Четырехтактный двигатель: устройство и принцип работы
Ознакомление с классификацией поршневых двигателей внутреннего сгорания. Определение преимуществ и недостатков данных двигателей. Рассмотрение схемы работы карбюраторного четырехтактного двигателя. Анализ особенностей коленвала четырехтактного двигателя.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 08.03.2021 |
| Размер файла | 1,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Российский Государственный Университет нефти и газа НИУ имени И.М. Губкина
Четырехтактный двигатель: устройство и принцип работы
Габдулов Ильяс Ниязович Аспирант факультет научно-педагогических кадров и кадров высшей квалификации
Россия, Москва
Аннотация
В статье рассматривается принцип действия четырехтактного двигателя внутреннего сгорания. Представлена классификация двигателей внутреннего сгорания, основные термины и определения, а также преимущества и недостатки данных двигателей.
Ключевые слова: двигатель, четырёхтактный, принцип действия.
Annotation
The article discusses the principle of operation of a four-stroke internal combustion engine. The classification of internal combustion engines, the basic terms and definitions, as well as the advantages and disadvantages of these engines are presented.
Key words: four-stroke engine, principle of operation.
Введение
Начиная с середины двадцатого века четырехтактный двигатель является самым распространенным видом поршневых моторов внутреннего сгорания.
Рабочим циклом двигателя называется периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя и обусловливающих превращение тепловой энергии в механическую работу. Автомобильные двигатели чаще всего работают по четырёхтактному циклу, который совершается за два оборота коленчатого вала или четыре хода поршня и состоит из тактов впуска, сжатия, расширения и выпуска.
НМТ - положение наименьшего удаления поршня от оси коленчатого вала.
Рисунок 1. Классификация поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) поршневой двигатель карбюраторный
Основные термины и определения
РАБОЧИЙ ЦИКЛ ДВИГАТЕЛЯ - совокупность периодически повторяющихся в цилиндре двигателя процессов, обеспечивающих его непрерывную работу.
ТАКТ ДВИГАТЕЛЯ - процесс (процессы), происходящий в цилиндре за один ход поршня.
ВМТ - положение наибольшего удаления поршня от оси коленчатого
ХОД ПОРШНЯ (Б) - расстояние, на которое перемешается поршень от ВМТ до НМТ или наоборот.
КАМЕРА СГОРАНИЯ (Ус) - пространство над поршнем, находящимся в НМТ.
ЧИСЛО ЦИЛИНДРОВ (і) - количество цилиндров в двигателе.
Принцип работы четырехтактного ДВС
Рисунок 2. Схема работы четырехтактного двигателя
В карбюраторном четырёхтактном двигателе рабочий цикл происходит следующим образом. Рабочий цикл карбюраторного двигателя: - Такт впуска В течение этого такта поршень опускается из верхней мёртвой точки (ВМТ) в нижнюю мёртвую точку (НМТ). В это время кулачки распредвала открывают впускной клапан, и через этот клапан в цилиндр засасывается свежая топливно-воздушная смесь. - Такт сжатия Поршень идёт из НМТ в ВМТ, сжимая рабочую смесь. При этом значительно возрастает температура смеси. Отношение рабочего объёма цилиндра в НМТ и объёма камеры сгорания в ВМТ называется степенью сжатия. Степень сжатия -- очень важный параметр, обычно, чем она больше, тем больше топливная экономичность двигателя. Однако, для двигателя с большей степенью сжатия требуется топливо с большим октановым числом, которое дороже. Такт расширения, или рабочий ход незадолго до конца цикла сжатия топливовоздушная смесь поджигается искрой от свечи зажигания. Во время пути поршня из ВМТ в НМТ топливо сгорает, и под действием тепла сгоревшего топлива рабочая смесь расширяется, толкая поршень. При расширении газы совершают полезную работу, поэтому ход поршня при этом такте коленчатого вала называют рабочим ходом. Степень «недоворота» коленчатого вала двигателя до ВМТ при поджигании смеси называется углом опережения зажигания. Опережение зажигания необходимо для того, чтобы сгорание топлива успело, полностью закончится к моменту достижения поршнем НМТ, то есть для наиболее эффективной работы двигателя. Сгорание топлива занимает практически фиксированное время, поэтому для повышения эффективности двигателя нужно увеличивать угол опережения зажигания при повышении оборотов. В старых двигателях эта регулировка производилась механическим устройством (центробежным и вакуумным регулятором, воздействующим на прерыватель). В современных двигателях для регулировки угла опережения зажигания используют электронику. Рисунок 2 наглядно демонстрирует процесс работы четырехтактного двигателя - Такт выпуска После НМТ рабочего цикла открывается выпускной клапан, и движущийся вверх поршень вытесняет выхлопные газы из цилиндра двигателя. При достижении поршнем ВМТ выпускной клапан закрывается, и цикл начинается сначала. Полностью очистить цилиндры двигателя от продуктов сгорания практически невозможно (слишком мало времени), поэтому при последующем впуске свежей горючей смеси она перемещается с остаточными отработавшими газами и называется рабочей смесью. Коэффициент остаточных газов характеризует степень загрязнения свежего заряда отработавшими газами и представляет собой отношение массы продуктов сгорания, оставшихся в цилиндре, к массе свежей горючей смеси. Для карбюраторных двигателей коэффициент остаточных газов находится в пределах 0,06-0,12. По отношению к рабочему ходу такты впуска, сжатия и выпуска являются вспомогательными [1].
Недостатки четырёхтактных двигателей: Все холостые ходы (впуск, сжатие, выпуск) совершаются за счёт кинетической энергии, запасённой кривошипно шатунным механизмом и связанными с ним деталями во время рабочего хода, в процессе которого химическая энергия топлива превращается в механическую энергию движущихся частей двигателя. Поскольку сгорание происходит в доли секунд, то оно сопровождается быстрым увеличением нагрузки на крышку (головку) цилиндра, поршень и другие детали двигателя внутреннего сгорания. Наличие такой нагрузки неизбежно приводит к необходимости увеличить массу движущихся деталей (для повышения прочности), что в свою очередь сопровождается ростом инерционных нагрузок на движущиеся детали.
Преимущества четырёхтактных двигателей:
-экономичность расхода топлива;
-надежность;
-простота обслуживания;
-четырехтактный двигатель работает тише и устойчивей.
В отличие от двухтактного двигателя, в котором смазка коленвала, подшипников коленвала, компрессионных колец, поршня, пальца поршня и цилиндра осуществляется благодаря добавлению масла в топливо; коленвал четырехтактного двигателя находится в масляной ванне. Благодаря этому нет необходимости смешивать бензин с маслом или доливать масло в специальный бачок. Достаточно залить чистый бензин в топливный бак и можно ехать, при этом отпадает необходимость покупки специального масла для 2-тактных двигателей. Так же на зеркале поршня и стенках глушителя и выхлопной трубы образуется значительно меньше нагара. К тому же, в 2-тактном двигателе происходит выброс топливной смеси в выхлопную трубу, что объясняется его конструкцией [1].
Библиография
1. Проект-Технарь. [Электронный ресурс]. Н^: https://www.studiplom.ru/Technology-DVS/4-x DVS.html (дата обращения)
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – устройство, преобразующее тепловую энергию, получаемую при сгорании топлива в цилиндрах, в механическую работу. Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя.
реферат [13,2 K], добавлен 06.01.2005Разработка технического проекта четырехтактного двигателя с вращающимся цилиндром: проведение кинематического, динамического, теплового расчета устройства, просчет на прочность некоторых его основных деталей; зарисовка принципиальной схемы работы прибора.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 11.08.2011Общие сведения о двигателе внутреннего сгорания, его устройство и особенности работы, преимущества и недостатки. Рабочий процесс двигателя, способы воспламенения топлива. Поиск направлений совершенствования конструкции двигателя внутреннего сгорания.
реферат [2,8 M], добавлен 21.06.2012Алгоритм рабочего цикла четырехтактного бензинового двигателя внутреннего сгорания. Такт впуска, сжатия, рабочего хода механизмов. Процессы, происходящие при перемещении клапанов. Цикл вопросов для контроля усвоения информации о работе двигателя.
презентация [1,5 M], добавлен 04.03.2015Рассмотрение термодинамических циклов двигателей внутреннего сгорания с подводом теплоты при постоянном объёме и давлении. Тепловой расчет двигателя Д-240. Вычисление процессов впуска, сжатия, сгорания, расширения. Эффективные показатели работы ДВС.
курсовая работа [161,6 K], добавлен 24.05.2012Общая характеристика судового дизельного двигателя внутреннего сгорания. Выбор главных двигателей и их основных параметров в зависимости от типа и водоизмещения судна. Алгоритм теплового и динамического расчета ДВС. Расчет прочности деталей двигателя.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 10.06.2014Общие сведения об устройстве двигателя внутреннего сгорания, понятие обратных термодинамических циклов. Рабочие процессы в поршневых и комбинированных двигателях. Параметры, характеризующие поршневые и дизельные двигатели. Состав и расчет горения топлива.
курсовая работа [4,2 M], добавлен 22.12.2010- Классификация воздушно-реактивных двигателей. Особенности проточной части различных типов двигателей
Принцип действия и классификация воздушно-реактивных двигателей, их схемы и разрезные макеты. Сведения о турбовальном трехвальном двигателе Д-136. Модули двигателя, максимальный взлетный режим. Компрессоры низкого и высокого давления, камера сгорания.
лабораторная работа [1,0 M], добавлен 22.12.2010 Общее местоположение описываемого предприятия, его организационная структура. Поршень двигателя внутреннего сгорания: конструкция, материалы и принцип работы. Описание конструкции и служебное назначение детали. Выбор режущего и мерительного инструментов.
отчет по практике [3,3 M], добавлен 14.05.2012Расчет четырехтактного дизеля, предназначенного для грузового автомобиля. Техническая характеристика двигателя прототипа ЯМЗ-236. Тепловой расчет и баланс дизеля. Параметры рабочего тела, окружающей среды и остаточные газы. Процессы впуска и запуска.
курсовая работа [819,3 K], добавлен 10.06.2010Основные виды, устройство и принцип работы шаговых двигателей. Управление шаговым двигателем с помощью автономного контроллера. Управление контроллером с помощью системы программирования PureBasic. Модель крана как пример применения шаговых двигателей.
дипломная работа [5,7 M], добавлен 06.03.2013Система питания дизельного двигателя. Обозначения дизельных топлив, классификация схем их подвода. Устройство и работа узлов системы питания дизеля. Система питания карбюраторного двигателя. Работа простейшего карбюратора, всережимного регулятора.
презентация [15,5 M], добавлен 14.03.2017Техническая характеристика и конструктивные особенности двухтактных двигателей. Принцип работы и общая разборка двигателя внутреннего сгорания. Цели и задачи дефектации. Дефекты вкладыша подшипника и причины их возникновения, его ремонт и восстановление.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 08.01.2011Характеристика дизельного топлива двигателей внутреннего сгорания. Расчет стехиометрического количества воздуха на 1 кг топлива, объемных долей продуктов сгорания и параметров газообмена. Построение индикаторной диаграммы, политропы сжатия и расширения.
курсовая работа [281,7 K], добавлен 15.04.2011Предназначение и принцип работы паротурбинных и газотурбинных двигателей. Опыт эксплуатации судов с ГТУ. Внедрение ГТД в различные отрасли промышленности и транспорта. Производство турбореактивного двигателя с форсажной камерой, схема его подключения.
презентация [2,7 M], добавлен 19.03.2015Структурные схемы системы автоматического регулирования частоты (САРЧ) вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Конструктивная и функциональная схемы САРЧ ДВС. Принципы регулирования, уравнение переходного процесса двигателя.
контрольная работа [531,1 K], добавлен 07.01.2013Технологический процесс, принцип работы системы питания дизельного двигателя. Обслуживание дизельных двигателей, их регулировка. Основные неисправности, ремонт и техническое обеспечение системы питания, приборы и инструменты, необходимые для этого.
контрольная работа [187,3 K], добавлен 26.01.2015Понятие автомобиля, его сущность и особенности внутреннего устройства. Классификация автомобильных двигателей, их виды и характеристика. Назначение, состав, устройство и условия работы кривошипно-шатунного механизма. Основные дефекты и их устранение.
курсовая работа [410,2 K], добавлен 02.04.2009История развития турбокомпрессоров и постройка образцов двигателей внутреннего сгорания. Использование турбонаддува у дизельных двигателей тяжёлых грузовиков. Основная задача промежуточного охладителя. Система зажигания и электронного впрыска топлива.
контрольная работа [241,3 K], добавлен 15.02.2012Характеристика дизельного двигателя, история развития и деятельности предприятия по производству двигателей внутреннего сгорания. Схема технологического процесса изготовления шкива. Устройство токарного станка, контрольный и мерительный инструменты.
отчет по практике [889,1 K], добавлен 28.11.2010
