Работни цикли на четиритактови двигатели и тяхното изпълнение

Работни цикли на четиритактови двигатели и тяхното изпълнение

работния цикъл на двигателя е периодично повтаряща се поредица от последователни процеси, протичащи във всеки цилиндър на двигателя и са причина за превръщането на топлинната енергия в механична работа.

Ако работния цикъл се извършва за двутактов, т. Е. За едно завъртане на коляновия вал, като двутактов двигател се нарича. В момента двутактови двигатели в превозните средства не се използват, и да се използват само за мотоциклетите и как да се започне двигатели в трактори. Това се дължи главно на факта, че те имат относително висок разход на гориво и недостатъчно пълнене на горивната смес поради лоши почистване отработените газове от цилиндъра.

Автомобилни двигатели работят, като правило, четиритактов цикъл, който се провежда в продължение на два оборота на колянов вал или четиритактов, и се състои от прием на ход, компресия, разширение и изпускане.

В четири-тактов двигател единична карбуратор (фиг. 1.3) работен цикъл се случва, както следва.

Фиг. 1. оперативен цикъл четиритактов карбуратора на едноцилиндров двигател

Приемът инсулт. На буталото е в ГМТ и като въртенето на коляновия вал (за това половин превърне) се движи от ГМТ да BDC Където впускателният клапан е отворен, а изпускателният клапан е затворен. Когато буталото се движи надолу увеличава обема над нея, така че се създава подналягане в цилиндрите равна 0,07-0,095 МРа, при което свежо зареден на взривно смес от бензин пара и въздух се засмуква през входящия тръбопровод в цилиндъра.

От свежо зареден контакт с горещите части в края на такта на пълнене е с температура 75-125 ° С

Степента на запълване на цилиндъра се характеризира с ново количество попълване фактор, който за бензинови двигатели високоскоростни е в диапазона 0.65-0.75. Колкото по-висок коефициент на пълнене двигателят развива висока мощност.

Ходът на компресия. След напълването на цилиндъра на горими смес на коляновия вал се върти допълнителни ходове бутални от ДМТ да TDC входящия клапан 4 е затворен и контакта 6 е затворен. Както компресия на горим температура сместа и налягането се увеличи. В зависимост от налягането на компресия в края на такта на сгъстяване може да бъде 0.8-1.5 МРа и температурата на газа е 300 до 450 ° С

Разширяване инсулт или инсулт. В края на такта на сгъстяване на горивния сместа се запалва чрез електрическа искра, генерирани между електродите на щепсела и изгаряния бързо, при което температурата и налягането на газовете се увеличава рязко, докато се движи буталото от ГМТ да BDC Максимално налягане газ на буталото по време на горенето на бензинови двигатели в границите от 3,5-5 МРа и температурата на газа е 2100-2400 ° С

Когато такта на разширение е шарнирно свързан към буталния прът изпълнява сложно движение чрез ръчката и предава въртене на коляновия вал. Когато разширяват газове извършват полезна работа, но в този случай цикъл буталата имат ход нарича ход на коляновия вал. В края на работния ход на буталото в налягането на цилиндъра намалява до 0,3-0,75 МРа и температура - до 900-1200 ° С

Изпускателна инсулт. Коляновият вал чрез мотовилка движи буталото от ДМТ да TDC В този случай изпускателният клапан се отваря и продуктите на горенето са изключени от цилиндъра в атмосферата през тръбопровода за отработен газ. В началото на освобождаване на продуктите на горенето налягане цилиндър значително над атмосферното налягане, но до края на хода пада до 0,105-0,120 МРа и температурата на газа в началото на изпускателния ход на 750- 900 ° С, попадащи си край 500-600 ° С За изчистване на цилиндрите от продуктите на горенето е почти невъзможно (твърде малко време), така че когато последващ вход прясна смес гориво се смесва с остатъчните отработени газове се нарича работната смес.

Остатъчен газове коефициент характеризира степента на замърсяване на прясна и отработеният газ е съотношението на масата на продуктите от горенето, останали в цилиндъра, теглото на прясно горивна смес. За модерните бензинови двигатели съотношение остатъчен газ е в диапазона 0,06-0,12.

Във връзка с работен ход на смукателния ход, компресията и освобождаването са дъщерно дружество.

Товар цикли и четиритактов дизелов двигател карбуратор варират значително в зависимост от метода на образуване на смес и възпламеняване на горими смес. Основната разлика е, че в цилиндър на дизелов двигател по време на такта на пълнене не е запалим смес влиза и въздуха, които поради високото съотношение на компресиране се нагрява до висока температура, и след това се инжектира в фино разделен гориво, което под действието на висока температура autoignites.

В четиритактов дизелов двигател работните процеси са както следва.

Приемът инсулт. Когато се движи бутални от TDC да BDC поради освобождаване в резултат на въздуха в кухината на цилиндъра през отворения впускателният клапан 5 получава въздух. Налягането на въздуха в цилиндъра на 0,08-0,95 МРа и температура 40-60 ° С

Ходът на компресия. движи бутални от BDC да TDC входа 5 и изпускателните клапани 6 са затворени, като по този начин нагоре движи бутало компресира въздух настоящето в цилиндъра. За запалване на горивото, необходимо е, че температурата на сгъстен въздух е над температурата на възпламеняване на горивото. Поради високата температура на компресия достигне 550-700 ° С при налягане на въздуха от 4.0-5.0 МРа в цилиндъра.

Изпускателна инсулт. движи бутални от BDC да TDC и през отворения изпускателен клапан 6, изгорелите газове са изключени от цилиндъра. Налягането на газ намалява до 0.11-0.12 МРа и температура - до 500-700 ° С След приключване изпускателната ход на по-нататъшното въртене на коляновия вал работен цикъл се повтаря в същата последователност.

работата на двигателя. Работата за единица време газове в рамките на цилиндъра на двигателя работата, наречена на изхода индикатор.

Фиг. 2. операционна четиритактов цикъл дизел

Мощност, генерирани на коляновия вал на двигателя се нарича ефективна мощност. Това е по-малко от стойността на индикатора за консумирана в помпена загуба и триене в крива shipno-свързващ прът на двигателя и механизмите на газоразпределителни мощност, както и задействането на вентилатора, течният помпата и други допълнителни устройства.

По този начин, ефективната мощност е по-малка от посочената мощност поради механични загуби изразходвани в механизмите и двигателни системи. Въз основа на тази механична ефективност (Коефициент) на двигателя е съотношението на ефективната мощност на индикатора.

Механична ефективност бензинови двигатели е 0,70- 0,85, и на дизелово гориво - 0,73-0,87.

Moshchnostnye работата на двигателя се определя до голяма степен от количеството топлина, трансформиран в полезна работа. Оползотворяването на топлината, въведена в двигателя с ефективността на горивото, се оценява ефективното което е съотношението на топлина количество Qe, превърнат в ефективна работа, в размер на топлина Qt, освободен от изгарянето

Фиг. 3. Схемата за оформление на двигателя цилиндри

Дизел. Да разгледаме процеса на протичане на всеки удар в цилиндър на дизелов двигател (фиг. 7).

Първият цикъл - прием. Цилиндърът е запълнена с въздух, който осигурява изгарянето на кислород. Колкото повече въздух навлиза в цилиндъра, по-горивото могат да бъдат изгорени в нея и по-висока ще бъде налягането на газа, когато буталото работен ход (капацитет се увеличава).

По време на буталото входящия движи надолу, впускателният клапан е отворен и изхода е затворен. Въздухът навлиза в цилиндъра се отоплява чрез смесване с горещи остатъчни газове от отопляемите части и експлоатация на дизелов двигател.

До края на първия цикъл достигне температура 40 ... 60 ° С и плътност намалява. Също така, когато се движат опре във всмукателния канал на дизелов двигател. Поради тези причини, налягането на цилиндъра е по-ниско от атмосферното налягане (0,08 ... 0,09 МРа).

Втори цикъл - свиване. Буталото се движи нагоре, както вентили са затворени. Под действието на сгъстен въздух на буталата 15 ... 17 пъти (компресия Е = 15 ... 17), докато се нагрява. край Налягане достига 3 ... 4 МРа, а температурата - до 550 ... 600 ° С, което значително превишава температурата на самозапалване на горивото.

Фиг. 4. схема на четиритактов едноцилиндров дизелов двигател 1 - инжектора; 2 - горивната помпа.

Четвъртият ход - освобождаване. клапан вход е затворен и изхода е отворен. Изтласкан от цилиндър отработените газове. Налягането на останалите газ пада до 0,11 ... 0,12 МРа. температура на отработените газове на изхода на цилиндрите е 400 ... 500 ° С

Освен това, работният цикъл се повтаря.

Карбуратор двигател. По същия начин, помислете за операционната четири цикъл двутактов двигател карбуратор.

Приемът инсулт. изпускателния клапан е затворен, и входа отвори. Когато буталото се движи от инча т. г. надолу цилиндър се напълва със смес от гориво и въздух. Такава смес се получава в специално устройство - наречен карбуратора и гориво смес. Въвеждане на цилиндъра, той се смесва с остатъчен газ, в резултат на работна смес.

Налягането на работната смес в цилиндъра по време на такта на пълнене поради резистентност в карбуратора е по-ниска, отколкото в цилиндъра дизелов двигател и е 0,07 ... 0,08 МРа. Температурата на работната смес се повишава до 60 ... 120 ° С се дължи на високата температура на остатъчните газове.

Ходът на компресия. В този цикъл, както в дизелов двигател, работната смес се пресова, загрява. С увеличаване на степента на компресия увеличава налягането и температурата на сместа и скорост на горене. Резултатът е повишаване на ефективността и мощността на двигателя. Въпреки това, при повишени температури съществува риск от преждевременно смес запалване (самозапалване). За да се избегне това, работи смес се пресова леко (Е = 4 ... 8). Налягането в цилиндъра в края на хода на компресия - 0.9 ... 1.2 МРа, а температурата не превишава температурата на самозапалване преди да достигне само 330 ° С

Разширяване инсулт. Преди края на такта на сгъстяване между електродите на искрата скача свещта електрически заряд. Spark запалва работната смес. изгаряне температура газ достига 2500 ° С и налягането се увеличи до 3.0 ... 4.5 МРа. Под влияние на силите на газово налягане буталото се движи надолу. До края на. трети ход налягането се редуцира до 0,3 ... 0,4 МРа и температура от - 900 ... 1200 ° С

Изпускателна инсулт се случва точно както в дизелов двигател, но и с малко по-високи температурни газове.

Сравнителна оценка на бензинови и дизелови двигатели.

В сравнение с карбуратора (бензин) с дизелов двигател има следните предимства:
- икономичен дизел: за единица работа поради високата степен на компресия, които използва 25% по-малко гориво;
- горивото, която работи за дизела, по-малко опасност от пожар и има по-малко корозивен ефект върху части от бензин.

дизелови Недостатъци:
- поради високата газ под налягане в цилиндъра, кабинета и други части, работещи със значителни натоварвания са по-тежки и имат по-големи размери;
- за стартиране на дизеловия двигател се нуждае от по-мощен стартер или стартер специален карбуратор;
- дизелов двигател работи с значителен излишък от въздух, така че размерът на блоковете на цилиндъра и други части и монтажни увеличили.

С ATEGORY: - Поддръжка на автомобили