Чем заправлять двигатель внутреннего сгорания

Автомобиль от А до Я: устройство двигателя внутреннего сгорания

Новая рубрика, готовьтесь! Будет много познавательного текста с картинками.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) является сердцем автомобиля. Главная особенность этих двигателей заключается в том, что воспламенение топлива происходит внутри камеры сгорания (КС), а не в сторонних внешних агрегатах.

В процессе работы тепловая энергия, выделяемая, вследствие, сгорания топлива, преобразуется в механическую.

По применяемому топливу

— легкие жидкие (газ, бензин)

— тяжелые жидкие (дизельное топливо)

— Бензиновые двигатели

Бывают двух типов: бензиновые карбюраторные и бензиновые инжекторные.

В первом случае смесеобразование (смешивания топлива с воздухом) происходит в карбюраторе или во впускном коллекторе с помощью форсунок. Далее, смесь попадает в цилиндр, сжимается и поджигается искрой от свечи.

Во втором же случае, топливо впрыскивается во впускной коллектор или в цилиндр с помощью инжекторов (распыляющие форсунки).

— Дизельные двигатели

Специальное дизельное топливо (ДТ) подается в определенный момент (не доходя до мертвых точек) в цилиндр под высоким давлением с помощью форсунки.

Движение поршня сжимает смесь еще сильнее, топливо нагревается, с последующим воспламенением горючей смеси (за счет высокого давления).

Такие двигатели характеризуются малыми оборотами и высоким крутящим моментом.

— Газовые двигатели

В качестве топлива, двигатель использует углеводороды. В основ, такие двигатели работают на пропане, но встречаются и другой газ в качестве топлива.

Главное отличие от других двигателей — высокая степень сжатия. Такие двигатели меньше изнашиваются благодаря тому, что топливо уже подается в газообразном состоянии. Также, экономичность газовых двигателей на лицо — газ дешевле бензина.

Стоит отметить и экологичность — отсутствует дымность двигателя.

По способу воспламенения

— от искры (бензиновые)

— от сжатия (дизельные)

По числу и расположению цилиндров

— Рядный двигатель

Наиболее распространенная компоновка, цилиндры расположены в один ряд перпендикулярно коленчатому валу. Такие двигатели просты в конструкции, но при большом количестве цилиндров — увеличивается размер двигателя в длину.

— V-образный

Для уменьшения длины агрегата, цилиндры располагают под углом от 60 до 120 градусов, при этом, продольные оси цилиндров совпадают с продольной осью коленчатого вала.

Двигатель получается довольно небольших размеров в продольном отношении (короткий).

Из минусов: довольно большая ширина двигатели и раздельные головки блока, что приводит к увеличению себестоимости при изготовлении.

— Оппозитный

Горизонтально-оппозитный двигатель имеет меньшие габариты по высоте, что позволит снизить центр тяжести всего автомобиля. Из плюсов можно выделить: компактность, симметричность компоновки.

— VR-образный

За счет 6-ти цилиндров, расположенных под углом 150 градусов, образуется весьма компактный (узкий и короткий) двигатель. А также, этот двигатель имеет всего одну головку блока.

— W-образный

В этих двигателях соединены два ряда цилиндров в VR-исполнении.

Угол расположения цилиндров равен — 150 градусам, а сами ряды — под углом 720 градусов.

Штатный автомобильный двигатель состоит из 2-х механизмов и 5-ти систем.

Механизмы

• кривошипно-шатунный механизм;
• газораспределительный механизм.

Системы

• охлаждение
• смазка
• питание
• зажигание
• выпуска отработавших газов

Рассмотрим механизмы двигателя подробнее.

Кривошипно-шатунный механизм

Данный механизм предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре во вращательное движение коленчатого вала двигателя.

В свою очередь, кривошипно-шатунный механизм состоит из:

1) блока цилиндров с картером;

2) головки блока цилиндра;

3) поддона картера двигателя;

6) коленчатого вала;

Блок цилиндров

Представляет собой цельноотлитую деталь, объединяющей цилиндры двигателя. На нем располагаются опорные поверхности для установки коленчатого вала, а к верхней части, как правило, крепится головка блока цилиндров.

Цилиндры в блоке делаются либо отлитыми заедино с блоком, либо представляют собой отдельные сменные втулки.

Также, блок отрабатывает еще, не менее важную, функцию — по отверстия в блоке под давлением подается масло для смазки.

Внутренние стенки цилиндров служат направляющими для поршней во время их перемещения.

Головка блока цилиндров

Непосредственно в головке цилиндров располагается камера сгорания, свечи, клапаны, также в ней, на подшипниках, вращается распределительный вал с кулачками. Присутствуют отверстия, как и в блоке цилиндров, для смазывающих веществ.

Головка крепится к блоку цилиндра, образуя основной агрегат двигателя.

Поддон картера

Картер отливается вместе с блоком цилиндров. Его прямое назначение — резервуар для масла. В нижней части присутствует пробка для того, чтобы была возможность слить старое масло при его замене. Поддон крепится к картеру болтами, а во избежания утечки масла — ставится прокладка.

Поршень

Цилиндрическая деталь, которая совершает возвратно поступательное движение внутри цилиндра.

Поршень состоит из: днища, уплотняющей части, направляющей части (юбка).

Форма днища зависит от возложенных на поршень задач. Вогнутое днище позволяет создать более рациональную камеру сгорания. Выгнутое — делает поршень прочнее, но уменьшается рациональность камеры сгорания.

Днище с уплотняющей частью образуют головку поршня. В уплотняющей части располагаются маслосъемные и компрессионные кольца.

Юбка поршня служит для направления движения в цилиндре.

Шатун

Именно шатун соединяет поршень (с помощью поршневого «пальца») с коленчатым валом (с помощью шатунной шейки коленчатого вала). Предназначен для передачи возвратно поступательного движения.

Для того, чтобы снизить износ шатунных шеек коленчатого вала, между ними и шатунами помещаются антифрикционные вкладыши.

Коленчатый вал

Деталь сложной формы, имеющая шейки для крепления шатунов, от которых воспринимает усилия и преобразует их в крутящий момент.

Коленчатый вал имеет сложную форму и выполняется из сталей или чугунов.

Маховик

Маховик — зубчатое колесо, предназначенное для: запуска двигателя, соединения двигателя с трансмиссией, передачи крутящего момента с двигателя на коробку передач и стабилизирует работу коленчатого вала.

Газораспределительный механизм

— впускных и выпускных клапанов.

Распределительный вал

Как правило (в современных автомобилях) расположен в верхней части головки цилиндров.

Неотъемлемой частью распредвала являются его кулачки. Их ровно столько, сколько впускных и выпускных клапанов. Эти кулачки надавливая на рычаг толкателя клапана, открывают его, а «сбегая» с рычага, клапан закрывается от действия возвратной пружины.

Клапана

Клапан состоит из плоской шляпки (головки) и стержня. Причем, диаметр головки впускного клапана делают несколько больше, чем диаметр головки выпускного клапана (это делается для лучшего наполнения топливом цилиндров).

Принцип работы двигателя

Определения

Верхняя мертвая точка – крайнее верхнее положение поршня в цилиндре.

Нижняя мертвая точка – крайнее нижнее положение поршня в цилиндре.

Ход поршня – расстояние, которое поршень проходит от одной мертвой точки до другой.

Камера сгорания – пространство между головкой блока цилиндров и поршнем при его нахождении в верхней мертвой точке.

Рабочий объем цилиндра – пространство, освобождаемое поршнем при его перемещении из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку.

Рабочий объем двигателя – сумма рабочих объемов всех цилиндров двигателя. Выражается в литрах, поэтому часто называется литражом двигателя.

Полный объем цилиндра – сумма объема камеры сгорания и рабочего объема цилиндра.

Степень сжатия – показывает во сколько раз полный объем цилиндра больше объема камеры сгорания.

Компрессия – давление в цилиндре в конце такта сжатия.

Такт – процесс (часть рабочего цикла), который происходит в цилиндре за один ход поршня.

Источник

Топливо для двигателей внутреннего сгорания

Для питания двигателей внутреннего сгорания применяются жидкие и газообразные виды топлива. Наибольшее распространение получило жидкое топливо — бензин для карбюраторных двигателей и дизельное топливо для дизелей. Газообразные топлива, главным образом сжиженные газы, применяют для двигателей газобаллонных автомобилей.

Автомобильный бензин — легкое моторное топливо, состоящее из жидких углеводородов. Бензины получают из нефти путем ее тепловой переработки. Они представляют собой бесцветную жидкость со специфическим запахом и плотностью 0,70. 0,76 г/см 3 .

Основными свойствами бензина, характеризующими его эксплуа­тационные качества, являются испаряемость, теплота сгорания и детонационная стойкость.

Испаряемость бензина зависит, главным образом, от его фракционного состава, который определяется температурой перегонки 10,50 к 90% его объема. Чем больше в бензине легких фракций, т.е. его составляющих частей, полученных при более низкой температуре переработки нефти, тем лучше испаряемость бензина.

Теплотой сгорания топлива называется качество теплоты, которое выделяется при его полном сгорании в нормальных условиях. Бензин, также как и дизельное топливо, имеет высокую теплоту сгорания, составляющую около 44 МДЖ/кг.

Детонационная стойкость характеризует способность бензина быстро и плавно сгорать. Детонацией называется сверхбыстрое сгорание рабочей смеси в виде взрыва. Скорость нормального сгорания рабочей смеси составляет 20. 40 м/с, при детонации -2000 м/с и выше. Детонация сопровождается резкими металлическими стуками, дымным выпуском, снижением мощности и экономичности двигателя.

Детонационную стойкость бензина оценивают октановым числом. Этот показатель определяется на специальной установке путем сравнения испытуемого бензина с эталонным топливом (смесь изооктана с гектаном). Чем больше октановое число бензина, тем меньше он детонирует и тем большую степень сжатия может иметь двигатель. Для повышения октанового числа к бензину добавляют антидетонаторы. Наиболее сильным антидетонатором является этиловая жидкость. Такой бензин называется этилированным. Этиловая жидкость содержит свинец, поэтому этилированные бензины ядовиты, для предупреждения их окрашивают в красно-оранжевый или сине-зеленый цвет.

Нефтеперерабатывающая промышленность выпускает следующие марки бензина: А-72, А-76, АИ-93, АИ-98. Маркировка обозначает: А-автомобильный, И- октановое число получено исследовательским методом, числа (72, 76, 93, 98) — величина октанового числа.

Все бензины, кроме А-93, выпускаются в летнем и зимнем вариан­тах и различаются температурой перегонки 10% и 50% (т.е. количеством легких и средних фракций, а значит, и испаряемость). Летние бензины применяют в период с 1 апреля до 1 октября во всех районах, кроме северных и северо-восточных, и в течение всего года -в южных районах. Зимние бензины применяют в течение всех сезонов в северных и северо-восточных районах и с 1 октября до 1 апреля — в остальных районах.

Бензин А-72 предназначен для двигателей со степенью сжатия от 6,2 до 7,0 (УАЗ-69, ЗАЗ-451, ГАЗ-53Ф и др.). Бензин А-76 применяется для двигателей со степенью сжатия до 8,2 (ГАЗ-66, ЗиЛ-131 и др.), АИ-93 для двигателей со степенью сжатия 8,2. 9,0 (ГАЗ-24 «Жигули», «Москвич» и д.р.), АИ-98 — со степенью сжатия более 9,0 (ЗиЛ-114, .ЗиЛ-117). Для двигателей «Чайка» и других автомобилей этого класса выпускается автомобиль марки «Экстра».

Дизельное топливо является также продуктом переработки нефти, в основном ее тяжелых фракций. Оно состоит из жидких углеводородов и частично из растворенных в них твердых углеводородов (парафина), плотность 0,830. 0,865 г/см 3 .

Основными свойствами дизельного топлива являются: вязкость, температура помутнения и застывания, испаряемость, способность обес­печить мягкую работу двигателя, содержание в топливе серы, склонность к нагарообразованию.

Вязкость топлива определяет его подачу и впрыск в цилиндры, а также способность смазывать детали топливо подающей аппаратуры. Оптимальной считается вязкость топлива 2.5. 8,5 сСт. Помутнение топлива и затем и его застывание происходит при выделении в нем кристаллов парафина вследствие понижения температуры; этот показатель определяет марку и условия применение топлива.

Испаряемость дизельного топлива характеризует его способность к быстрому испарению и самовоспламенению в камере сгорания двигателя; это свойство оценивается фракционным составом (температурой выкипа­ния 50% и 90% перегоняемого топлива).

Способность топлива обеспечить мягкую работу дизеля оценивает­ся цетановым числом. Мягкая работа двигателя достигается при плавном нарастании давления в процессе сгорания, что возможно в случае вос­пламенения топлива сразу же после поступления в цилиндры первых его частиц. Запаздывание воспламенения приводит к единовременному сгора­нию значительного количества топлива, резкому возрастанию давления и жесткой работе двигателя. Цетановое число — это условная величина равная процентному содержанию цетана в его смеси с альсбамэтилнафталином, которая одинаковая по самовоспламеняемости с данным топливом.

Более высокое цетановое число показывает, что топливо может обеспечить более мягкую работу двигателя. Склонность топлива к образованию нагара оценивается его коксуемостью, которая должна быть не более 0,05%.

Содержание серы в топливе характеризует износостойкость деталей двигателя, поэтому эта величина строго ограничивается. По ГОСТ 300-82 дизельное топливо выпускается трех марок:

Л (летнее), 3 (зимнее), А (арктическое). По содержанию серы дизельное топливо подразделяется на два типа: не более 0,2%, не более 0,5%.

Летнее топливо применяют только при температуре окружающего воздуха выше 0°С, зимнее — при температуре до — 30°С, при более низких температурах следует применять арктическое топливо.

Только качественная недорогая мебель производства России. Вся мебель проверена специалистами.

Источник

4 такта работы двигателя внутреннего сгорания

Большинство современных двигателей внутреннего сгорания — четырехтактные, это значит, что всю из работу можно разделить на 4 этапа — такта . Разобравшись в том, что происходит на каждом из этапов легко понять, как работает двигатель.

Прежде, чем перейти непосредственно к работе двигателя отметим основные элементы его конструкции, это поможет правильно понять описание его работы.

Элементы конструкции ДВС

Поршни перемешаются в цилиндрических расточках, выполненных в блоке цилиндров . Поршни соединены с коленчатым валом при помои шатунов . Газораспределительный механизм с клапанами позволяет соединять рабочую камеру с впускным или выпускным коллектором. Воспламенить топливную смесь позволяет свеча .

Цикл работы двигателя

Основные элементы конструкции двигателя определены, теперь можно разобраться в работе двигателя, как упоминалось ранее цикл его работы состоит из четырех тактов, рассмотрим подробнее каждый из них.

Такт 1

Чтобы двигатель мог, что то сжечь, надо сначала этим чем-то его заправить. В ДВС это смесь воздуха и топлива. При движении поршня вниз объем рабочей камеры увеличивается, значит давление в ней падает. Клапаны соединяющие рабочую камеры с впускным коллектором открываются и воздух заполняет ее. Топливо распыляется с помощью форсунки.

Такт 2

Полученную смесь надо сжать, чтобы при воспламенении она расширилась и переместила поршень. Для осуществления сжатия поршень нужно переместить вверх, клапаны в этот момент должны быть закрыты.

Такт 3

На третьем этапе свеча дает искру, которая воспламеняет смесь, она нагревается и расширяется, толкая поршень вниз. Поршень вращает коленвал.

Такт 4

От продуктов горения нужно избавиться. Для этого открываются клапаны со стороны выпускного коллектора, поршень движется вверх вытесняя газы в выхлопную систему.

После 4 такта вновь наступает первый.

Количество поршней

Таким образом поршень только на третьем этапе вращал коленчатый вал, а на всех остальных наоборот коленвал перемещал поршень. Но откуда на валу возьмется энергия для вращения вала. Можно использовать не один поршень, а несколько. Пожалуй,самым логичным решением будет установка четырех поршней (хотя их может быть и 3, и 6, и 12). Если в двигателе 4 поршня, то каждый из них в один момент находится на разных этапах:

• первый — всасывает воздух;
• второй — сжимает смесь;
• третий — осуществляет рабочий ход;
• четвертый — вытесняет выхлопные газы.

Для обеспечения плавной работы на валу двигателя может быть установлен маховик.

Источник