19.04.2022. Группа: 301.
Предмет: Устройство и эксплуатация автомобилей.
Особенности устройства и техническая характеристика
двигателей автомобилей.
Двигатели, установленные на большинстве автотранспортных средств, называются двигателями внутреннего сгорания, потому что процесс сгорания топлива с выделением теплоты и превращение ее в механическую работу происходит непосредственно в его цилиндрах.
Эти двигатели классифицируют:
- по способу смесеобразования – на двигатели с внешним смесеобразованием (карбюраторные и газовые), у которых горючая смесь приготовляется вне цилиндров, и двигатели с внутренним смесеобразованием (дизели и инжекторные двигателя), у которых рабочая смесь образуется внутри цилиндров;
- по способу выполнения рабочего цикла – на четырех и двухтактные;
- по числу цилиндров – на одно-, двух- и многоцилиндровые;
- по расположению цилиндров – на двигатели с вертикальным или наклонным расположением цилиндров в один ряд и на V- образные двигатели с расположением цилиндров под углом (при расположении цилиндров под углом 1800 двигатель называется с противолежащими цилиндрами, или оппозитным);
- по способу охлаждения – на двигатели с жидкостным или воздушным охлаждением;
- по виду применяемого топлива – на бензиновые (карбюраторные и инжекторные), дизельные, газовые и многотопливные.
В зависимости от вида применяемого топлива способы воспламенения рабочей смеси в двигателях различны:
- в карбюраторных двигателях смесь, приготовленная из паров бензина и воздуха, и в газовых двигателях смесь, состоящая из сжатого или сжиженного горючего газа и воздуха, воспламеняется электрической искрой;
- в двигателях с инжекторными установками мелкораспыленный бензин впрыснутый в цилиндры, воспламеняется от электрической искры;
- в дизелях мелкораспыленное дизельное топливо, впрыснутое в цилиндры, самовоспламеняется под действием высокой температуры сжатого воздуха без постороннего источника зажигания;
- в многотопливных двигателях, конструкции которых позволяют использовать дизельное топливо, бензин и другие топлива, воспламенение рабочей смеси происходит так же, как и в дизелях, от сильно нагретого воздуха вследствие высокой степени его сжатия.
Двигатели внутреннего сгорания состоят из механизмов и систем. Основными частями двигателя являются кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы, а также системы питания, смазочная система, системы охлаждения и зажигания.
Кривошипно-шатунный механизм ( КШМ ) преобразует прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала и состоит из цилиндра, головки, являющейся крышкой, закрывающей цилиндр сверху, поршня с кольцами и пальцем, который соединяет поршень с верхней головкой шатуна. Нижняя головка шатуна соединена с коленчатым валом, на заднем конце которого установлен маховик. Коленчатый вал вращается в подшипниках, расположенных в картере. Картер снизу закрыт поддоном, используемым как резервуар для масла.
Механизм газораспределения обеспечивает своевременный впуск горючей смеси в цилиндр или воздуха и удаление из него продуктов сгорания. Этот механизм приводится в действие от коленчатого вала через зубчатые колёса ( в двигателях грузовых автомобилей ), при помощи цепной или ременной передач ( в двигателях легковых автомобилей ). При этом распределительный вал, воздействуя на толкатели, штанги и коромысла, открывает впускной или выпускной клапаны, закрытие которых происходит под действием пружин (в двигателях грузовых автомобилей), в двигателях легковых автомобилей распределительный вал воздействует на клапаны через коромысла или непосредственно на торцы клапанов.
Система питания предназначена для приготовления и подачи горючей смеси в цилиндр или топлива, а также для отвода продуктов сгорания из цилиндра. При помощи насоса топливо из топливного бака подается в карбюратор, где оно в необходимом соотношении смешивается с воздухом, образуя горючую смесь, которая по впускному коллектору поступает в цилиндр двигателя. В систему питания также входят фильтры для очистки воздуха и топлива, выпускной газопровод с глушителем шума выпуска. В дизельных двигателях и в двигателях с инжекторами в цилиндры двигателя сразу подается воздух, а затем распыляется топливо.
Смазочная система обеспечивает подачу масла к взаимодействующим деталям и состоит из насоса, маслоподводящих каналов, фильтров для очистки масла и радиатора для его охлаждения.
Система охлаждения поддерживает нормальный температурный режим работы двигателя, обеспечивая отвод тепла от сильно нагревающиеся при сгорании рабочей смеси
деталей цилиндропоршневой группы и клапанного механизма. Система охлаждения бывает жидкостная или воздушная. Жидкостная система охлаждения состоит из рубашки-полости, внутри которой циркулирует охлаждающая жидкость, жидкостного насоса, термостата, вентилятора и радиатора.
При воздушной системе охлаждения заданный температурный режим достигается удалением тепла от наружных ребер, имеющихся на цилиндре и его головке, которые при движении автомобиля обвеваются встречным потоком воздуха.
Система зажигания предназначена для воспламенения рабочей смеси в цилиндре двигателя. Она включает в себя источники электрической энергии ( аккумуляторную батарею, генератор ), приборы, преобразующие ток низкого напряжения в ток высокого напряжения, и провода, подводящие ток высокого напряжения к свече зажигания, электрическая искра от которой воспламеняет рабочую смесь.
Основными конструктивными параметрами двигателя являются диаметр цилиндра, ход поршня и число цилиндров.
Крайнее верхнее положение поршня называется верхней мертвой точкой ( в.м.т. ), крайнее нижнее его положение – нижней мертвой точкой ( н.м.т. ). Расстояние, проходимое поршнем от верхней мертвой точки до нижней мертвой точки, называется ходом поршня, который равен удвоенному радиусу кривошипа.
Пространство над днищем поршня при нахождении его в в.м.т. называется камерой сгорания. Камера сгорания, как правило, располагается в головке блока цилиндров и может быть сферической или полусферической, а в дизельных двигателях – в выемке поршня. Пространство цилиндра между двумя мертвыми точками называется его рабочим объемом. Сумма объема камеры сгорания и рабочего объема цилиндра составляет полный объем цилиндра. Сумма всех рабочих объемов цилиндров многоцилиндрового двигателя называют рабочим объемом двигателя.
Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания называется степенью сжатия. Степень сжатия – безразмерная величина, она показывает, во сколько раз уменьшается объем рабочей смеси или воздуха, находящихся в цилиндре, при перемещении поршня от в.м.т. к н.м.т. Чем выше степень сжатия, тем больше температура и давление рабочей смеси при подходе поршня к в.м.т. С увеличением степени сжатия повышается мощность и топливная экономичность двигателя. Однако повышение степени сжатия карбюраторных двигателей возможно лишь до определенных пределов, после достижения которых увеличение степени сжатия приводит к преждевременному самовоспламенению рабочей смеси и вызывает взрывное сгорание – детонацию топлива, что снижает работоспособность двигателя.
Работа, совершаемая газами в единицу времени внутри цилиндра двигателя, называется индикаторной мощностью. Мощность, получаемая на коленчатом валу двигателя, называется эффективной мощностью. Она меньше индикаторной на значение мощности, затрачиваемой на потери и на трение в кривошипно-шатунном и распределительном механизмах двигателя, а также на приведение в действие вентилятора, жидкостного насоса и других вспомогательных устройств. Эффективная мощность меньше, чем индикаторная мощность, из-за механических потерь, расходуемых в механизмах и системах двигателя. На основании этого механическим коэффициентом полезного действия двигателя называют отношение эффективной мощности к индикаторной. Механический к.п.д. карбюраторных двигателей составляет 0,70 – 0,85, а дизелей – 0,73 – 0,87.
Мощностные показатели двигателя в значительной мере определяются количеством теплоты, превращенным в полезную работу. Степень использования теплоты, введенной в двигатель с топливом, оценивают эффективным к.п.д., который представляет собой отношение количества теплоты, превращенной в эффективную работу, к количеству теплоты, выделившейся в результате сгорания топлива. Для карбюраторных двигателей это 0,23 – 0,30, для дизелей – 0,28 – 0,40.
К показателям, характеризующим топливную экономичность двигателя относятся расходы топлива. Часовой расход топлива показывает количество топлива в килограммах, потребляемое двигателем на данном режиме работы за 1 ч. Для оценки экономичности двигателя обычно пользуются эффективным удельным расходом топлива, представляющим собой отношение часового расхода топлива к эффективной мощности двигателя.
автомобилей.
Изучить: - классификация двигателей внутреннего сгорания;
- общее устройство двигателя внутреннего сгорания;
- конструктивные параметры двигателя;
- мощностные показатели работы двигателя
Комментарии
Отправить комментарий