2. Принцип роботи двигуна внутрішнього сгорання

Загальна будова і робота двигуна внутрішнього згорання.

Типи двигунів для автомобілів

На автомобілях можуть бути установлені двигуни внутрішнього згорання (ДВЗ), електричні, газотурбіні, парові, і в сучасний час почався випуск автомобілів, так званих гібридів, в яких встановлені і ДВЗ, і електродвигуни. Але найбільше розповсюдження на автомобілях отримали ДВЗ поршневого типу. Але зі збільшенням вартості нафтопродуктів в сучасний час почав збільшуватися випуск автомобілів з електродвигунами.

Класифікація поршневих двигунів внутрішнього згорання

Поршневі ДВЗ класифікуються по таким ознакам:

 За способом сумішоутворення:
– з зовнішнім сумішоутворенням (карбюраторні, газові);
– з внутрішнім сумішоутворенням (дизельні).
  За способом запалення пальної суміші:
– з примусовим запаленням (карбюраторні);
– із самозапаленням (дизельні).
  За кількістю тактів:
– двохтактні;
– чотирьохтактні.
  За кількістю циліндрів:
– одноциліндрові;
– багатоциліндрові.
  За розташуванням циліндрів:
– рядні;
– V-подібні;
– горизонтальні.

Будова двигуна внутрішнього згоряння

До складових карбюраторного поршневого двигуна відносяться:
  кривошипно-шатунний механізм призначений для перетворення зворотно-поступального руху поршня в обертовий рух колінчастого валу;
  механізм газорозподілу забезпечує своєчасне заповнення циліндрів пальною сумішшю (або повітрям) і видалення з них відпрацьованих газів;
  система охолодження призначена для підтримання оптимального теплового режиму двигуна;
  система мащення призначена для змащування деталей тертя двигуна, часткового їх охолодження та видалення від них продуктів спрацювання;
  система живлення двигунів призначена для зберігання палива, очищення палива і повітря, приготування пальної суміші, подавання її в циліндри і
видалення відпрацьованих газів;
  система запалювання забезпечує займання пальної суміші у
карбюраторних двигунах у відповідний момент часу при різних
режимах роботи двигуна.

Двигун внутрішнього згоряння:

Будова двигуна внутрішнього сгорання

1 – головка циліндра; 2 – циліндр; 3 – поршень; 4 – поршневі кільця; 5 – поршневий палець; 6 – шатун; 7 – колінчастий вал; 8 – маховик; 9 – кривошип; 10 – розподільний вал; 11 – кулачок розподільного вала; 12 – важіль; 13 – клапан; 14 – свічка запалювання.

Терміни та визначення по будові двигуна

Терміни по будові двигуна

Верхня мертва точка (ВМТ) – це максимальне віддалення поршня від осі колінчастого вала в момент, коли поршень змінює напрямок руху.

Нижня мертва точка (НМТ) – це мінімальне віддалення поршня від осі колінчастого вала в момент, коли поршень змінює напрямок руху.

Хід поршня – це відстань, яку проходить поршень між двома мертвими точками. За один хід поршня колінчастий вал обертається на півоберта (180о).

Такт – це процес, який відбувається в циліндрі за один хід поршня (впуск, стиск, розширення, випуск) Отже, за робочий цикл (за 4 такти) колінчастий вал робить 2 оберти (720о).

Об’єм камери згорання – це об’єм над поршнем, коли він перебуває в ВМТ.

Робочий об’єм циліндра – це простір, який звільняється при переміщені поршня з ВМТ до НМТ.
Сума об’єму камери згорання і робочого об’єму становить повний об’єм циліндра.

Літраж двигуна – це сума робочих об’ємів усіх циліндрів двигуна.

Ступінь стиску – це відношення повного об’єму циліндра до об’єму камери згорання.

Сучасні двигуни мають таку ступінь стиску:
  карбюраторні – від 6 до 12;
  дизельні – від 16 до 30.

Ступінь стиску – це теоретична величина, яка задається при проектуванні двигуна. На практиці використовують її практичну величину, яка називається компресією.

Компресія – це тиск, який утворюється в кінці такту стиску; вимірюється за допомогою компресометра в кгс/см2. Ця величина завжди буде менша за ступінь стиску, так як є нещільності між циліндром, кільцями та поршнем: при зношувані цих деталей компресія зменшується і потужність двигуна теж зменшується.

Робота чотирьохтактного одноциліндрового двигуна

А тепер розглянемо принцип роботи на прикладі одноциліндрового карбюраторного двигуна. Його пристрій представлено на малюнку.

chotiryoh taktniy dvigun
1 такт. Впуск.
При обертанні колінчатого вала (мал. а)) поршень рухається від ВМТ до НМТ і над ним створюється розрідження, тобто тиск у циліндрі стає нижче атмосферного. У цей час за допомогою газорозподільного механізму відкривається впускний клапан (випускний закритий) і пальна суміш із карбюратора надходить у циліндр, наповнюючи його.

2 такт. Стиск.
Поршень рухається до ВМТ, впускний клапан закриється (випускний клапан продовжує залишатися в закритому положенні). Об’єм у циліндрі зменшується, тиск і температура підвищуються.

3 такт. Розширення.
Наприкінці такту стиску в циліндр через свічку запалювання подається електрична іскра і запалює пальну суміш, відбувається згоряння з наростанням тиску газів у циліндрі. Під тиском газів, що розширюються, поршень рухається від ВМТ до НМТ і передає зусилля через поршневий палець на шатун і колінчатий вал.

4 такт. Випуск.
Поршень рухається з НМТ до ВМТ, відкривається випускній клапан і гази, що відробили, видаляються із циліндра.
При подальшому обертанні колінчатого вала такти повторюються. Отже, робочий цикл у чотиритактному карбюраторному двигуні відбувається за чотири ходи поршня або два обороти колінчатого вала, що відповідає 720° його повороту.

Порядок роботи двигуна

Чергування однойменних тактів по циліндрах двигуна в певній послідовності, установленій заводом-виготовлювачем, називається порядком роботи двигуна.
Зміна тактів у восьмициліндровому двигуні відбувається через 90° повороту колінчатого вала, але такт триває протягом 180°.
Таким чином, у двох циліндрах одночасно протягом 90° повороту колінчатого вала здійснюється той самий такт – відбувається перекриття (накладення) тактів, що сприяє більш рівномірному обертанню колінчатого вала.
Порядок роботи двигуна: 1-5-4-2-6-3-7-8.

Принцип роботи двигуна внутрішнього сгорання