- Головна > Будова автомобіля > двигун > Робочі цикли автомобільних двигунів
- Робочий цикл дизеля.
- Робочий цикл чотиритактного карбюраторного двигуна.
Головна > Будова автомобіля > двигун > Робочі цикли автомобільних двигунів
Робочі цикли автомобільних двигунів
Наша сеть партнеров Banwar
Робочим циклом називається сукупність періодично повторюваних в циліндрі двигуна процесів, що обумовлюють його безперервну роботу. Процес (або процеси), що відбувається в циліндрі за один хід поршня називається тактом.
Робочі цикли більшості автомобільних двигунів здійснюються за чотири ходи поршня (такти), тому ці двигуни називаються чотиритактними. Протягом усіх чотирьох тактів робочого циклу тиск газів в циліндрі змінюється. Зміна абсолютного тиску газів р в залежності від їх обсягу V зображується на діаграмі, яка називається індикаторною діаграмою робочого циклу.
Робочий цикл дизеля.
При першому такті (впуск) поршень переміщується від ВМТ до НМТ, впускний клапан відкритий, а випускний клапан закритий. У циліндрі створюється знижений тиск 0,08-0,09 МПа, через впускний клапан в циліндр надходить повітря. У циліндрі повітря змішується з продуктами згоряння, що залишилися від попереднього циклу і нагрівається до температури 35-75 ° С. На індикаторній діаграмі цьому такту відповідає лінія 7-1. При другому такті (стиск) поршень переміщується від НМТ до ВМТ, обидва клапани закриті. Так як ступінь стиснення в дизелі дорівнює 15-22, то тиск і температура газів в циліндрі сильно підвищуються, до кінця цього такту вони досягають відповідно значень 3-6 МПа і 425-625 ° С. На індикаторній діаграмі цьому такту відповідає лінія 1-2.
На третьому такті (згоряння і розширення) в циліндр під високим тиском форсункою впорскується паливо (точка 2 кінця такту стиснення), яке перемішується з повітрям, нагрівається від нього, запалюється і згорає (лінія 3-4 на діаграмі). Тиск газів в результаті згоряння (точка 4) збільшується до 5,5-9,0 МПа, а температура до 1425-1925 ° С. Поршень до цього моменту пройде ВМТ і рухатиметься вниз. Протягом цього такту відбувається корисна робота циклу, тому його називають робочим ходом.
В кінці робочого ходу починає відкриватися випускний клапан (точка 5), тиск в циліндрі зменшується (точка 6) до 0,3-0,5 МПа, а температура знизиться до 925- 1225 ° С.
При четвертому такті (випуск) поршень переміщується від НМТ до ВМТ, випускний клапан відкритий, а впускний закритий. Тиск в циліндрі більше атмосферного, відпрацьовані гази витісняються поршнем із циліндра через випускний клапан. Протягом випуску (лінія 6-7) тиск і температура газів в циліндрі змінюються мало і до кінця цього такту, тобто до моменту приходу поршня в ВМТ, вони складають відповідно 0,105-0,125 МПа і 325-625 ° С. Далі процеси, що відбуваються в циліндрі, повторюються в тій же послідовності. Робочим є тільки один такт згоряння - розширення, а такти впуску, стиснення і випуску є допоміжними.
Схема роботи чотиритактного дизеля:
а - впуск, б - стиснення, в - згоряння і розширення, г - випуск;
1 - впускний клапан, 2 - форсунка, 3 - випускний клапан,
4 - поршень, 5 - паливний насос високого тиску.
При пуску двигуна його колінчастий вал обертається електродвигуном (стартером) або пусковою рукояткою. Коли двигун починає працювати, впуск, стиск і випуск відбуваються за рахунок енергії, накопиченої маховиком двигуна при робочому ході.
У одноциліндровому чотиритактному двигуні робочий хід відбувається один раз за два оберти колінчастого вала, тому колінчастий вал обертається нерівномірно, незважаючи на наявність маховика.
Робочий цикл чотиритактного карбюраторного двигуна.
Послідовність чергування тактів така ж, як і в робочому циклі дизеля, за винятком таких відмінностей:
- При такті впуску в циліндр надходить горюча суміш, що складається з парів бензину і повітря (або газоподібне паливо і повітря). В кінці такту впуску, коли поршень знаходиться в НМТ, тиск в циліндрі одно 0,08-0,09 МПа, а температура 45-105 ° С.
- Так як ступінь стиснення у карбюраторних і газових двигунів набагато менше, ніж у дизелів, і становить приблизно 6-9, то і тиск, а також температура робочої суміші наприкінці такту стиснення не перевищують відповідно 0,9-1,5 МПа і 325- 525 ° С.
- В кінці такту стиснення робоча суміш запалюється від електричної іскри і відбувається її швидке згоряння, коли поршень знаходиться близько ВМТ, максимальний тиск при згорянні 3,5-6,0 МПа, а температура 2025-2425 ° С. Як і в дизелі, наприкінці процесу розширення починає відкриватися випускний клапан, відбувається різке зниження тиску. При знаходженні поршня в НМТ, тиск газів в циліндрі становить 0,4-0,6 МПа, а температура 1125-1425 ° С.
- Такт випуску відбувається так само, як в дизелі. Тиск газів в циліндрі знижується до 0,102-0,12 МПа, а температура - до 625-825 ° С.
Таким чином, за способом сумішоутворення і запалення палива автомобільні поршневі двигуни поділяються на дві групи: з внутрішнім сумішоутворенням і займанням від контакту з повітрям, сильно нагрітим в циліндрі в результаті високого стиснення (дизелі); із зовнішнім сумішоутворенням і примусовим запалюванням від іскри (карбюраторні і газові).
В даний час тривають спроби використовувати для автомобілів газові турбіни та роторно-поршневі двигуни, проте кількість таких автомобілів дуже невелика.
Дизелі економічніші по витраті палива, ніж карбюраторні і газові двигуни. Це пояснюється високим ступенем стиснення, поліпшує використання теплоти, що виділяється в результаті більшого розширення продуктів згоряння протягом робочого ходу.
Крім того; дизелі споживають дешевші сорти нафтових палив і менш небезпечні в пожежному відношенні. Дизелі мають великий ресурс до капітального ремонту (400-800 тис. Км пробігу автомобіля).
Однак дизелі дорожче у виробництві (в 1,5-2,0 рази) і мають велику масу, ніж карбюраторні і газові двигуни, тому їх встановлюють на вітчизняні автомобілі великої та особливо великої вантажопідйомності.
- на початок -