Основные понятия и определения

Классификация и принцип действия автотракторных двигателей.

Общее устройство и работа автотракторных двигателей

Двигатели внутреннего сгорания принято классифицировать по:

1. Роду применяемого топлива – двигатели, работающие на жидком топливе (бензине, керосине или дизельном топливе) и двигатели, работающие на газообразном топливе (сжатом и сжиженом газе);

2. Способу смесеодразования и воспламенения рабочей смеси – двигатели, с внешним смесеобразованием и электрическим зажиганием рабочей смеси (карбюраторные и газовые) и двигатели с внутренним смесеодразованием и воспламенением топлива от высокой температуры сжатого воздуха – дизельные;

3. Числуцилиндров и их расположению – одноцилиндровые и многоцилиндровые; однорядные и многорядные (V – образные), когда цилиндры расположены под углом друг к другу; с горизонтальным расположением цилиндров (опозитные);

4. Типу силового механизма – поршневые и роторные (Ванкеля);

5. Рабочему объему в литрах;

6. Способу охлаждения – с жидкостным или воздушным охлаждением.

Выбор типа двигателя зависит от его назначения и предъявляемым к нему требований по части топлева, условия работы, габаритных размеров, мощности и др. показателей.

В поршневых двигателях расширяющиеся при сгорании рабочей смеси газы перемещают поршень, возвратно – поступательное движение которого преобразуется во вращательное движение коленчатого вала.

В двигатели с внешним смесе образованием и с принудительным воспламенением (карбюраторных) горючая смесь абразуется в не целиндров в специальном приборе – карбюраторе, а воспламеняется в цилиндре електрической искрой.

В двигателях с внутренним смесеобразованием и воспламенением от сжатия (дизелях) рабочая смесь абразуется в процесе впрыскивания топлива в цилиндр, а за тем самовоспламеняется под воздействием высокой температуры (500-600 ⁰С) сжатого в цилиндре воздуха.

В роторных двигателях расширяющиеся газы воздействуют на вращающуюся деталь – ротор.

2.2. Основные механизмы и системы двигателей внутреннего сгорания.

ДВС представляют собой совокупность механизмов и систем, выполняющих определенные функции.

Крывошипно – шатунный механизм осуществляет рабочий цикл двигателя и преобразует прямоленейное возвратно – поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Он состоит из цилиндра 4, закрытого головкой 8. Поршень 6 с помощью пальца 7 и шатуна 5 соединен с коленчатым валом 1, имеющим на хвостовике масивный маховик 2. Механизм установлен в блоке картера 3, закрытом с низу подоном, являющимся резервуаром для смазочной системы.

Рис.21. Схема двигателя: 1 — коленчатый вал; 2 — маховик; 3 — остов двигателя; 4— цилиндр; 5—шатун; 6—пор­шень; 7 — поршневой палец; 8 — головка цилиндра;9 — клапаны; 10 — передаточные детали; 11 — кулачковый вал; 12—рас­пределительные шестерни

Механизм газораспределения предназначена для своевременного впуска в цилиндр горючей смеси или воздуха и своевременного удаления из цилиндра отработавщих газов. Он состоит из распределительного вала 11, шестерен 12 для привода распределительного вала, штанг 10 с коромыслами, подпружиненых кларанов 9.

Смазочная система служит для подвода масла к трущимся поверхностям деталей двигателя, что уменьшает потери на трение, замедляет износ, охлаждает поверхности и очищает детали от продуктов изнашивания. Смазочная система состоит из резервуара для масла, маслянного насоса, фильтров и маслопроводов.

Система охлаждения служит для отвода избыточного тепла от нагретых деталей двигателя. Она бывает жидкостной или воздушной. Жидкостная система охлаждения состоит из рубашки охлаждения, радиатора, водяного насоса, вентилятора, термостата, патрубков. Система воздушного охлаждения состоит из теплоотводящих ребер, вентилятора, кожуха и щитков, направляющих воздушный поток для отвода тепла.

Система зажигания предназначена для воспламенения рабочей смеси от электрической искры в карбюраторных двигателях.

Система питания служит для приготовления горючей смеси и подвода ёё в цилиндры (карбюраторные и газовые двигатели) или для подачи топлива в цилиндры и наполнения их воздухом (дизели). Система питания карбюраторных и газовых двигателей состоит из топливного бака, топливопроводов, топливного воздушного фильтров, подкачивающего насоса, карбюратора или смесителя, впускной и выпускной труб.

В систему питания дизеля входят те же детали и приборы с той лишь разницей, что нет карбюратора, а установлен топливный насос высокого давления и форсунки.

Регулятор скорости вращения коленчатого вала двигателя – это устройство автоматически поддерживающее заданный скоростной режим (частоту вращения коленчатого вала) двигателя при изменениях нагрузки.

Система пуска предназначена для пуска двигателя. К ней относятся: пусковой бензиновый двигатель или электрический стартер, декомпрессионный механизм, приборы подогрева воды и воздуха.

Расмотрим схему работы кривошипно – шатунного механизма. При сгорании рабочей смеси в цилиндре увеличивается давление газов на поршень, последний перемещается и вращает коленчатый вал. Крайние положения поршня, когда он как бы останавливается и начинает движение в обратную сторону, называются мертвыми точками механизма. Таким точек две: верхняя (ВМТ) и нижняя (НМТ), (рис.2.2.).

Путь, пройденный поршнем от одной мертвой точки до другой, называется ходом поршня S. Часть рабочего процесса, совершаемая за один ход поршня называется тактом.

Каждому ходу поршня соответствует поворот коленчатого вала на 180⁰ (полуоборот). Ход поршня равен удвоенному радиусу кривошипа

S = 2R

Пространство над поршнем, находящимся в ВМТ называется объемом V₀ камеры сгорания, а пространство, расположенное над поршнем, когда он находится в НМТ – полным объёмом цилиндра,

V_a=V_h+V_c

Объем цилиндра, освобождаемый поршнем при его движении от ВМТ до НМТ, называется рабочим объемом V_h. Рабочий объем всех цилиндров, выраженный в литрах, называется литражом двигателя V_hi.

где і - число цилиндров двигателя.

При положении поршня в ВМТ весь воздух, ранее занимавший полный объем цилиндра, будет сжат в камере сгорания.

Число, показывающее, во сколько раз уменьшится объем воздуха, (или рабочей смеси) в цилиндре двигателя, называется степенью сжатия.

.

Для непрерывной работы двигателя в его цилиндрах в строгой последовательности должны происходить периодически повторяющиеся процессы – впуск, сжатие, сгорание и расширение газов, впуск.

Совокупность последовательных процессов, периодически повтоящихся в каждом цилиндре и обеспечивающих работудвигателя, называется рабочим циклом двигателя.

Двигатели, в которых рабочий цикл совершается за четыре хода (такта) поршня, или за два оборота коленчатого вала, называется четырехтактными, а те, в которых рабочий цикл совершается за два хода поршня, или за один оборот коленчатого вала – двухтактными.

Работа двигателя за один цикл определяется по индикаторной диаграмме (рис. 2.3), которая предствавляет собой график зависимости давления газа в цилиндре от объема, изменяющегося при перемещении поршня (координаты р-V). Индикаторная диаграмма снимается на работающем двигателе специальным прибором – индикатором.

Рис 2.3. Индикаторная диаграмма

P_a=0,08-0,095; t⁰_a=90÷120⁰-КД

P_a=0,09-0,095; t⁰_a=70÷80⁰-ДД

P_с=0,9÷1,5МПа; t⁰_с=270÷450⁰-КД

P_с=3,5÷4,5МПа; t⁰_с=450÷650⁰-ДД

P_z=4,0÷6,5МПа; t⁰_z=2200÷2500⁰-КД

P_z=7,0÷8,0МПа; t⁰_z=1600÷1900⁰-ДД

Литровая мощность N_л=N_e/V_h

N_л=22÷44 - КД легк. авто

N_л=15÷22 - КД груз. авто

N_л=11÷22 - ДД

S/d=короткоходные двигатели.

P_r=0,11÷0,12МПа; t_r=700÷800⁰-КД

P_z=0,10÷0,11МПа; t_r=600÷700⁰-ДД

2.4. Рабочие циклы двигателей внутреннего сгорания.

Дата добавления: 2014-01-20