Общее устройство автомобиля двигателя основные параметры классификация

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), 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 180° двигатель называется с противолежащими цилиндрами, или оппозитным); – по способу охлаждения — на двигатели с жидкостным или воздушным охлаждением;
– по виду применяемого топлива — на бензиновые (карбюраторные), 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 дизелях мелкораспыленное дизельное топливо, впрыснутое в цилиндры, самовоспламеняется под действием высокой температуры сжатого воздуха без постороннего источника зажигания;
– в многотопливных двигателях (ЗИЛ-645), 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.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Двигатели внутреннего сгорания состоят из механизмов и систем, общее устройство и принцип работы которых рассмотрен на примере четырехтактного одноцилиндрового карбюраторного двигателя. Основными частями такого двигателя являются кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы, а также системы питания, смазочная система и системы охлаждения и зажигания.

Кривошипно-шатунный механизм преобразует прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала и состоит из цилиндра, головки, являющейся как бы 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.

Классификация, общее устройство и основные параметры двигателя

Двигателем называется машина, преобразующая тот или иной вид энергии в механическую работу. На автомобилях устанавливаются двигатели, использующие тепловую энергию, которая выделяется при сгорании жидкого или газообразного топлива. Двигатели, у которых сгорание топлива происходит внутри замкнутой рабочей полости (камера сгорания),называются двигателями внутреннего сгорания. Если у таких двигателей преобразование теплоты в работу связано с перемещением поршней в цилиндрах, эти двигатели называются также поршневыми.

Автомобильные поршневые двигатели классифицируются по нескольким признакам:

• по способу смешивания топлива с воздухом и воспламенению смеси с внешним смесеобразованием и воспламенением от электрической искры (карбюраторные двигатели) и внутренним смесеобразованием и воспламенением от сжатия (дизели);
• по числу цилиндров — одно, двух и многоцилиндровые (четырех, шести, восьмицилиндровые);
• по числу тактов, составляющих рабочий процесс четырех и двухтактные;
• по виду применяемого топлива — бензиновые, на дизельном топливе, на газовом топливе, многотопливные;
• по расположению цилиндров — с расположением цилиндров в один ряд (рядные) и «V» -образные, у которых цилиндры расположены в два ряда под углом один к другому;
• по способу охлаждения — с жидкостным и воздушным охлаждением.

Различные типы двигателей внутреннего сгорания имеют одинаковое общее устройство. Каждый из них имеет кривошипно-шатунный механизм, механизм газораспределения, систему охлаждения, смазочную систему, систему питания, а карбюраторные двигатели, кроме того, и систему зажигания.

Рис. 1 Схема поршневого двигателя внутреннего сгорания: 1-цилиндр; 2-поршень; 3-коленчатый вал

Принцип действия поршневого двигателя внутреннего сгорания заключается в следующем. В закрытом сверху цилиндре 1 (рис.1) размещается поршень 2, соединенный через шатун с кривошипом коленчатого вала 3. Сверху в цилиндре расположено два клапана — впускной и выпускной. При перемещения поршня вниз через открывающийся впускной клапан цилиндр заполняется атмосферным воздухом (у дизелей) или горючей смесью (у карбюраторных двигателей). При движении поршня вверх поступивший воздух или горючая смесь сжимается. При подходе поршня в верхнее положение в сжатый воздух впрыскивается топливо (у дизелей) или подается электрическая искра (у карбюраторных двигателей); вследствие чего смесь топлива и воздуха сгорает и выделяется теплота. Газы, образовавшиеся при сгорания нагреваются, их давление и температура возрастают. Под действием давления газов поршень перемещается вниз и через шатун поворачивает коленчатый вал, совершая полезную работу. При дальнейшем перемещении поршня вверх отработавшие газы удаляются из цилиндра в атмосферу через открывающийся выпускной клапан. При перемещении поршня из одного крайнего положения в другое коленчатый вал совершает поворот вокруг , своей оси на 180°. Для совершения полного оборота поршень должен переместиться один раз вниз и один раз вверх. Крайние положения «поршня в цилиндре называются мертвыми точками, так как скорость поршня в этих , положениях равна нулю. Верхняя мертвая точка (ВМТ) — положение поршня, наиболее удаленное от оси коленчатого вала. Нижняя мертвая точка (НМТ) — положение поршня, наименее удаленное от оси коленчатого вала. Ход поршня — это расстояние, которое проходит поршень при перемещении от ВМТ к НМТ.

Камерой сгорания называется пространство в цилиндре над поршнем при его положении в ВМТ (на рис.1 обозначено Vc). Рабочим объемом цилиндра (Vh) называется объем, который освобождается поршнем при его перемещении от ВМТ к НМТ. Рабочим объемом двигателя или литражом называется сумма работы объемов Всех его цилиндров, измеряется в , кубических сантиметрах или литрах. Полный объем цилиндра — сумма его рабочего объема и объема камеры сгорания ( Va=Vh+Fc ). Степенью сжатия двигателя называется отношение полного объема к объему камеры сгорания ( E=Va/Vc ). Эта величина показывает, во сколько раз уменьшается объем воздуха или рабочей смеси при перемещении поршня от НМТ к ВМТ.

Карбюраторные двигатели имеют степень сжатия в пределах 6. ..10, дизели — 15 . 20. Чем выше степень сжатия двигателя, тем эффективнее в нем теплота превращается в работу. У карбюраторных двигателей степень сжатия ограничена свойствами топлива. При большой степени сжатия у этих двигателей возможно самовоспламенение рабочей смеси и взрывной характер горения (детонация), что снижает их работоспособность и экономичность. У дизелей с повышением степени сжатия возрастают нагрузки на деталь двигателя.

Устройство и основные параметры двигателя

Поршневые автомобильные

Двигатели.

Глава 1

Устройство и основные параметры двигателя

Глава 2

Глава 3

Глава 4

Глава 5

Глава 6

Глава 7

Система питания карбюраторного двигателя

Глава 8

Система питания двигателя от газобаллонной установки

Глава 9

Система питания дизеля

Глава 10

Системы зажигания и электрического пуска

Устройство и основные параметры двигателя

Двигатель — энергосиловая машина, преобразующая какой-либо вид энергии в механическую работу. На большинстве современных автомобилей установлены поршневые (тепловые) двигатели, назы­ваемые двигателями внутреннего сгора­ния. В них теплота, выделяющаяся при сгорании топлива в цилиндрах, преоб­разуется в механическую работу.

Классификация двигателей

Двигатель как источник механической энергии необходим для движения авто­мобиля.

Поршневые двигатели внутреннего сгорания классифицируют по следую­щим признакам:

1) назначению — транспортные и ста­ционарные;

2) способу осуществления рабочего цикла — четырехтактные и двухтактные;

3) способу смесеобразования — с внеш­ним смесеобразованием — карбюратор­ные или газовые и с внутренним сме­сеобразованием — дизели;

4) способу воспламенения рабочей сме­си—с принудительным воспламенением от электрической искры (карбюратор­ные, газовые и др.); с воспламенением от сжатия (самовоспламенение) — ди­зели;

5) виду применяемого топлива — кар­бюраторные, работающие на бензине; дизели, работающие на тяжелом ди­зельном топливе, и двигатели, работаю­щие на сжатом или сжиженном газе;

6) числу цилиндров — одноцилиндро­вые и многоцилиндровые (двух-, трех-, четырех-, шести-, восьмицилиндровые и т. д.);

7) расположению цилиндров — одно­рядные с вертикальным расположением цилиндров в один ряд; однорядные с наклоном оси цилиндров от верти­кали на 20 — 40°; У-образные двухряд­ные, с расположением цилиндров под углом и с противоположным горизон­тальным расположением цилиндров (под углом 180°);

8) способу наполнения цилиндров све­жим зарядом — двигатели без наддува, в которых наполнение осуществляется за счет разрежения, создаваемого в ци­линдре, при движении поршня от ВМТк НМТ, и с

наддувом — наполнение цилиндра свежим зарядом происходит под давлением, которое создается комп­рессором;

9) охлаждению — с жидкостным или воздушным охлаждением.

Устройство и основные параметры двигателя

Двигатель внутреннего сгорания со­
стоит из механизмов и систем, выпол­няющих различные функции. Рассмот­рим устройство и принцип работы дви­гателя внутреннего сгорания на примере
четырехтактного одноцилиндрового

карбюраторного двигателя (рис. 6). В цилиндре 3 находится поршень с порш­невыми кольцами, соединенный с коленчатым валом 12 шатуном 11.

Рис. 6.

Схема четырехтактного одноцилиндрового карбюраторного двигателя:

1 — распределительный вал; 2 — толкатель;

3 — цилиндр; 4 — поршень; 5 — штанга;

6 — впускной клапан; 7 —коромысло;

8 — свеча зажигания; 9 — выпускной клапан; 10 — поршневые кольца; // — шатун;

12 — коленчатый вал; 13 — поддон

При вра­щении коленчатого вала поршень совер­шает возвратно-поступательное движе­ние. Одновременно с коленчатым валом вращается распределительный вал 1, ко­торый через промежуточные детали (толкатель, штангу и коромысло) меха­низма газораспределения открывает или закрывает впускной 6 и выпускной 9 клапаны. На рис. 6 схематично пока­зано, что впускные и выпускные кла­паны приводятся в движение от раз­ных распределительных валов. В дей­ствительности все клапаны приводятся в движение от одного распределитель­ного вала. Когда поршень опускается вниз, открывается впускной клапан, и в цилиндр поступает (за счет разреже­ния) горючая смесь (мелкораспыленное топливо и воздух), приготовленная в кар­бюраторе, которая при движении порш­ня вверх сжимается.

В работающем двигателе при появле­нии электрической искры между электро­дами свечи зажигания 8 смесь, сжатая в цилиндре, воспламеняется и сгорает. Вследствие этого образуются газы, име­ющие высокую температуру и большое давление. Под давлением расширяю­щихся газов поршень опускается вниз и через шатун приводит во вращение коленчатый вал. Так преобразуется пря­молинейное движение поршня во враща­тельное движение коленчатого вала. При открытии выпускного клапана и при движении поршня вверх из цилиндра удаляются отработавшие газы.

С работой двигателя связаны сле­дующие параметры.

Верхняя мертвая точка (ВМТ) — крайнее верхнее положение поршня (рис. 7).

Нижняя мертвая точка (НМТ) — крайнее нижнее положение поршня.

Радиус кривошипа — расстояние от оси коренной шейки коленчатого вала до оси его шатунной шейки.

Ход поршня S — расстояние между крайними положениями поршня, равное удвоенному радиусу кривошипа коленча­того вала. Каждому ходу поршня соот­ветствует поворот коленчатого вала на угол 180° (пол-оборота).

Такт — часть рабочего цикла, проис­ходящая за один ход поршня.

Объем камеры сгорания — объем про­странства над поршнем при его поло­жении в ВМТ (рис. 7).

Рабочий объем цилиндра — объем про­странства, освобождаемого поршнем при перемещении его от ВМТ к НМТ.

Основные положения кривошипно-шатунного механизма:

/ — объем камеры сгорания; 2 — рабочий объем цилиндра; 3 — полный объем цилиндра; S — ход поршня; D — диаметр цилиндра

Полный объем цилиндра — объем про­странства над поршнем при нахожде­нии его в НМТ. Очевидно, что полный объем V_а цилиндра равен сумме рабо­чего объема V_h, цилиндра и объема V_с камеры сгорания, т. е. V_а = V_н + V_с.

Литраж: двигателя (в л) для много­цилиндровых двигателей — это произве­дение рабочего объема V_н на число / цилиндров, т. е. V_л = V_нi

Степень сжатия е — отношение пол­ного объема V_а цилиндра к объему V_с камеры сгорания, т. е.

Ход поршня S и диаметр D цилиндра обычно определяют размеры двигателя. Если отношение S/D