Двигатель внутреннего сгорания
РЕФЕРАТ
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Двигатель
внутреннего сгорания (ДВС) –
устройство, преобразующее тепловую энергию,
получаемую при сгорании топлива в цилиндрах, в механическую работу.
Четырехтактный двигатель
внутреннего сгорания имеет следующее устройство:
- Блок
цилиндров является основной
деталью двигателя на которой крепятся все механизмы и детали.
- Головка
цилиндров. На ней закреплены
детали газораспределительного механизма.
- Поршень воспринимает давление газов в рабочем такте и
передает его через поршневой палец.
- Компрессионные
кольца уплотняют зазор между
поршнем и цилиндром , служат для уменьшения прорыва газов из цилиндров в
картер.
- Маслосъемные
кольца снимают излишки масла с
зеркала цилиндров.
- Поршневой
палец шарнирно соединяет
поршень с верхней головкой шатуна.
- Шатун служит для соединения коленчатого вала с
поршнем. Через шатун давление на поршень при рабочем ходе передается на
коленчатый вал. При вспомогательных тактах (впуск, сжатие и выпуск) через
шатун поршень приводится в действие от коленчатого вала.
- Коленчатый
вал воспринимает усилия
передаваемые от поршня к шатунам и преобразует их в крутящий момент,
который затем через маховик передается агрегатам трансмиссии.
- Картер двигателя, отлитый заодно с блоком цилиндров,
является базисной (основной) деталью. К картеру крепятся детали кривошипно-шатунный
механизм. и газораспределительный механизм. Снизу картер закрыт поддоном
из стали.
- Поддон является резервуаром для масла и в то же время
защищает детали двигателя от пыли и грязи.
- Газораспределительный
механизм предназначен для
своевременного впуска в цилиндр двигателя необходимого заряда свежей
горючей смеси и выпуска из него отработавших газов. И состоит из
распределительных шестерен, распределительного вала, толкателей,, штанг,
коромысел с деталями крепления, клапанов, пружин с деталями крепления и
направляющих втулок клапанов .
- Распределительный
вал служит для открытия клапанов
в определенной последовательности в соответствии с порядком работы
двигателя.
- Штанги передают усилие от толкателей к коромыслам .
- Толкатели нужны для передачи усилия от кулачков
распределительного вала к штангам.
- Коромысла передают усилие от штанги клапану.
- Клапаны служат для периодического открытия и закрытия
отверстий впускных и выпускных каналов в зависимости от положения поршней
в цилиндре и от порядка работы двигателя. Клапан состоит из головки и
стержня.
- Система
охлаждения служит для отвода
излишнего тепла от деталей двигателя, нагревающихся при его работе.
- Система
смазки предназначена для подачи
масла к трущимся поверхностям деталей двигателя, частичного их
охлаждения, уноса частиц механических примесей и очистки масла.
- Система
питания служит для приготовления
горючей смеси из паров бензина и воздуха в карбюраторном двигателе или
газа и воздуха в газосмесительном двигателе, подачи ее в цилиндры и
удаления продуктов сгорания.
- Система
питания дизельного двигателя
обеспечивает впрыск топлива в цилиндры под высоким давлением в
мелкораспыленном виде.
- Система
зажигания предназначена для
преобразования тока низкого напряжения в ток высокого напряжения и подвода
его к свечам для воспламенения рабочей смеси.
Поршень, перемещаясь в цилиндре, достигает то верхнего, то нижнего
крайних положений (верхняя и нижняя мертвые точки).
Расстояние, которое проходит поршень между мертвыми точками,
называется ходом поршня. За каждый ход поршня коленчатый вал повернется
на 180°. Процесс, происходящий внутри цилиндра за один ход поршня, называется тактом.
При перемещении поршня от верхней мертвой точки к нижней в
цилиндре освобождается пространство, которое называется рабочим объемом
цилиндра.
Когда поршень находится в верхней мертвой точке, над ним будет
наименьшее пространство, называемое объемом камеры сгорания.
Рабочий объем цилиндра и объем камеры сгорания, вместе взятые,
составляют полный объем цилиндра. В многоцилиндровых двигателях сумма
рабочих объемов всех цилиндров выражается в литрах и называется литражом.
Одним из важных показателей двигателя является его степень
сжатия, определяемая отношением полного объема цилиндра к объему камеры
сгорания. С повышением степени сжатия двигателя повышаются его экономичность и
мощность. Повышение экономичности двигателя достигается в результате снижения
тепловых потерь, так как при большей степени сжатия уменьшается поверхность
камеры сгорания с которой соприкасаются газы.
В качестве топлива
для современных двигателей внутреннего сгорания используются различные виды
углеводородов, получаемых при перегонке нефти – пропанобутановая смесь, бензин,
дизельное топливо, соляра.
Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя.
F Впуск — поршень перемещается от верхней мертвой точки к нижней мертвой
точке. Открыто впускное отверстие. Вследствие увеличения объема внутри цилиндра
создается разрежение 0,075 - 0,085 МПа, а температура смеси находится в
пределах 90 -125° С. Цилиндр заполняется свежим зарядом горючей смеси.
F
Сжатие — поршень движется от н. м.
т. к в. м. т. Впускное и выпускное отверстия закрыты. Объем над поршнем уменьшается,
а давление и температура к концу такта со ответственно достигают величин
1,0...1,2 МПа и 350. 450° С. Рабочая смесь сжимается, благодаря чему улучшается
испарение и перемешивание паров бензина с воздухом.
F
Рабочий ход (сгорание и
расширение) — сжатая рабочая смесь воспламеняется искрой. Поршень под
давлением] расширяющихся газов перемещается от в. м. т. к н.м.т. Впускное и
выпускное отверстия закрыты. Давление газов достигает величины 3,5...4,0 МПа, а
температура доходит до 2000° С.
F Выпуск — поршень движется от н. м. т. к в. м. т. От крыто выпускное
отверстие. Давление газов снижается до 0,11...0,12 МПа, а температура—до
300...400° С.