Характеристика двигателя внутреннего сгорания

19. Процесс сжатия. Назначение процесса сжатия. Определение давления и температуры в конце сжатия и их величины для современных поршневых двигателей

После закрытия впускного клапана в четырехтактном двигателе или окончания процесса газообмена в двухтактном двигателе при движении поршня к в. м. т. в цилиндре происходит процесс сжатия.

При сжатии температура и давление заряда увеличиваются. Их конечные значения зависят от степени сжатия, с увеличением которой растет эффективность цикла и улучшается использование теплоты.Для усиления вихревого движения заряда, возникающего в процессе сжатия при приближении поршня к в. м. т., применяют камеры сгорания специальной формы.В первый период сжатия, когда температура стенок цилиндра, головки цилиндров и днища поршня выше температуры заряда, последний подогревается. По мере продвижения поршня к в. м. т. заряд все больше сжимается и разность между температурой заряда Т3 и средней температурой указанных поверхностей Тст становится меньше. В определенный момент температуры заряда и этих поверхностей становятся одинаковыми. При дальнейшем движении поршня кв. м. т., когда Т3 >>Тст, изменяется направление теплового потока и происходит подогрев поверхностей сжимающимся зарядом.Для определения температуры и давления в конце сжатия предполагают, что процесс протекает по политропе со средним показателем щ. Тогда температуру и давление конца сжатия (точка с) можно определить по уравнению политропыpF"» = const.

20. ГРМ. Назначение. Работа ГРМ

Газораспределительный механизм предназначен для своевременного впуска в цилиндр горючей смеси и выпуска из него отработавших газов. Механизм имеет распределительные шестерни, рапред. вал, толкатели, штанги, коромысла и клапаны с пружинами. Как работает ГРМ? Шестерня привода ГРМ (распределительная шестерня) вращается вместе с коленвалом. Связанная с ней ведомая шестерня, установленная на распредвалу, имеет в два раза больше зубьев, так что распределительный вал за два оборота коленвала делает только один оборот.

Главными составляющими распределительного механизма являются:

- распределительный вал;

- рычаги, штанги, толкатели, коромысла;

- ремень ГРМ (или цепь);

- направляющие втулки и пружины;

- впускные и выпускные каналы;

- детали крепления.

21. Основные понятия и определения поршневого ДВС. Признаки классификации автомобильных ДВС

Что подразумевается под мертвой точкой в двигателе?

Положение поршня в цилиндре двигателя, при котором он меняет направление движения, называется мертвой точкой. Различают верхнюю мертвую точку (ВМТ) и нижнюю мертвую точку (НМТ).

Что называется ходом поршня?

Расстояние, проходимое поршнем в цилиндре от одной мертвой точки к другой, называется ходом поршня S = 2r, где r - радиус кривошипа, равный расстоянию между осями шатунной и коренной шеек коленчатого вала. При каждом ходе поршня коленчатый вал поворачивается на пол-оборота (на 180°).

Что называется тактом?

Движение поршня в цилиндре с выполнением определенной работы (впуск горючей смеси, ее сжатие, восприятие давления газов при их расширении в момент сгорания горючей смеси и выпуск, т. е. выталкивание отработавших газов из цилиндра с целью его очистки) называется тактом. Обычно такт совершается за один ход поршня.

Какие такты различают в четырехтактных двигателях?

В четырехтактных двигателях различают четыре такта: впуск, сжатие, расширение (рабочий ход) и выпуск.

Что подразумевается под рабочим циклом двигателя?

Под рабочим циклом двигателя подразумевается комплекс процессов в последовательности - впуск, сжатие, расширение (рабочий ход), выпуск, периодически повторяющихся в каждом цилиндре двигателя.

Какие двигатели называются четырехтактными?

Это двигатели, в которых рабочий цикл совершается за четыре хода поршня или за два оборота коленчатого вала двигателя.

Какие такты различают в двухтактных двигателях?

В двухтактных двигателях различают такты сжатия и расширения (рабочий ход).

Какие двигатели называются двухтактными?

Это двигатели, в которых рабочий цикл совершается за два хода поршня или за один оборот коленчатого вала.

Что подразумевается под рабочим объемом цилиндра и как он определяется?

Пространство, освобождаемое поршнем в цилиндре при его движении от ВМТ к НМТ, называется рабочим объемом цилиндра (Vp) и определяется по формуле:

Что называется литражом двигателя?

Сумма рабочих объемов цилиндров двигателя, выраженная в литрах, называется литражом двигателя.

Что называется объемом камеры сгорания (сжатия)?

Объем над поршнем, когда он находится в ВМТ, называется объемом камеры сгорания (сжатия), Vc.

Что называется полным объемом цилиндра?

Сумма рабочего объема и объема камеры сгорания составляет полный объем цилиндра

Vп, т. е. Vп = Vp + Vc.

Что называется степенью сжатия?

Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания, называется степенью сжатия е, т. е.

Классификация двигателей внутреннего сгорания

Автомобильные двигатели, также как и тракторные могут классифицироватся по следующим признакам:

Первая классификация двигателя: способ смесеобразования. Двигатели бывают с внешним смесеобразованием и с внутренним смесеобразованием. Двигатели с внешним смесеобразованием делятся всвоюочередь на кабюраторные, газовые двигатели. Двигателя с внутренним смесеобразованием делятся на дезельные, инжекторные.

Второй признак классификации двигателей: способ воспламенения рабочей смеси - рабочая смесь может воспламеняться от внешнего источника электрической искры, или самовоспламенятся (дизельные двигатели).

Классификация двигателей по виду применяемого топлива: бензиновые, керосиновые, дизельное топливо, газообразное топливо.

По осуществлению рабочего цикла двигателя. Работа двигателя может происходить за два такта или за четыре, соответственно двух- и четырех- тактные.

Следующий признак характеризует число цилиндров двигателя одноцицилиндровые или многоцилиндровые.

Также расположение цилиндров. Могут быть горизонтальные, вертикальные Vобразные, W-образные двигатели. Угол расположение двигателя равный 180 градусов называют оппозитным.

Система охлаждения в двигателе бывает воздушная и жидкостная система охлаждения.

22. Процесс наполнения. Значение процесса наполнения. Факторы, влияющие на наполнение двигателя. Определение основных термодинамических параметров в цилиндре двигателя (давление и температура) в конце процесса наполнения

В процессе наполнения цилиндр наполняется воздухом, обеспечивающим сгорание топлива в очередном цикле. Чем больше поступит в цилиндр воздуха, тем большее количество топлива может сгореть и тем большую мощность может развить двигатель при прочих равных условиях.

Факторы, влияющие на наполнение цилиндра

Из уравнений видно, что на величину коэффициента наполнения влияют давление ра и температура Та в конце впуска, подогрев заряда AT, коэффициент остаточных газов уост, температура Тг, а также степень сжатия е. Наибольшее влияние оказывает величина - или -. РоРп

Значения этих величин, как было показано выше, зависят от ряда факторов. При подготовке к производству новых образцов двигателей стремятся по возможности уменьшить отрицательное влияние этих факторов на наполнение двигателя. Тщательная обработка внутренней поверхности впускного трубопровода и рациональная его конструкция с наименьшим числом поворотов обеспечивают снижение сопротивлений во впускной системе; более совершенная организация выпуска отработавших газов способствует уменьшению количества остаточных газов; возможность регулирования обогрева впускного трубопровода позволяет в карбюраторных двигателях избежать чрезмерного подогрева свежего заряда

23.Экологические показатели автомобильных двигателей. Автомобильный двигатель как источник токсических выбросов

Движение автомобильного транспорта сопровождается загрязнением окружающей среды выбросами токсичных газообразных и твердых веществ. Отработавшие и картерные газы ДВС являются одним из основных источников загрязнения.

Вредные выбросы отрицательно воздействуют на здоровье людей и животных, вызывают повреждения растений, ускоряют коррозию металлов и разрушение стройматериалов и т.д. Наиболее опасны для человека, животного и растительного мира оксиды азота, сажа, альдегиды, оксид углерода, углеводороды, бензапирен, оксиды серы, аммиак, диоксид углерода. Имеют значение также запах и слезоточивое действие отработавших газов.

Исследованиями доказано, что продукты сгорания топлива накапливаются в воде, растениях, на сооружениях и в почве. В воздухе они часто превращаются в другие вещества, которые в определенных условиях могут быть даже более токсичными, чем исходные продукты

С учетом того что в период 1993-2005 гг. парк автомобилей России возрастет с 17 млн единиц до 25,5 млн, а технический уровень автомобилей в основном останется неизменным, следует ожидать увеличения валовых выбросов в атмосферу вредных веществ с 13,5 млн до 25 млн т.

Для ограничения негативного воздействия автомобиля на среду обитания человека в странах Европы принято около 100 правил, напрямую связанных с проблемами экологии и безопасности.

Чтобы улучшить экологические показатели бензиновых двигателей, необходимо отказаться от применения этилированных бензинов, а также уменьшить выделение оксидов азота и твердых частиц. Последнее относится и к дизелю.

Для этого вводится законодательное нормирование (ограничение) выбросов основных вредных веществ. Причем нормы в различных государствах и даже в отдельных их частях разные. В частности, общероссийские нормы значительно мягче (за исключением норм по дымности) европейских.

24.Система питания бензинового двигателя. Карбюраторы. Преимущества и недостатки

Система питания с приготовлением горючей смеси в специальном приборе - карбюраторе - применяется в бензиновых двигателях, которые называются карбюраторными. Для приготовления горючей смеси в карбюраторе используется пульверизационный способ. При этом способе капельки бензина, попадая из распылителя в движущийся со скоростью 50... 150 м/с поток воздуха в смесительной камере карбюратора, размельчаются, испаряются и, смешиваясь с воздухом, образуют горючую смесь. Полученная горючая смесь поступает в цилиндры двигателя.

При использовании карбюратора воздушно-топливная смесь засасывается в двигатель за счет разности в давлениях между впускным коллектором и атмосферой. При этом расходуется около 10% мощности. Если карбюратор отрегулирован правильно, то формируется воздушно-топливная смесь, которая нужна двигателю именно в данный конкретный момент времени. Это обеспечивает очень хорошие динамические характеристики двигателя. Для хорошей работы карбюратора достаточно хорошего топливного фильтра и качественного бензина. Если карбюратор засорился, то его вполне реально очистить самостоятельно. В этом его преимущество перед инжектором, при поломке которого самостоятельный ремонт невозможен. При всех своих достоинствах карбюратор имеет и существенный недостаток - выхлоп такого двигателя довольно «грязный».

Именно в связи с новыми экологическими требованиями, предъявляемыми к выбросу в атмосферу, а также благодаря бурному развитию электроники, появилась возможность создать инжекторный двигатель. В нем воздушно-топливная смесь поступает в цилиндры путем впрыска сразу в камеру сгорания. Точный контроль электроники позволяет впрыскивать ровно столько смеси, сколько нужно. Это значительно повышает экономичность расхода топлива. Воздушно-топливная смесь в каждый момент времени оптимальна. Это, а также наличие датчиков параметров выхлопных газов, резко снижает токсичность выброса в атмосферу.

Инжекторный двигатель примерно на 7-10% мощнее карбюраторного за счет улучшения наполнения цилиндров и ряда других параметров.

Владелец такого автомобиля может не волноваться, что его автомобиль не заведется в сильные морозы, потому что двигатель почти не требует прогрева.

Недостатками инжектора являются сложность и дороговизна сервисного обслуживания и высокие требования к качеству топлива. Использование не очень качественного бензина приводит к быстрому выведению инжектора из строя, а его замена довольно дорогое удовольствие. Поэтому сервисные службы рекомендуют в профилактических целях периодически осуществлять промывку инжектора.

25. Констр. особенности систем топливоподачи дизелей

Дизели отн-тся к двигателям с внутренним смесеобразованием,в которых горючая смесь образуется внутри цилиндра раздельно - по разным каналам и в разные периоды цикла.

Наполнение цилиндра воздухом на всех режимах работы сохраняется практически неизменным, т.к. в дизеле нет дроссельной заслонки. Раздельная подача воздуха и топлива в цилиндр дизеля позволяет применять в нем высокую степень сжатия без опасения вызвать детонацию, что обусловливает высокий к.п.д.дизеля.

Дизель может работать при очень больших коэффициентах избытка воздуха, чего нельзя достичь в бенз. двигателе при равномерном распределении паров топлива в смеси и воспламенении ее искрой в одной точке.

Отсутствие дроссельной заслонки и большее сечение впускного трубопровода обусловливают более высокий коэффициент наполнения у дизелей.

Существенным недостатком способа смесеобразования в дизелях является низкая степень возможного использования воздуха, заключенного в цилиндре.

Размещено на Allbest.ru