использована в последующем сжатии.

Рабочий ход. После того, как горючая смесь максимально сжата, она воспламеняется при помощи электрической искры, образуемой свечой. При этом температура газовой смеси резко возрастает и объем газа стремительно растет, осуществляя давление, при котором поршень начинает движение к НМТ. Опускаясь, поршень открывает выпускное окно, при этом продукты горения горючей смеси выбрасываются в атмосферу. Дальнейшее движение поршня приводит к сжатию свежей горючей смеси и открытию продувочного отверстия, через которое горючая смесь поступает в камеру сгорания.

Основным недостатком двухтактного двигателя является большой расход топлива, причем часть топлива не успевает принести пользу. Это связано с наличием момента, при котором продувочное и выпускное отверстие одновременно открыты, что приводит к частичному выбросу горючей смеси в атмосферу. Еще идёт постоянный расход масла, так как 2х тактные двигатели работают на смеси бензина и масла. Очередное неудобство – в необходимости постоянно готовить топливную смесь. Главными преимуществами двухтактного двигателя остаются его меньшие размеры и вес по сравнению с 4х тактным аналогом, но размеры силовой техники позволяют использовать на них 4х тактные двигатели и испытывать намного меньше хлопот в ходе эксплуатации. Так что уделом 2х тактных моторов осталось различное моделирование, в частности, авиамоделирование, где даже лишних 100г имеют значение.

Принцип работы четырехтактного двигателя

Работа четырехтактного двигателя значительно отличается от работы двухтактного. Рабочий цикл четырехтактного двигателя состоит из четырех этапов: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск, что стало возможным за счет применения системы клапанов.

Во время впускного этапа поршень двигается вниз, открывается впускной клапан, и в полость цилиндра поступает горючая смесь, которая при смешении с остатками отработанной смеси образует рабочую смесь.

При сжатии поршень движется от НМТ к ВМТ, оба клапана закрыты. Чем выше поднимается поршень, тем выше давление и температура рабочей смеси.

Рабочий ход четырехтактного двигателя представляет собой принудительное движение поршня от ВМТ к НМТ за счет воздействия резко расширяющейся рабочей смеси, воспламененной искрой от свечи. Как только поршень достигает НМТ, открывается выпускной клапан.

Во время выпускного этапа продукты сгорания, вытесняемые поршнем, движущимся от НМТ к ВМТ, выбрасываются в атмосферу через выпускной клапан.

За счет применения системы клапанов четырехтактные двигатели внутреннего сгорания более экономичны и экологичны – ведь выброс неиспользованной топливной смеси исключен. В работе они значительно тише, чем 2х тактные аналоги, и в эксплуатации намного проще, ведь работают на обычном АИ-92, которым вы заправляете свою машину. Нет необходимости в постоянном приготовлении смеси масла и бензина, ведь масло в данных двигателях заливается отдельно в масляный картер, что значительно уменьшает его потребление. Вот именно поэтому компания Honda производит только 4х тактные двигатели и достигла в их производстве колоссальных успехов.

Рабочим циклом двигателя называется периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя и обусловливающих превращение тепловой энергии в механическую работу. Автомобильные двигатели чаще всего работают по четырёхтактному циклу, который совершается за два оборота коленчатого вала или четыре хода поршня и состоит из тактов впуска, сжатия, расширения и выпуска.

В карбюраторном четырёхтактном двигателе рабочий цикл происходит следующим образом.

Рабочий цикл карбюраторного двигателя:

– Такт сжатия
Поршень идёт из НМТ в ВМТ, сжимая рабочую смесь. При этом значительно возрастает температура смеси. Отношение рабочего объёма цилиндра в НМТ и объёма камеры сгорания в ВМТ называется степенью сжатия. Степень сжатия — очень важный параметр, обычно, чем она больше, тем больше топливная экономичность двигателя. Однако, для двигателя с большей степенью сжатия требуется топливо с большим октановым числом, которое дороже.
Такт расширения, или рабочий ход

Незадолго до конца цикла сжатия топливовоздушная смесь поджигается искрой от свечи зажигания. Во время пути поршня из ВМТ в НМТ топливо сгорает, и под действием тепла сгоревшего топлива рабочая смесь расширяется, толкая поршень. При расширении газы совершают полезную работу, поэтому ход поршня при этом такте коленчатого вала называют рабочим ходом. Степень «недоворота» коленчатого вала двигателя до ВМТ при поджигании смеси называется углом опережения зажигания. Опережение зажигания необходимо для того, чтобы сгорание топлива успело, полностью закончится к моменту достижения поршнем НМТ, то есть для наиболее эффективной работы двигателя. Сгорание топлива занимает практически фиксированное время, поэтому для повышения эффективности двигателя нужно увеличивать угол опережения зажигания при повышении оборотов. В старых двигателях эта регулировка производилась механическим устройством (центробежным и вакуумным регулятором, воздействующим на прерыватель). В современных двигателях для регулировки угла опережения зажигания используют электронику.

Гифка наглядно демонстрирует процесс работы четырехтактного двигателя

– Такт выпуска
После НМТ рабочего цикла открывается выпускной клапан, и движущийся вверх поршень вытесняет выхлопные газы из цилиндра двигателя. При достижении поршнем ВМТ выпускной клапан закрывается, и цикл начинается сначала.

Полностью очистить цилиндры двигателя от продуктов сгорания практически невозможно (слишком мало времени), поэтому при последующем впуске свежей горючей смеси она перемещается с остаточными отработавшими газами и называется рабочей смесью.

Коэффициент остаточных газов характеризует степень загрязнения свежего заряда отработавшими газами и представляет собой отношение массы продуктов сгорания, оставшихся в цилиндре, к массе свежей горючей смеси. Для карбюраторных двигателей коэффициент остаточных газов находится в пределах 0,06-0,12.

По отношению к рабочему ходу такты впуска, сжатия и выпуска являются вспомогательными.

Рабочий цикл дизельного двигателя
Рабочие циклы четырёхтактного дизеля и карбюраторного двигателя существенно различаются по способу смесеобразования и воспламенения рабочей смеси. Основное отличие состоит в том, что в цилиндр дизеля при такте впуска поступает не горючая смесь, а воздух, который из–за большой степени сжатия нагревается до высокой температуры, а затем в него впрыскивается мелкораспыленное топливо, которое под действием высокой температуры воздуха самовоспламеняется.

Читайте также

В четырёхтактном дизеле рабочие процессы происходят следующим образом.

Поршень движется от НМТ к ВМТ. Впускной и выпускной клапаны закрыты, вследствие этого перемещающийся вверх поршень сжимает имеющийся в цилиндре воздух. Для воспламенения топлива необходимо, чтобы температура сжатого воздуха была выше температуры самовоспламенения топлива.

– Такт расширения, или рабочий ход
При подходе поршня к ВМТ в цилиндр через форсунку впрыскивается дизельное топливо, подаваемое топливным насосом высокого давления (ТНВД). Впрыснутое топливо, перемешиваясь с нагретым воздухом, самовоспламеняется и начинается процесс сгорания, характеризующийся быстрым повышением температуры и давления. Под действием давления газов поршень перемещается от ВМТ к НМТ. Происходит рабочий ход.

– Такт выпуска
Поршень перемещается от НМТ к ВМТ и через открытый выпускной клапан отработавшие газы выталкиваются из цилиндра. После окончания такта выпуска при дальнейшем вращении коленчатого вала рабочий цикл повторяется в той же последовательности.

На этом видео показана работа реального двигателя. Камера встроена в цилиндр блока.

Недостатки четырёхтактных двигателей:

Все холостые ходы (впуск, сжатие, выпуск) совершаются за счёт кинетической энергии, запасённой кривошипно шатунным механизмом и связанными с ним деталями во время рабочего хода, в процессе которого химическая энергия топлива превращается в механическую энергию движущихся частей двигателя. Поскольку сгорание происходит в доли секунд, то оно сопровождается быстрым увеличением нагрузки на крышку (головку) цилиндра, поршень и другие детали двигателя внутреннего сгорания. Наличие такой нагрузки неизбежно приводит к необходимости увеличить массу движущихся деталей (для повышения прочности), что в свою очередь сопровождается ростом инерционных нагрузок на движущиеся детали.

Уступают по мощности двухтактным.

Преимущества четырёхтактных двигателей:

В отличие от двухтактного двигателя, в котором смазка коленвала, подшипников коленвала, компрессионных колец, поршня, пальца поршня и цилиндра осуществляется благодаря добавлению масла в топливо; коленвал четырехтактного двигателя находится в масляной ванне. Благодаря этому нет необходимости смешивать бензин с маслом или доливать масло в специальный бачок. Достаточно залить чистый бензин в топливный бак и можно ехать, при этом отпадает необходимость покупки специального масла для 2-тактных двигателей.

Так же на зеркале поршня и стенках глушителя и выхлопной трубы образуется значительно меньше нагара. К тому же, в 2-тактном двигателе происходит выброс топливной смеси в выхлопную трубу, что объясняется его конструкцией.

Устройство и принцип работы двухтактного двигателя — МОПЕДИСТ.ру

 

 

В двухтактных двигателях все рабочие циклы (процессы впуска топливной смеси, выпуска отработанных газов, продувки) происходят в течении одного оборота коленвала (а не двух, как в четырёхтактных) за два (а не четыре) основных такта. У двухтактных двигателей отсутствуют клапаны (как в четырехтактных ДВС), их роль выполняет сам пoршень, который в процессе перемещения то закрывает, то открывает впускные, выпускные и продувочные окна. Поэтому двухтактный двигатель более прост в конструкции.

Мощность двухтактного двигателя при одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения вала теоретически в два раза больше четырехтактного за счет большего в 2 раза числа рабочих тактов. Однако неполное использование хода поршня двухтактного двигателя для расширения, худшее освобождение цилиндра от остаточных газов и затраты части вырабатываемой мощности на продувку приводят практически к увеличению мощности только на 60 - 70%. 

 

Итак, рассмотрим конструкцию двухтактного ДВС, показанную на рисунке 1:

Двухтактный двигатель состоит из картера, в который на подшипниках с двух сторон установлен коленчатый вал и цилиндр.

Смазка всех трущихся поверхностей и подшипников внутри двухтактных двигателей происходит за счёт топливной смеси, - смеси бензина и масла в определённой пропорции. Из рисунка 1 видно, что топливная смесь (желтый цвет) попадает и в кривошипную камеру двухтактного двигателя (полость, где закреплен и вращается коленчатый вал), и в цилиндр.  Смазки там нигде нет, а если бы и была, то смылась бы топливной смесью. Вот по этой причине масло и добавляют в определенной пропорции к бензину. Тип масла используется специальный, именно для двухтактных двигателей. Оно должно быть способно выдерживать высокие температуры и, сгорая вместе с топливом, оставлять минимум зольных отложений, то есть нагара.

Теперь о принципе работы. Весь рабочий цикл в двухтактных двигателях осуществляется за два такта.

 

 

1. Такт сжатия - двухтактный двигатель

Пoршень двухтактного двигателя поднимается от НМТ поршня (в таком положении он находится на рис. 2) к ВМТ поршня (положение поршня на рис.3), перекрывая сначала продувочное 2, а затем выпускное 3 окна цилиндра двухтактного двигателя. После закрытия поршнем выпускного отверстия в цилиндре начинается сжатие ранее поступившего в него топливной смеси. Одновременно в кривошипной камере 1 вследствие ее герметичности и после того как пoршень перекрывает продувочные окна 2, под поршнем создается разряжение, под действием которого из карбюратора через впускное окно и открывающийся клапан поступает горючая смесь в кривошипную камеру двухтактного двигателя.

 

 

2. Такт рабочего хода - двухтактный двигатель

При положении поршня около ВМТ сжатая рабочая смесь (1 на рис. 3) воспламеняется электрической искрой от свечи, после этого температура и давление смеси резко подскакивают. Под действием теплового расширения газов поршень двухтактного двигателя опускается к НМТ, в это время расширяющиеся газы сгоревшей смеси совершают полезную работу, толкая поршень. В это же время, опускаясь, пoршень создает высокое давление в кривошипной камере двухтактного двигателя (сжимая топливо-воздушную смесь в ней). Под действием давления клапан закрывается, не давая таким образом горючей смеси снова попасть во впускной коллектор и затем в карбюратор.

 

Когда поршень двухтактного двигателя дойдет до выпускного отверстия (1 на рис. 4), оно откроется и таким образом выйдут отработавшие газы в выпускную систему, давление в цилиндре понизится. При дальнейшем перемещении пoршень открывает продувочное (впускное) окно (1 на рис. 5) и горючая смесь, сжатая в кривошипной камере, поступает по каналу (2 на рис. 5), заполняя цилиндр и одновременно продувая его от остатков отработавших газов.


 

Далее цикл повторяется.

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

У большинства скутеров до 2000 г.в. таких систем не было и угол опережения зажигания был установлен в расчете на оптимальные обороты. На некоторых же скутерах, например Honda DioZX AF35, установлен электронный коммутатор с динамическим опережением, то есть с опережением, зависящим от оборотов коленвала. С ним расширяющаяся горючая смесь совершает работу с максимальной полезной отдачей, и двигатель развивает больше мощности.

Преимущества и недостатки двух- и четырехтактных двигателей.

Двухтактные преимущества 

1. Меньший вес. Пример: 15 л.с. Двухтактный 36 кг четырёхтактный 45 кг.

2. Цена. Четырёхтактные двигатели сложнее в производстве, состоят из большего количества деталей, поэтому всегда дороже двухтактников.

3. Удобство перевозки двухтактника. Можно возить в любом положении, перед началом эксплуатации не требует отвешивания. Т.е. достал из багажника, поставил, завел, поехал. 

4. Двухтактный двигатель живее реагирует на ручку газа. В четырёхтактных для совершения полного рабочего цикла поршню необходимо сделать 2 полных оборота в то время как в двухтактных только один. Частый вопрос: А правда ли что четырёхтактный 15 л.с. бежит быстрее чем такой же двухтактный? Ответ: нет не правда. У обоих этих двигателей мощность на валу 15 л.с. При прочих равных условиях почему один двигатель должен ехать быстрее второго?

Двухтактные недостатки

1. Больший расход топлива. Напомним, примерный расход можно высчитать по формуле: для двухтактного 300 грамм на одну лошадинную силу, для четырёхтактного 200 грамм.

2. Шумность. На максимальных оборотах двухтактные двигатели как правило работают немного громче четырёхтактных.

3. Комфорт. Четырёхтактные двигатели не так вибрируют на малых оборотах (Касается только двухцилинровых двигателей. Одноцилиндровые и двух и четырёхтактные вибрируют примерно одинаково) и не так дымят как двухтактные.

4. Долговечность. Довольно спорный пункт. Бытует мнение, что двухтактные двигатели менее долговечны. С одной стороны это понятно, потому как масло для смазки трущихся элементов двигателя подается вместе с бензином, а значит работает не так эффективно в отличие от  четырёхтактных двигателей где трущиеся элементы буквально плавают в масле. Но с другой стороны четырёхтактный двигатель по конструкции намного сложнее конкурента, состоит иззначительно большего числа деталей, а золотой принцип механики "Чем проще тем надежнее" еще никто не отменял.

Какой же двигатель выбрать?

Взвесь все за и против изложенные выше и сделай выбор самостоятельно. Однозначного ответа на вопрос: какой из двигателей лучше ты не найдешь ни в одной из книг ни на одном из форумов. И у тех и у других типов двигателей есть свои поклонники.

 

линейный генератор + свободнопоршневой двигатель

Николай Макаренко

01 декабря 2020, 06:03

Линейный генератор со свободным поршнем, который использует сгорание топлива для непосредственной выработки электроэнергии без использования приводного вала, может обеспечить расширение возможностей электромобилей. Он намного меньше и эффективнее, чем обычный двигатель внутреннего сгорания. Несколько научных групп, в том числе научно-исследовательская группа Toyota, исследуют эту интригующую технологию.

Двигатели внутреннего сгорания, скорее всего, сохранятся в течение довольно долгого времени и будут использоваться в качестве компонента подключаемых гибридных автомобилей и электромобилей с увеличенным запасом хода. Все это, несмотря на большое количество совершенных электромобилей.

 

При этом может быть установлен небольшой бортовой высокоэффективный электрогенератор, чтобы аккумулятор можно было заряжать во время поездки - так называемый «расширитель запаса хода» или, проще говоря, гибридно-электрическая трансмиссия. Это помогает повысить эффективность, а также надежность системы.

Линейное относительное перемещение постоянных магнитов относительно катушек позволяет извлекать энергию, получаемую при сгорании топлива, в виде электроэнергии. Поршень тормозится сжатием среды в камере пневматической пружиной и толкается обратно.

Линейный генератор со свободнопоршневым двигателем - это своеобразный преобразователь энергии, который может генерировать электрическую энергию, и рассматривается как потенциальная технология для решения проблемы ограниченного пробега электромобилей. Избавившись от кривошипно-шатунного механизма, такой двигатель получает ряд преимуществ в виде переменной степени сжатия, компактных размеров и пр.

 

 

Опытный образец - двухтактный линейный генератор

 

Оптимальное решение преобразования энергии нашел профессор Питер Ван Блариган. Он оснастил поршень свободнопоршневого двигателя кольцевыми магнитами из неодимового сплава, а на внешней стенке цилиндра-статора поместил обмотку. Таким образом, появление сверхмощных магнитов из неодимового сплава позволило обойтись без механической связи поршня с трансмиссией, создав генератор электричества. Ван Блариган построил опытный образец - двухтактный линейный генератор мощностью 40 кВт. Термический КПД двигателя-генератора, работающего на пропане достигал 56%. Причем, этот двигатель мог работать не только на пропане, но и на бензине, водороде, дизельном топливе и спирте.

 

Свободнопоршневой двигатель с двумя камерами сгорания на обоих концах свободного поршня и линейный электрический генератор для получения энергии от поршня во время его цикла движения. При возвратно-поступательном движении постоянного магнита, прикрепленного к штоку поршня, происходит колебание магнитного поля, которое индуцирует ток в катушке статора.

Высокий КПД такого двигателя обеспечивается за счет снижения паразитных внутренних потерь. В конструкции отсутствуют вращающиеся массы, которые имеют значительную инерцию. На поршни не действуют боковые силы, которые обычно прижимают их к стенкам цилиндра, благодаря чему уменьшается трение. Подшипники коленчатого вала и шатунов, поршневые пальцы, распределительный вал, кулачки и клапаны - все те узлы классического двигателя, в которых существует трение, - отсутствуют. Кроме того, на каждый цикл работы двигателя со свободным поршнем приходится два рабочих такта. При этом свободнопоршневой двигатель гораздо компактнее, проще и надежнее обычного ДВС. Эффективность преобразования энергии может быть увеличена за счет оптимизации степени сжатия. Кроме того, ключевые характеристики двигателя со свободным поршнем, такие как выходная мощность и эффективность системы могут быть улучшены за счет управления положением поршня.

 

 

Все гениальное…

 

Свободнопоршневой двигатель устраняет всю механическую трансмиссию обычного двигателя, позволяя разрабатывать эффективные циклы сгорания и уменьшая количество деталей и стоимость двигателя.

 

Принцип действия генератора со свободным поршнем, производящим электроэнергию непосредственно из линейного движения поршня без промежуточных механических звеньев достаточно прост. Двухцилиндровый двигатель линейного генератора со свободным поршнем выполнен по оппозитной схеме и имеет поршневую группу, состоящую из двух поршней, соединенных жестким штоком. Циклически повторяющееся давление газов в процессе сгорания топлива сообщает поршневой группе возвратно-поступательное движение. В плоскости симметрии штока, между поршнями на штоке закреплена подвижная магнитная система. Она размещается внутри неподвижного статора с системой обмоток. При возвратно-поступательном движении штока с закрепленной на нем магнитной системой внутри статора вследствие взаимодействия их магнитных полей происходит возникновение электродвижущей силы в обмотках статора.

Генераторы со свободнопоршневым двигателем (FPEG) обладают огромным потенциалом в качестве основного устройства преобразования энергии для выработки электроэнергии из топлива в составе системы трансмиссии гибридного электрического транспортного средства. Основные преимущества заключаются в том, что они теоретически более эффективны, компактнее и легче по сравнению с другими конкурирующими гибридными электромобилями и решениями для увеличения запаса хода (двигатели внутреннего сгорания, роторные двигатели, топливные элементы и т. д.).

Кроме того, электрическая машина, работая в режиме двигателя, обеспечивает старт двигателя внутреннего сгорания. Электронная система управления должна осуществлять контроль движения поршней для обеспечения оптимального термодинамического цикла, а также позиционирование поршней, предотвращая их соударение с головками цилиндров.

 

 

Преимущества этого принципа преобразования энергии значительны:

  • уменьшение числа движущихся деталей за счет исключения кривошипно-шатунного механизма до одного поршневого узла;
  • повышение жесткости и механической надежности конструкции двигателя;
  • повышение ресурса и механического КПД двигателя вследствие отсутствия шатунов, что приводит к исключению боковых сил, действующих на зеркало цилиндра и уменьшению трения в цилиндропоршневой группе;
  • исключение стартера для запуска ДВС, так как электрический генератор может работать и как линейный электродвигатель;
  • возможность динамического изменения степени сжатия в каждом такте не механическими способами, а корректировкой параметров электронной системы управления;
  • возможность работы с различными видами топлива (бензин, природный газ, водород, биогаз, биотопливо) посредством электронной настройки системы управления;
  • реализация оптимальных режимов сгорания топлива, в том числе и гомогенное воспламенение бедных смесей - потенциал для снижения вредных выбросов;
  • снижение расходов на производство.

Вариант двигателя со свободным поршнем оборудован электромагнитными клапанами, впрыском топлива и свечой зажигания. У таких двигателей вместо преобразования линейного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала, как в обычном ДВС, устройство преобразует кинетическую энергию поршня непосредственно в электрическую.

Проблемы сложные, но решаемые

 

Серийному выпуску подобных двигателей-генераторов мешает несколько проблем, самая главная из которых - создание системы управления. Дело в том, что в обычном ДВС верхняя мертвая точка траектории поршня задается геометрией кривошипно-шатунного механизма, а в линейном она зависит от степени сжатия и скорости сгорания топливовоздушной смеси. То есть, поршень тормозит, создавая давление в камере. Как следствие, длительность тактов и верхняя мертвая точка могут изменяться. А это значит, что при неточной работе форсунки поршень либо остановится, либо ударится в стенку. Как следствие, свободные поршни нуждаются в специальной системе, которая бы нивелировала разницу в процессе сгорания топлива в каждом из рабочих циклов. Ван Блариган считает, что ключ к решению проблемы управления в контроле за положением и движением поршня через внешний статор. Компьютерное управление вполне может справиться с такой задачей. А тормозить поршень можно с помощью тех же электромагнитов.

 

Полноценный прототип генератора с готовой системой управления обещан с КПД – 50%.

Такой двигатель отлично подходит для автомобиля с элетротрансмиссией. ДВС в таком автомобиле нужен только для зарядки аккумулятора, при пуске он должен сразу выходить на режим максимальной мощности либо максимального момента. Это значит, что нет необходимости обеспечивать его работу на переходных режимах, ту самую, ради которой создаются многоклапанные двигатели, впускные коллекторы переменной длины, управление фазами газораспределения, двойной наддув и прочее. Двигатель, работающий в узком диапазоне оборотов намного проще и, значит, дешевле и надежнее.

Генератор со свободнопоршневым двигателем - это новая система выработки электроэнергии, разработанная для электромобилей, и она отмечена как более эффективная система питания, чем обычные двигатели. В нем может использоваться двухтактный режим с искровым зажиганием. По сравнению с четырехтактным, он имеет более высокую удельную мощность при том же объеме двигателя и массе впрыскиваемого топлива. Набор параллельных механических пружин действует как устройство отскока, чтобы толкать поршень из НМТ в ВМТ

 

Управление решается контроллером итеративного обучения

 

Важной проблемой является стратегия управления возвратно-поступательным движением свободного поршня для обеспечения стабильной работы системы. При отсутствии коленчатого вала несколько поршней должны каким-то образом точно позиционироваться и синхронизироваться. Если движение каждого поршня не контролируется точно, степень сжатия будет меняться, что снижает эффективность работы. Проблема управления была разделена на несколько этапов. Контроллер итеративного обучения был разработан для управления верхним положением, а управление нижним положением было основано на оценке состояний сгорания, при этом управление ходом было основано на конечном автомате. Была решена сложная инженерная задача. Комбинированная имитационная модель, включающая колебания цикла сгорания, была представлена и подтверждена прототипом, а также проанализирована эффективность стратегии управления. Результаты показали, что система обеспечивает стабильную работу, а возвратно-поступательное движение свободного поршня хорошо контролируется.

Количество деталей линейного генератора энергии со свободным поршнем - минимальное.

Задача создания силовой установки, в составе линейного генератора и двигателя внутреннего сгорания со свободным поршнем, представляет собой сложную техническую задачу, решение которой лежит на стыке физики процесса сгорания топлива, теории систем управления быстропротекающими процессами в реальном времени, быстродействующей силовой электроники и техники линейных электроприводов. Однако, к счастью все эти технологии можно считать на сегодняшний день достаточно глубоко разработанными и требуется лишь решить проблему синергетического синтеза систем.

Теоретически КПД двигателя со свободным поршнем перевешает 70%. Они могут работать на любом виде жидкого или газообразного топлива, крайне надежны и великолепно сбалансированы. Кроме того, очевидны их легкость, компактность и простота в производстве.

Устройство линейного генератора энергии со свободным поршнем предельно простое.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Новости о науке, технике, вооружении и технологиях.

Подпишитесь и будете получать свежий дайджест лучших статей за неделю!

Email*

Подписаться

Принцип работы и рабочие циклы двигателя автомобиля (ДВС)

На автомобилях устанавливают двигатели внутреннего сгорания (ДВС), у которых топливо сгорает внутри цилиндра. В основу положено свойство газов расширяться при нагревании. Рассмотрим принцип работы двигателя и его рабочие циклы.

Рабочий цикл четырехтактного бензинового двигателя
Рабочим циклом двигателя называется периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя и обусловливающих превращение тепловой энергии в механическую работу. Если рабочий цикл совершается за два хода поршня, т.е. за один оборот коленчатого вала, то такой двигатель называется двухтактным. Автомобильные двигатели работают, как правило, по четырехтактному циклу, который совершается за два оборота коленчатого вала или четыре хода поршня и состоит из тактов впуска, сжатия, расширения (рабочего хода) и выпуска.

Крайние положения поршня, при которых он наиболее удален от оси коленчатого вала или приближен к ней, называются верхней и нижней «мертвыми» точками (ВМТ и НМТ).

Принцип работы ДВС - схематично
1. Впуск. По мере того, как коленчатый вал двигателя делает первый полуоборот, поршень перемещается от ВМТ к НМТ, впускной клапан открыт, выпускной клапан закрыт. В цилиндре создается разряжение, вследствие чего свежий заряд горючей смеси, состоящий из паров бензина и воздуха, засасывается через впускной газопровод в цилиндр и, смешиваясь с остаточными отработавшими газами, образует рабочую смесь.

2. Сжатие. После заполнения цилиндра горючей смесью при дальнейшем вращении коленчатого вала (второй полуоборот) поршень перемещается от НМТ к ВМТ при закрытых клапанах. По мере уменьшения объема температура и давление рабочей смеси повышаются.

3. Расширение или рабочий ход. В конце такта сжатия рабочая смесь воспламеняется от электрической искры и быстро сгорает, вследствие чего температура и давление образующихся газов резко возрастает, поршень при этом перемещается от ВМТ к НМТ. В процессе такта расширения шарнирно связанный с поршнем шатун совершает сложное движение и через кривошип приводит во вращение коленчатый вал.

При расширении газы совершают полезную работу, поэтому ход поршня при третьем полуобороте коленчатого вала называют рабочим ходом. В конце рабочего хода поршня, при нахождении его около НМТ открывается выпускной клапан, давление в цилиндре снижается до 0.3 - 0.75 МПа, а температура до 950 - 1200оС.

4. Выпуск. При четвертом полуобороте коленчатого вала поршень перемещается от НМТ к ВМТ. При этом выпускной клапан открыт, и продукты сгорания выталкиваются из цилиндра в атмосферу через выпускной газопровод.
Рабочий цикл четырехтактного дизеля

В отличие от бензинового двигателя, при такте «впуск» в цилиндры дизеля поступает чистый воздух. Во время такта «сжатие» воздух нагревается до 600оС. В конце этого такта в цилиндр впрыскивается определенная порция топлива, которое самовоспламеняется.


Впуск. При движении поршня от ВМТ к НМТ вследствие образующегося разряжения из воздушного фильтра в цилиндр через открытый впускной клапан поступает атмосферный воздух. Давление воздуха в цилиндре составляет 0.08 - 0.095 МПа, а температура 40 - 60°С.

Сжатие. Поршень движется от НМТ к ВМТ; впускной и выпускной клапаны закрыты, вследствие этого перемещающийся вверх поршень сжимает поступивший воздух. Для воспламенения топлива необходимо, чтобы температура сжатого воздуха была выше температуры самовоспламенения топлива. При ходе поршня к ВМТ цилиндр через форсунку впрыскивается дизельное топливо, подаваемое топливным насосом.

Расширение или рабочий ход. Впрыснутое в конце такта сжатия топливо, перемешиваясь с нагретым воздухом, воспламеняется, и начинается процесс сгорания, характеризующийся быстрым повышением температуры и давления. При этом максимальное давление газов достигает 6 - 9 МПа, а температура 1800 - 2000°С. Под действием давления газов поршень перемещается от ВМТ в НМТ - происходит рабочий ход. Около НМТ давление снижается до 0.3 - 0.5 МПа, а температура до 700 - 900оС.

Выпуск. Поршень перемещается от НМТ в ВМТ и через открытый выпускной клапан отработавшие газы выталкиваются из цилиндра. Давление газов снижается до 0.11 - 0.12 МПа, а температура до 500-700оС. После окончания такта выпуска при дальнейшем вращении коленчатого вала рабочий цикл повторяется в той же последовательности.
Принцип работы многоцилиндровых двигателей
На автомобилях устанавливают многоцилиндровые двигатели. Чтобы многоцилиндровый двигатель работал равномерно, такты расширения должны следовать через равные углы поворота коленчатого вала (т. е. через равные промежутки времени).
Последовательность чередования одноименных тактов в цилиндрах называют порядком работы двигателя. Порядок работы большинства четырехцилиндровых двигателей 1-3-4-2 или 1-2-4-3. Это означает, что после рабочего хода в первом цилиндре следующий рабочий ход происходит в третьем, затем в четвертом и, наконец, во втором цилиндре. Определенная последовательность соблюдается и в других многоцилиндровых двигателях.
Диаграмма работы двигателя по схеме 1-2-4-3

Многоцилиндровые двигатели бывают рядными и V-образными. В рядных двигателях цилиндры расположены вертикально, а в V-образных — под углом. Последние характеризуются меньшей габаритной длиной по сравнению с первыми. Современные восьмицилиндровые двигатели выполняют двухрядными с V-образным расположением цилиндров.

Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания - это двигатель, в котором сгорание топлива (обычно ископаемого топлива) происходит с окислителем (обычно воздухом) в камере сгорания. В двигателе внутреннего сгорания расширение высокотемпературных газов и газов под высоким давлением, образующихся при сгорании, оказывает прямое воздействие на некоторые компоненты двигателя. Эта сила обычно применяется к поршням, лопаткам турбины или соплу. Эта сила перемещает компонент на расстояние, преобразовывая химическую энергию в полезную механическую энергию. [1] [2] [3] [4]

Термин двигатель внутреннего сгорания обычно относится к двигателю, в котором сгорание является прерывистым, например к более знакомым четырехтактным и двухтактным поршневым двигателям, а также к их вариантам, таким как шеститактный поршневой двигатель и роторный двигатель Ванкеля. двигатель. Второй класс двигателей внутреннего сгорания использует непрерывное сгорание: газовые турбины, реактивные двигатели и большинство ракетных двигателей, каждый из которых является двигателями внутреннего сгорания по тому же принципу, что и ранее. [1] [2] [3] [4]

Анимированный двухтактный двигатель в работе

Двигатель внутреннего сгорания (или ДВС) сильно отличается от двигателей внешнего сгорания, таких как паровые двигатели или двигатели Стирлинга, в которых энергия передается рабочему телу, не состоящему из продуктов сгорания, смешанному с ними или загрязненному ими. Рабочими жидкостями могут быть воздух, горячая вода, вода под давлением или даже жидкий натрий, нагретый в каком-либо котле.

Было разработано и построено большое количество различных конструкций ДВС, имеющих множество различных сильных и слабых сторон.Работает на высококалорийном топливе (которым очень часто является бензин, жидкость, полученная из ископаемого топлива). Хотя было и остается много стационарных приложений, настоящая сила двигателей внутреннего сгорания заключается в мобильных приложениях, и они доминируют в качестве источников питания для автомобилей, самолетов и лодок.

Автомобильный двигатель частично открыт и раскрашен, чтобы показать компоненты.

Приложения

Бензиновый двигатель 1906 года

Двигатели внутреннего сгорания чаще всего используются в качестве передвижных двигателей транспортных средств и переносного оборудования.В передвижном оборудовании внутреннее сгорание является преимуществом, поскольку оно может обеспечить высокое отношение мощности к массе вместе с превосходной плотностью энергии топлива. Как правило, использующие ископаемое топливо (в основном нефть), эти двигатели используются на транспорте почти во всех транспортных средствах (легковых, грузовых автомобилях, мотоциклах, лодках и в самых разных самолетах и ​​локомотивах).

Там, где требуется очень высокое отношение мощности к массе, используются двигатели внутреннего сгорания в виде газовых турбин. Эти приложения включают реактивные самолеты, вертолеты, большие корабли и электрические генераторы.

История

Основная статья: История двигателя внутреннего сгорания

Номенклатура

Когда-то слово «Двигатель» (от латинского, через старофранцузское, ingenium , «способность») означало любую часть оборудования - смысл, который сохраняется в таких выражениях, как осадная машина . «Мотор» (от лат. мотор , «движитель») - это любая машина, производящая механическую энергию. Традиционно электродвигатели не называются «двигателями»; однако двигатели внутреннего сгорания часто называют двигателями."(Электродвигатель относится к локомотиву, работающему от электричества.)

Типы двигателей внутреннего сгорания

Двигатели можно классифицировать по-разному: по используемому циклу двигателя, компоновке двигателя, источнику энергии, использованию двигателя или используемой системе охлаждения.

Конфигурации двигателя

Двигатели внутреннего сгорания можно классифицировать по их конфигурации.

Общие компоновки двигателей:

Поршневой:

Поворотный:

Непрерывное горение:

Операция
Четырехтактный цикл (или цикл Отто)
1.Впуск
2. Компрессия
3. Мощность
4. Выхлоп

Как следует из названия, четырехтактные двигатели внутреннего сгорания имеют четыре основных этапа, которые повторяются через каждые два оборота двигателя:

(1) Ход всасывания (2) Ход сжатия (3) Рабочий ход и (4) Такт выпуска

1. Такт всасывания: Первый ход двигателя внутреннего сгорания также известен как ход всасывания, потому что поршень перемещается в положение максимального объема (направление вниз в цилиндре).Впускной клапан открывается в результате движения поршня, и испаренная топливная смесь попадает в камеру сгорания. Впускной клапан закрывается в конце этого хода.

2. Такт сжатия: В этом такте оба клапана закрываются, и поршень начинает свое движение в положение минимального объема (направление вверх в цилиндре) и сжимает топливную смесь. В процессе сжатия увеличивается давление, температура и плотность топливной смеси.

3. Рабочий ход: Когда поршень достигает положения минимального объема, свеча зажигания воспламеняет топливную смесь и горит.Топливо производит мощность, которая передается на механизм коленчатого вала.

4. Такт выпуска: в конце рабочего хода выпускной клапан открывается. Во время этого хода поршень начинает движение в положении минимального объема. Открытый выпускной клапан позволяет выхлопным газам выходить из цилиндра. В конце этого хода выпускной клапан закрывается, впускной клапан открывается, и последовательность операций повторяется в следующем цикле. Для четырехтактных двигателей требуется два оборота.

Многие двигатели перекрывают эти шаги во времени; реактивные двигатели выполняют все операции одновременно в разных частях двигателей.

Горение

Все двигатели внутреннего сгорания зависят от сжигания химического топлива, обычно с кислородом из воздуха (хотя можно впрыснуть закись азота, чтобы сделать то же самое и получить прирост мощности). Процесс сгорания обычно приводит к выделению большого количества тепла, а также к производству пара, двуокиси углерода и других химикатов при очень высокой температуре; Достигнутая температура определяется химическим составом топлива и окислителей (см. стехиометрия), а также степенью сжатия и другими факторами.

Наиболее распространенные современные виды топлива состоят из углеводородов и получают в основном из ископаемого топлива (нефти). Ископаемые виды топлива включают дизельное топливо, бензин и нефтяной газ, а также более редкое использование пропана. За исключением компонентов подачи топлива, большинство двигателей внутреннего сгорания, предназначенных для использования на бензине, могут работать на природном газе или сжиженном углеводородном газе без значительных модификаций. Большие дизели могут работать с воздухом, смешанным с газами, и с запальным впрыском пилотного дизельного топлива. Также можно использовать жидкое и газообразное биотопливо, такое как этанол и биодизель (форма дизельного топлива, которое производится из сельскохозяйственных культур, которые дают триглицериды, такие как соевое масло).Двигатели с соответствующими модификациями могут также работать на газообразном водороде, древесном газе или древесном угле, а также на так называемом генераторном газе, полученном из другой удобной биомассы. Недавно были проведены эксперименты с использованием порошкового твердого топлива, такого как цикл впрыска магния.

Двигатели внутреннего сгорания требуют зажигания смеси либо искровым зажиганием (SI), либо воспламенением от сжатия (CI). До изобретения надежных электрических методов использовались методы горячей трубы и пламени.Созданы экспериментальные двигатели с лазерным зажиганием. [5]

Процесс зажигания бензина

Системы зажигания бензиновых двигателей обычно основаны на сочетании свинцово-кислотной батареи и индукционной катушки для создания высоковольтной электрической искры для воспламенения воздушно-топливной смеси в цилиндрах двигателя. Эта батарея заряжается во время работы с помощью генерирующего электричество устройства, такого как генератор переменного тока или генератор, приводимый в действие двигателем. Бензиновые двигатели впитывают смесь воздуха и бензина и сжимают ее не более чем до 12.8 бар (1,28 МПа), затем воспользуйтесь свечой зажигания для зажигания смеси, когда она сжимается головкой поршня в каждом цилиндре.

Процесс зажигания дизеля

Дизельные двигатели и двигатели HCCI (с воспламенением от сжатия с однородным зарядом) зависят исключительно от тепла и давления, создаваемых двигателем в процессе сжатия для воспламенения. Уровень сжатия обычно в два раза или больше, чем у бензинового двигателя. Дизельные двигатели будут всасывать только воздух, и незадолго до пикового сжатия небольшое количество дизельного топлива впрыскивается в цилиндр через топливную форсунку, которая позволяет топливу мгновенно воспламениться.Двигатели типа HCCI будут потреблять как воздух, так и топливо, но по-прежнему будут полагаться на процесс самовоспламенения без посторонней помощи из-за более высокого давления и тепла. По этой же причине дизельные двигатели и двигатели HCCI более подвержены проблемам с холодным запуском, хотя после запуска они также будут работать в холодную погоду. В легковых дизельных двигателях с непрямым впрыском топлива в легковых автомобилях и легких грузовиках используются свечи накаливания, которые предварительно нагревают камеру сгорания непосредственно перед запуском, чтобы уменьшить количество непусковых условий в холодную погоду. У большинства дизелей также есть аккумулятор и система зарядки; тем не менее, эта система является вторичной и добавляется производителями в качестве роскоши для простоты запуска, включения и выключения топлива (что также может быть выполнено с помощью переключателя или механического устройства), а также для работы вспомогательных электрических компонентов и аксессуаров.В большинстве новых двигателей используются электрические и электронные блоки управления двигателем (ЭБУ), которые также регулируют процесс сгорания для повышения эффективности и снижения выбросов.

Двухтактная конфигурация
Основная статья: Двухтактный двигатель

Двигатели, основанные на двухтактном цикле, используют два хода (один вверх, один вниз) для каждого рабочего хода. Поскольку не существует специальных тактов впуска или выпуска, необходимо использовать альтернативные методы для очистки цилиндров. Наиболее распространенный метод в двухтактных двигателях с искровым зажиганием заключается в использовании движения поршня вниз для создания давления свежего заряда в картере, который затем продувается через цилиндр через отверстия в стенках цилиндра.

Двухтактные двигатели с искровым зажиганием маленькие и легкие по своей мощности и очень просты в механическом отношении; однако они также обычно менее эффективны и более загрязняют окружающую среду, чем их четырехтактные аналоги. Что касается мощности на 1 см³, двухтактный двигатель выдает мощность, сопоставимую с эквивалентным четырехтактным двигателем. Преимущество наличия одного рабочего хода на каждые 360 ° вращения коленчатого вала (по сравнению с 720 ° в 4-тактном двигателе) уравновешивается менее полным впуском и выпуском и более короткими эффективными тактами сжатия и мощности.Возможно, двухтактный двигатель будет производить больше мощности, чем эквивалентный четырехтактный, в узком диапазоне скоростей двигателя за счет меньшей мощности на других скоростях.

Двухтактные двигатели с малым рабочим объемом и продувкой картера менее экономичны, чем другие типы двигателей, когда топливо смешивается с воздухом до продувки, что позволяет некоторой его части уйти из выхлопного отверстия. В современных конструкциях (Sarich и Paggio) используется пневматический впрыск топлива, который позволяет избежать этих потерь и более эффективен, чем четырехтактные двигатели сопоставимых размеров.Впрыск топлива необходим для современного двухтактного двигателя, чтобы соответствовать все более строгим стандартам выбросов.

Продолжаются исследования по улучшению многих аспектов двухтактных двигателей, включая, помимо прочего, прямой впрыск топлива. Первоначальные результаты дали двигатели, которые горят намного чище, чем их традиционные аналоги. Двухтактные двигатели широко используются в снегоходах, газонокосилках, струнных триммерах, цепных пилах, гидроциклах, мопедах, подвесных моторах и многих мотоциклах.Преимущество двухтактных двигателей заключается в увеличенном удельном соотношении мощности (т.е. отношение мощности к объему ), что обычно примерно в 1,5 раза больше, чем у типичного четырехтактного двигателя.

Самыми большими двигателями внутреннего сгорания в мире являются двухтактные дизели, используемые в некоторых локомотивах и больших кораблях. Они используют принудительную индукцию (похожую на супер-наддув или турбонаддув) для продувки цилиндров; Примером этого типа двигателя является двухтактный дизельный двигатель с турбонаддувом Wartsila-Sulzer, который используется на больших контейнеровозах.Это самый эффективный и мощный двигатель внутреннего сгорания в мире с тепловым КПД более 50%. [6] [7]

Двигатель внутреннего сгорания | Статья о двигателе внутреннего сгорания по The Free Dictionary

Двигатель внутреннего сгорания

Первичный двигатель, топливо для которого сжигается внутри двигателя, в отличие от парового двигателя, например, в котором топливо сжигается в отдельной печи. См. Двигатель

Самыми многочисленными двигателями внутреннего сгорания являются бензиновые поршневые двигатели, используемые в легковых автомобилях, подвесные двигатели для моторных лодок, небольшие агрегаты для газонокосилок и другое подобное оборудование, а также дизельные двигатели, используемые в грузовых автомобилях, тракторах. землеройная и аналогичная техника.Для других типов двигателей внутреннего сгорания. См. Газовая турбина, Ракетная силовая установка, Роторный двигатель, Турбинная силовая установка

Поршневой двигатель самолета в основном тот же, что используется в автомобилях, но спроектирован с учетом небольшого веса и обычно имеет воздушное охлаждение. См. Поршневой авиационный двигатель

Характерные черты, общие для всех коммерчески успешных двигателей внутреннего сгорания, включают (1) сжатие воздуха, (2) повышение температуры воздуха за счет сгорания топлива в этом воздухе при его повышенном давлении, (3) ) извлечение работы из нагретого воздуха путем расширения до начального давления и (4) выхлоп.В 1862 году Бо де Рошас предложил цикл четырехтактного двигателя как средство достижения этих условий в поршневом двигателе (см. Иллюстрацию). Двигателю требуется два оборота коленчатого вала для завершения одного цикла сгорания. Первый двигатель, успешно использовавший этот цикл, был построен в 1876 году Н. А. Отто. См. Цикл Отто

Два года спустя сэр Дугальд Клерк разработал цикл двухтактного двигателя, при котором аналогичный цикл сгорания требует только одного оборота коленчатого вала.В 1891 году Джозеф Дэй упростил цикл двухтактного двигателя, использовав картер для перекачки необходимого воздуха. Двигатели, использующие этот двухтактный цикл, сегодня были дополнительно упрощены за счет использования порта для третьего цилиндра, который заменяет обратный клапан картера, используемый Day. Такие двигатели широко используются для небольших агрегатов, где экономия топлива не так важна, как механическая простота и легкий вес. Они не нуждаются в клапанах с механическим приводом и развивают один цикл сгорания на оборот коленчатого вала.Тем не менее, они не развивают вдвое большую мощность, чем четырехтактные двигатели с одинаковыми рабочими цилиндрами и одинаковым числом оборотов в минуту (об / мин). Основными причинами этого являются (1) уменьшение эффективного объема цилиндра из-за движения поршня, необходимого для перекрытия выпускных отверстий, (2) заметное смешивание сгоревших (выхлопных) газов с горючей смесью и (3) потери горючей смеси с выхлопными газами.

Примерно через 20 лет после того, как Отто впервые запустил свой двигатель, Рудольф Дизель успешно продемонстрировал совершенно другой метод воспламенения топлива.Воздух сжимается до давления, достаточного для того, чтобы адиабатическая температура достигла или превысила температуру воспламенения топлива. Поскольку эта температура составляет 1000 ° F (538 ° C) или выше, степени сжатия от 12: 1 до 23: 1 используются в коммерческих целях с давлением сжатия от примерно 440 до 800 фунтов на квадратный дюйм (от 3 до 5,5 мегапаскалей). Топливо впрыскивается в цилиндры незадолго до окончания такта сжатия, во время и скорость, подходящие для регулирования скорости сгорания. См. Дизельный двигатель, впрыск топлива

Дизельный двигатель обладает многими характеристиками, которые прямо противоположны характеристикам двигателя Отто.Чем выше степень сжатия дизельного двигателя, тем меньше проблем с задержкой зажигания. Слишком большая задержка зажигания приводит к внезапному и нежелательному повышению давления, вызывающему слышимый стук. В отличие от двигателя Отто, детонация в дизельном двигателе может быть уменьшена за счет использования топлива с более высоким цетановым числом, что эквивалентно более низкому октановому числу.

Чем больше диаметр цилиндра дизельного двигателя, тем проще добиться хорошего сгорания. Напротив, чем меньше диаметр цилиндра двигателя Отто, тем меньше ограничение от детонации топлива.

Высокая температура и плотность всасываемого воздуха существенно способствуют сгоранию в дизельном двигателе, особенно топлива с низкой летучестью и высокой вязкостью. Некоторые двигатели не работали должным образом на тяжелом топливе, пока не были оснащены нагнетателем. Дополнительная компрессия нагнетателя повысила температуру и, что более важно, плотность воздуха для горения. Для двигателя Отто увеличение температуры или плотности воздуха увеличивает склонность двигателя к детонации и, следовательно, снижает допустимую степень сжатия.

Дизельные двигатели развивают все более высокий показанный тепловой КПД при пониженных нагрузках из-за более бедного соотношения топливо-воздух и более раннего отключения. Такое соотношение смеси может быть беднее, чем воспламеняется в двигателе Отто. Кроме того, снижение нагрузки в двигателе Отто требует дросселирования, что приводит к увеличению насосных потерь во впускной системе.

Краткая инженерная энциклопедия Макгроу-Хилла. © 2002 McGraw-Hill Companies, Inc.

TOP 250+ Вопросы и ответы на интервью по двигателям внутреннего сгорания 10 декабря 2020 г. - Вопросы на интервью по двигателям внутреннего сгорания

  • Вопрос 1.Что такое I.c Engine?

    Ответ:

    Двигатель внутреннего сгорания преобразует химическую энергию в полезную механическую энергию путем сжигания топлива.

    Химическая энергия выделяется при воспламенении топливно-воздушной смеси от искры в камере сгорания. Газ, образующийся в этой реакции, быстро расширяется, заставляя поршень опускаться вниз по цилиндру во время рабочего хода.

  • Вопрос 2.Что такое двухтактный двигатель?

    Ответ:

    Двухтактный двигатель - это двигатель внутреннего сгорания, в котором два хода поршня требуются для завершения одного термодинамического цикла.

    2-ТАКТНЫЙ двигатель

    разработан DUGLAD CLERK в 1880 году, расширение и выхлоп происходит во время двухтактного поршневого двигателя.

  • Вопросы для собеседования по машиностроению
  • Вопрос 3.Что такое 4-тактный двигатель?

    Ответ:

    Четырехтактный двигатель - это двигатель внутреннего сгорания, в котором четыре отдельных хода поршня необходимы для завершения одного термодинамического цикла.

    4-тактный двигатель - это двигатель внутреннего сгорания, в котором поршень совершает четыре отдельных хода - впуск, сжатие, мощность и выпуск - во время двух отдельных оборотов коленчатого вала двигателя и одного единственного термодинамического цикла.

  • Вопрос 4. Определение октанового и цетанового числа?

    Ответ:

    Октановое число № . - Октановое число определяется как процентное содержание изооктана в смеси изооктана и h-гептана по объему. Это мера рейтинга двигателя SI.

    Цетан Нет . - Цетановое число определяется как объемное процентное содержание н-цетана в смеси н-цетана и альфа-метилнафталина. Это мера рейтинга двигателя CI.

  • MATLAB Учебник
  • Вопрос 5.Назовите основные этапы создания 4-тактного двигателя I.C.

    Ответ:

    Здесь необходимо выполнить следующие шаги:

    • Ход всасывания: Смесь воздуха и топлива. втянуты.
    • Ход сжатия: Пары топлива и воздух сжимаются, и происходит воспламенение.
    • Такт сгорания: Топливо сгорает, и поршень толкается вниз.
    • Ход выхлопа: Выхлоп выбит.
  • Вопросы для интервью по вычислительной гидродинамике
  • Вопрос 6.Среди двухтактных и четырехтактных двигателей, что обычно предпочтительнее и почему?

    Ответ:

    Обычно предпочтительным является двухтактный двигатель. Потому что он имеет меньший размер для того же вывода.

  • Вопрос 7. Во время холостого хода бензиновый двигатель требует обедненной или богатой смеси?

    Ответ:

    Бедная смесь.

  • Вопросы для интервью по квантовой механике
  • Вопрос 8.Каковы преимущества смазки в двигателе Ic?

    Ответ:

    • Уменьшает износ подвижных частей.
    • Снижает вибрацию двигателя.
    • Очищает движущиеся части.
    • Делает поршень газонепроницаемым.
  • Вопрос 9.Назовите топливо, используемое в двигателях I.C.

    Ответ:

    Нефть: Нефть, дизельное топливо, сжиженный нефтяной газ (СНГ), сжатый природный газ, реактивное топливо, остаточное топливо.

    Покрытие: Метанол, бензин, дизельное топливо.

    Биотопливо и растительные масла: Арахисовое масло и другие растительные масла, биобутано, биодизель, диметил. Эфир, биогаз, водород.

  • MATLAB Вопросы для интервью
  • Вопрос 10.Каковы преимущества смазки в двигателе внутреннего сгорания?

    Ответ:

    Ниже приведены преимущества смазки в двигателе внутреннего сгорания:

    • снижает износ подвижных частей.
    • гасит вибрацию двигателя.
    • очищает движущиеся части.
    • делает поршень газонепроницаемым.
  • Вопрос 11.Почему в двигателе восемь цилиндров? Почему бы вместо восьми цилиндров не использовать один большой цилиндр такого же рабочего объема?

    Ответ:

    Есть несколько причин, по которым большой 4,0-литровый двигатель имеет восемь полулитровых цилиндров, а не один большой 4-литровый цилиндр. Основная причина - плавность хода. Двигатель V-8 намного более плавный, потому что он имеет восемь равномерно распределенных взрывов вместо одного большого взрыва. Другая причина - пусковой момент.Когда вы запускаете двигатель V-8, вы управляете только двумя цилиндрами (1 литр) через их ходы сжатия, но с одним большим цилиндром вам придется вместо этого сжать 4 титра.

  • Вопросы для собеседования на ТЭС
  • Вопрос 12.Что вызывает белый дым в двухтактных локомотивах?

    Ответ:

    То есть из-за слишком работы двигателя обедненная смесь (недостаток топлива). Это состояние может привести к перегреву и отказу двигателя.

  • Вопросы для собеседования по машиностроению
  • Вопрос 13.Почему КПД газовых турбин ниже по сравнению с Lc. Двигатели?

    Ответ:

    В газовых турбинах 70% мощности газовой турбины потребляется компрессором. IC. двигатели имеют гораздо более низкий расход на вспомогательные нужды. Дальнейшая температура сгорания l.C. двигатели намного выше по сравнению с газотурбинными.

  • Вопрос 14.Что вы понимаете под синхронной смазкой цилиндров?

    Ответ:

    Для эффективной смазки смазочное масло необходимо впрыскивать между двумя поршневыми кольцами, когда поршень находится в нижней части хода, так что поршень перемещается в масле при движении вверх. Таким образом можно сэкономить смазочное масло и использовать его правильно.

  • Вопрос 15.В некоторых двигателях глицерин используется вместо воды для охлаждения двигателя. Зачем?

    Ответ:

    Глицерин имеет температуру кипения 90 ° C, что увеличивает его теплопроводность. Таким образом уменьшается вес охлаждающей жидкости и можно использовать радиатор меньшего размера.

  • Вопросы для интервью по термодинамике
  • Вопрос 16.Почему мы не используем одну и ту же технологию для запуска обоих двигателей Si / cl?

    Ответ:

    В двигателе с искровым зажиганием или двигателем с искровым зажиганием используется бензин. в качестве топлива и Ci. или двигатель с воспламенением от сжатия использует дизельное топливо в качестве топлива. Оба топлива имеют разную степень сжатия.

    • В двигателе SI степень сжатия 8-12: 1.
    • В двигателе CI степень сжатия составляет 16-22: 1.

    Таким образом, в случае двигателя SI степень сжатия недостаточна для сжигания топлива, поэтому используется свеча зажигания, тогда как в двигателе CI степень сжатия настолько высока, что из-за его внутреннего тепла топливо сгорает, поэтому возникает нет необходимости в свече зажигания.Таким образом, технология, используемая в двигателе SI, отличается от двигателя CI.

  • Вопрос 17. Что имеет более высокую эффективность: дизельный двигатель или бензиновый двигатель?

    Ответ:

    Дизель. двигатель имеет лучшую эффективность из двух.

  • Вопросы на собеседовании по механике жидкостей
  • Вопрос 18.Каково положение поршневого кольца?

    Ответ:

    Под углом 180 градусов фиксируются верхнее кольцо, второе кольцо и масляное кольцо. Расположите кольцо примерно на 1 дюйм ниже шеи.

  • Вопросы для интервью по вычислительной гидродинамике
  • Вопрос 19.Каковы преимущества и недостатки использования сжиженного газа в автомобиле?

    Ответ:

    Преимущества

    1. Полное сгорание
    2. Экономия ТОПЛИВА
    3. Гомогенное горение.

    Недостатки

    1. Поскольку происходит полное сгорание, выделяется больше тепла, не рекомендуется для длительных поездок, двигатель будет перегреваться
    2. Установка затруднена
    3. Уменьшите срок службы двигателя.
  • Вопрос 20.Что такое мусор?

    Ответ:

    Промывка - это процесс вымывания сгоревших газов из цилиндра двигателя путем подачи свежего воздуха в цилиндр до окончания такта выпуска.

  • Вопросы для собеседования по передаче электроэнергии
  • Вопрос 21.Что означает наддув?

    Ответ:

    Наддув - это метод увеличения выходной мощности двигателя путем нагнетания воздуха в двигатель под давлением, превышающим атмосферное. Под наддувом обычно подразумевается компрессор с ременным приводом (например, винтовой / винтовой или центробежный), в некоторых ранних применениях нагнетатели приводились в движение непосредственно от коленчатого вала.

  • Вопрос 22.Почему у дизельного двигателя нет свечей зажигания?

    Ответ:

    Степень сжатия достаточно высока, чтобы сжечь дизельное топливо без помощи свечей зажигания. Ответ Большинство дизельных двигателей имеют свечу накаливания, это дает достаточно тепла, чтобы помочь запустить двигатель, тепло, выделяемое с первого нескольких оборотов вместе со сжатием поршня достаточно, чтобы двигатель продолжал работать. Некоторые современные дизельные двигатели больше не требуют свечей накаливания.

  • Вопрос 23. Какие виды топлива являются эталонными для определения детонационной способности 5.1. Двигатели?

    Ответ:

    н-гептан и ISO-октан.

  • Вопросы для собеседования с Ic Engine
  • Вопрос 24.Какой загрязнитель является основным парниковым газом и каковы его последствия?

    Ответ:

    CO является основным парниковым газом и задерживает тепловое излучение Солнца в атмосфере Земли.

  • Вопросы для интервью по квантовой механике
  • Вопрос 25.Каковы важные эксплуатационные параметры при проектировании оборудования для сжигания топлива?

    Ответ:

    Топливо. гибкость, возможность отслеживания электрической нагрузки, надежность, доступность и простота обслуживания.

  • Вопрос 26.Каким образом можно указать результаты анализа и теплотворную способность топлива?

    Ответ:

    Может отображаться как

    1. В полученном виде или на обожженной (мокрой) основе
    2. Сухая или обезвоженная основа.
    3. Основа горючая или обеззоливающая.
  • Вопросы на собеседовании с инженером-теплотехником
  • Вопрос 27.Какая технология Atft используется в Honda Hunk?

    Ответ:

    ATFT означает усовершенствованную индукционную технологию тумблерного потока, тумблерный поток означает завихрение. В этой технологии воздушно-топливная смесь из карбюратора поступает в цилиндр двигателя с вихревым действием. Преимущество заключается в более эффективном сжигании топлива, следовательно, большей мощности и лучшем топливе. экономия с меньшими выбросами.

  • MATLAB Вопросы для интервью .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *