Теме: Рабочие циклы двигателей

Рис. 1. Схема работы четырехтактного одноцилиндрового карбюраторного двигателя: а)- впуск горючей смеси; б).-сжатие рабочей смеси; в)- расширение газов или рабочий ход; г)- выпуск отработавших газов; 1- коленчатый вал; 2-распределительный вал; 3-поршень; 4- цилиндр; 5- впускной трубопровод; 6- карбюратор; 7-впускной клапан; 8- свеча зажигания; 9- выпускной клапан; 10- выпускной трубопровод; 11- шатун: 12- поршневой палец; 13- поршневые кольца.

В

Рис. 2. Схема работы четырехтактного одноцилиндрового дизеля:

а — впуск воздуха; б — сжатие воздуха; в— расширение газов или рабочий ход; г - выпуск отработавши х газов; 1— цилиндр; 2 — топливный насос; 3 - поршень; 4 -форсунка; 5 - впускной клапан; 6- выпускной клапан.

3 Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя

В этом двигателе нет специального механизма газораспределения. Вместо него цилиндр имеет окна (рис. 3): впускное окно 1, соединяющее цилиндр с карбюратором; выпускное окно 2 и перепускное окно 6, соединяющее цилиндр с герметичным картером при помощи канала 7. Перемещающийся внутри цилиндра поршень в определенной последовательности открывает и закрывает окна, выполняя функции механизма газораспределения. В цилиндр двухтактного двигателя с кривошипно-камерной продувкой горючая смесь из карбюратора поступает через картер. Для подготовки двигателя к работе необходимо сделать два подготовительных хода; первый — впуск горючей смеси в картер; второй — перепуск горючей смеси из картера в цилиндр.

Первый такт. Поршень 5 (рис. 3, а) перемещается снизу вверх и боковой поверхностью сначала закрывает перепускное окно 6, а затем и выпускное 2. В цилиндре происходит сжатие рабочей смеси, а в картер вследствие разрежения из карбюратора поступает горючая смесь. При подходе поршня к ВМТ между электродами свечи зажигания появляется электрическая искра, в результате чего рабочая смесь в цилиндре воспламеняется и сгорает.

Рис. 3. Схема двухтактного карбюраторного двигателя: а - сжатие рабочей смеси и впуск горючей смеси в картер; б -рабочий ход, выпуск отработавших газов и перепуск смеси из картера в цилиндр; 1- впускное окно; 2 - выпускное окно; 3 - свеча зажигания; 4 - цилиндр; 5 - поршень; 6- перепускное окно; 7 - канал; 8 - герметичный картер

Второй такт. Образовавшиеся горячие газы расширяются и давят на поршень,вследствие чего он опускается вниз, совершая рабочий ход (рис. 3, 6). В конце рабочего хода поршень сначала открывает выпускное окно 2, и отработавшие газы из цилиндра через глушитель выходят в атмосферу. Опускаясь ниже, поршень открывает перепускное окно 6, и горючая смесь по каналу 7 поступает в цилиндр, заполняет его и вытесняет отработавшие газы. Незначительная часть горючей смеси вместе с отработавшими газами выходит в атмосферу и не принимает участия в рабочем цикле.

Картер у такого двигателя сухой, т. е. масло в него не наливают. Масло, необходимое для смазывания двигателя, добавляют в топливо в определенной пропорции (1:15—для необкатанного или 1:20 — для обкатанного двигателя), тщательно перемешивают, а затем масляно-топливную смесь заливают в топливный бак. Горючая смесь, поступающая из карбюратора в картер и затем в цилиндр, состоит из мелкораспылен­ного топлива, масла и чистого воздуха.

Вывод:

4. Наддув в дизелях

Мощность двигателя зависит от следующих параметров: частоты вращения коленчатого вала; степени сжатия; рабочего объема двигателя и числа цилиндров. Известно, что дизели работают с большим коэффициентом избытка воздуха (α = 1,3-1,7), и их литровая мощность, т. е. мощность, приходящаяся на единицу рабочего объема, меньше, чем литровая мощность карбюраторных двигателей.

Для повышения литровой мощности в дизелях (семейства ЯМЗ и др.) используют наддув, т. е. воздух в цилиндры подают с помощью компрессора под давлением 15 — 16 кПа, превышающим атмосферное. Так как увеличивается масса воздуха, поступающего в каждый цилиндр, можно увеличить и количество впрыскиваемого топлива. В этом случае при тех же размерах двигателя, частоте вращения коленчатого вала и числе цилиндров мощность его значительно возрастает.

В двигателях с турбонаддувом для привода компрессора используется энергия отработавших газов, т. е. полезная мощность для этих целей не расходуется, и экономичность двигателя повышается. Кроме того, наддув дизелей способствует уменьшению содержания токсических веществ в отработавших газах.

Для осуществления наддува применяют турбокомпрессор (рис. 4), который состоит из двух колес с лопатками — центростремительной радиальной турбины и одноступенчатого компрессора (центробежного нагнетателя), установленных на одном валу. Турбокомпрессор работает следующим образом. При открытом выпускном клапане 10 поршень 2, двигаясь вверх, выталкивает отработавшие газы из цилиндра 1 в газоотводящий патрубок 9. Газы с большой скоростью поступают через сопловой аппарат на лопатки

Вывод:

Рис. 4. Схема работы газотурбинного компрессора дизелей семейства ЯМЗ: 1— цилиндр; 2 — поршень;.3 - впускной клапан; 4 — впускной трубопровод; 5 — колесо центробежного компрессора; 6 — вал турбокомпрессора; 7—корпус турбокомпрессора; 8 — колесо турбины; 9- газоотводящий патрубок; 10 — выпускной клапан; 11 -поршневой палец; 12 - шатун  

Дата добавления: 2014-01-03