Г. Тутаее, ул. Розы Люксембург, 59

~~1 Дизели

Двигатели

По топливу

Бензиновые

По смесеобразованию

С внутренним смесеобразованием

С внешним смесеобразованием

По наполнению горючей смесью

I

С наддувом

Без наддува

По воспламенению горючей смеси

От сжатия

От электрической искры

По рабочему процессу

Четырехтактные

По числу цилиндров

Много-цилиндровые

Двух-, трех-, четырех-, пяти-, шести-, восьмицилиндровые

По расположению цилиндров

У-образные

Рядные

По способу охлаждения

С воздушным охлаждением

С жидкостным охлаждением

Рис. 2.1. Основные типы автомобильных двигателей, классифицированных по различным признакам

У четырехтактных двигателей полный рабочий процесс (цикл) совершается за четыре такта (впуск, сжатие, рабочий ход, вы­пуск), которые последовательно повторяются при работе двига­телей.

Рядные двигатели имеют цилиндры, расположенные в один ряд вертикально или под утлом 20...40^е к вертикали.

У-образные двигатели имеют два ряда цилиндров, расположен­ных под углами 60, 75° и чаще 90°. У-образный двигатель с утлом 180° между рядами цилиндров называется оппозитным.

1!

Двух-, трех-, четырех- и пятицилиндровые двигатели выпол-няются^обычно рядными, а шести-, восьми- и многоцилиндро­вые — У-образными.

В двигателях с жидкостным охлаждением в качестве охлажда­ющего вещества используют антифризы (низкозамерзающие жид­кости), температура замерзания которых -40 °С и ниже.

В двигателях с воздушным охлаждением охлаждающим веще­ством является воздух.

Большинство двигателей имеет жидкостное охлаждение, так как оно наиболее эффективное.

2.2. Основные определения и параметры двигателя

Рассмотрим основные параметры двигателя, связанные с его работой (рис. 2.2).

Верхняя мертвая точка(ВМТ) — крайнее верхнее положение поршня. В этой точке поршень наиболее удален от оси коленчато­го вала.

Нижняя мертвая точка(НМТ) — крайнее нижнее положение поршня. Поршень наиболее приближен к оси коленчатого вала.

В мертвых точках поршень меняет направление движения, и его скорость равна нулю.

Ход поршня(5) — расстояние между мертвыми точками, прохо­димое поршнем в течение одного такта рабочего цикла двигателя.

Каждому ходу поршня соответствует поворот коленчатого вала на угол 180° (пол-оборота).

Такт— часть рабочего цикла двигателя, происходящего при движении поршня из одного крайнего положения в другое.

Рабочий объем цилиндра(У_н) — объем, освобождаемый поршнем при его перемеще­нии от ВМТ до НМТ.

Объем камеры сгорания(У_с) — объем про­странства над поршнем, находящимся в ВМТ.

Полный объем цилиндра(У_а) — объем про­странства над поршнем, находящимся в НМТ:

У_а=К+К.

Рабочий объем (литраж) двигателя— сумма рабочих объемов всех цилиндров двигателя, выраженная в литрах (см³).

Степень сжатия(е) — отношение полного
объема цилиндра к объему камеры сгорания, Рис. 2.2. Основные
т.е. _Е = У_а/У_с ~{У_Н+ У_с)/У_с. параметры двигателя

Степень сжатия показывает, во сколько раз сжимается смесь в цилиндре двигателя при ходе поршня из НМТ в ВМТ.

При повышении степени сжатия увеличивается мощность дви­гателя и улучшается его экономичность.

Однако повышение степени сжатия ограничено качеством при­меняемого топлива и увеличивает нагрузки на детали двигателя.

Степень сжатия для бензиновых двигателей современных лег­ковых автомобилей составляет 8—10, а для дизелей 15 — 22. При таких степенях сжатия в бензиновых двигателях не происходит са­мовоспламенение смеси, а в дизелях, наоборот, самовоспламенение смеси обеспечивается.

Ход 5поршня и диаметр О цилиндра определяют размеры двига­теля. Если отношение 8/0 <, 1, то двигатель является короткоходньтм. Большинство двигателей легковых автомобилей короткоходные.

2.3. Рабочий процесс (цикл) четырехтактных двигателей

Рабочий процесс (цикл) четырехтактных двигателей состоит из тактов впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска.

Рабочий процесс происходит за четыре хода поршня или за два оборота коленчатого вала. Рассмотрим протекание рабочего цикла бензинового двигателя.

При такте впуска (рис. 2.3, а) поршень 4 движется от ВМТ к НМТ. Выпускной клапан 5 закрыт. Под действием вакуума, созда­ваемого при движении поршня, в цилиндр 3 поступает горючая смесь (бензина и воздуха) через впускной клапан 7, открытый

Рис. 2.3. Схема рабочего процесса четырехтактного бензинового двигателя: а — впуск; б — сжатие; в — рабочий ход; г — выпуск; 1 — коленчатый вал; 2 — шатун; 3 — цилиндр; 4 ~ поршень; 5 — выпускной клапан; 6 — распределитель­ный вал; 7 — впускной клапан

Ж' распределительным валом 6. Горючая смесь перемешивается с оста-

■ точными-отработавшими газами, образуя при этом рабочую смесь.
К Вконцетактавпускадавлениевцилиндресоставляет0,08...0,09МПа,
Ж, а температура рабочей смеси — 80... 120 °С.

щ' Такт сжатия (рис. 2.3, б) происходит при перемещении порш-К'ня от НМТ к ВМТ. Впускной и выпускной клапаны закрыты. Объем

■ рабочей смеси уменьшается, а давление в цилиндре повышается Ж и в конце такта сжатия составляет 0,9... 1,5 МПа. Повышение дав-К; ления сопровождается увеличением температуры рабочей смеси

■ до 450...500°С.

■ При такте рабочего хода (рис. 2.3, в) впускной и выпускной
В клапаны закрыты. Воспламененная в конце такта сжатия от свечи
В зажигания рабочая смесь быстро сгорает (в течение 0,001 ...0,002 с).
Щ Температура и давление образовавшихся газов в цилиндре возра­
щустают соответственно до 2200...2500 °С и 4...5,5 МПа. Газы давят
V- на поршень, он движется от ВМТ до НМТ и совершает полезную
Ш работу, вращая через шатун 2 коленчатый вал 1. По мере переме-
■' щения поршня к НМТ и увеличения объема пространства над
В ним давление в цилиндре уменьшается и в конце такта составляет
Щ/0,35...0,45 МПа. Снижается и температура газов до 900... 1200 °С.
як Такт выпуска (рис. 2.3, г) происходит при движении поршня
Ж от НМТ к ВМТ. Впускной клапан закрыт. Отработавшие газы вы-
К'Тесняются поршнем из цилиндра через выпускной клапан, от-
■крытый распределительным валом. Давление и температура в ци-

■ линдре уменьшаются и в конце такта составляют 0,1 ...0,12 МПа и
»700... 800 °С.

Ж. Из рассмотренного рабочего процесса (цикла) следует, что

■ полезная работа совершается только в течение одного такта —
'Шрабочего хода. Остальные три такта (впуск, сжатие, выпуск) яв-
Кляются вспомогательными, и на их осуществление затрачивается
■часть энергии, накопленной маховиком двигателя, который уста-
■новлен на заднем конце коленчатого вала, при рабочем ходе.
ж)¹ Рабочий процесс четырехтактного дизеля существенно отлича-
Щется от рабочего цикла бензинового двигателя по смесеобразова-
ЖНию и воспламенению рабочей смеси. Основное различие рабочих
■.Циклов состоит в том, что в цилиндры дизеля при такте впуска
ЖПоступает не горючая смесь, а воздух, и при такте сжатия в цилин-
Яйры впрыскивается мелкораспыленное топливо, которое самовос-
ЖПламеняется под действием высокой температуры сжатого воздуха.
ж Рассмотрим более подробно рабочий цикл дизеля.

Ж: Такт впуска (рис. 2.4, а) осуществляется при движении порш-%:Ш 2 от ВМТ к НМТ. Выпускной клапан 6 закрыт. Вследствие об-■* разовавшегося вакуума в цилиндр 7 через воздушный фильтр 4 и

открытый впускной клапан 5 поступает воздух из окружающей , среды. В конце такта впуска давление в цилиндре составляет

0,08...0,09 МПа, а температура - 40...60"С.

 

2.4. Порядок работы двигателя