В цилиндре двигателя внутреннего сгорания при работе образуются газы температура которых 727 с

Обновлено: 15.05.2024

В цилиндрах двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия при такте сжатия сжимается чистый воздух. Вблизи от ВМТ в цилиндр двигателя впрыскивается распыленное топливо, которое в среде горячего воздуха самовоспламеняется и сгорает. Процесс подвода теплоты к рабочему телу принимается в этом случае изобарным. [19]

В цилиндре двигателя внутреннего сгорания горючая смесь сжимается до давления 16 бар. [20]

В цилиндрах двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия при такте сжатия сжимается чистый воздух. [24]

В цилиндрах двигателей внутреннего сгорания при прямом взаимодействии кислорода и азота образуется оксид азота ( II), который выделяется автомобилем в выхлопных газах в количестве 1 5 г на 1 км пробега. [25]

В цилиндре двигателя внутреннего сгорания находится воздух при температуре 500 С. [26]

В цилиндре двигателя внутреннего сгорания бензино-воздушная смесь вначале сжимается и при некотором верхнем положении поршня воспламеняется. При нормальной работе мотора смесь выгорает по направлению от зажигающей ее искры с измеримой скоростью - примерно 20 - 25 л1 / сек. Возникающее при этом повышение давления превращается в механическую работу мотора. При стуке двигателя смесь сгорает со скоростью, приблизительно в сто раз большей, и поэтому выгорает преждевременно. Поэтому в цилиндре на короткий промежуток времени возникает чрезмерно высокое давление. Слышится известный резкий стук, мотор выходит из режима и мощность его снижается. [27]

В цилиндре двигателя внутреннего сгорания при сильном сжатии и высокой температуре наряду со спокойным горением углеводородов может происходить внезапное, очень быстро охватывающее всю смесь, разложение молекул. Это явление называют детонацией моторного топлива. Внешним проявлением детонации является стук мотора. [28]

В цилиндрах двигателей внутреннего сгорания взрывной характер горения называют тоже детонацией. В этом случае пламя от запала свечи распространяется со скоростью до 1500 м / с вместо 5 - 10 м / с при нормальном режиме горения. [29]

Подачу в цилиндры двигателя внутреннего сгорания воздуха или смеси воздуха и паров топлива под давлением, превышающим давление окружающей среды, принято называть наддувом. [30]

5.1.1. В калориметр, теплоемкость которого 42 Дж/К, содержащий 270 г воды при 12 0 С, опустили кусок алюминия массой 200 г, нагретый до 100 0 С. Температура теплового равновесия 23 0 С. Определить удельную теплоемкость алюминия. Удельная теплоемкость воды равна 4190 Дж/(кг×К).

5.1.2. Какую мощность развивает велосипедный мотор, если при скорости движения 27 км/ч расход бензина составлял 1,7 л на 100 км пути? КПД мотора 20%. Плотность бензина 700 кг/м 3 , а удельная теплота сгорания 42 МДж/кг.

5.1.3. Свинцовая пуля, летящая со скоростью 300 м/с, пробивает кусок фанеры и летит дальше со скоростью 200 м/с. На сколько градусов нагрелась пуля, если 30% затраченной при этом энергии пошло на ее нагревание? Удельная теплоемкость свинца равна 130 Дж/(кг×К).

5.1.4. Гелий массой 10 г был нагрет на DТ = 100 К при постоянном давлении. Определить: 1) количество теплоты, переданное газу; 2) работу расширения; 3) изменение внутренней энергии газа.

5.1.5. Рабочий газ в идеальной тепловой машине, получив от нагревателя 4,2 кДж теплоты, совершил работу 590 Дж. Найти КПД тепловой машины. Во сколько раз температура нагревателя больше температуры охладителя?

5.1.6. В цилиндре двигателя внутреннего сгорания при работе образуются газы, температура которых 727 0 С. Двигатель расходует в 1 час 36 кг дизельного топлива. Какую максимальную полезную мощность может развивать такой двигатель? Температура отработанных газов 100 0 С. Удельная теплота сгорания дизельного топлива 42,7 Мдж/кг. Двигатель считать идеальной тепловой машиной.

5.2.1. Железный кубик со стороной 1 см, нагретый до 120 0 С, положен на лед. На какую глубину погрузится кубик в лед, если температура окружающей среды 0 0 С? Удельная теплоемкость железа равна 465 Дж/(кг×К). Удельная теплота плавления льда 334 кДж/кг.

5.2.2. Двигатель реактивного самолета с КПД 30% развивает силу тяги 88,2 кН при полете со скоростью 1800 км/ч. Определить развиваемую при этом мощность и расход керосина за 1 час полета. Удельная теплота сгорания керосина 40,8 МДж/кг.

5.2.3. Санки массой 5 кг скатываются с горы, которая образует с горизонтом угол 30 0 . Пройдя расстояние 50 м, санки достигают скорости 4 м/с. Определить количество теплоты, выделенной при трении.

5.2.4. Расширяясь, неон совершил работу 6 кДж. Определить количество теплоты, подведенное к газу, если процесс протекал изобарно.

5.2.5. За час работы дизельного двигателя за счет сжигания топлива подводится 15,6 МДж теплоты. Мощность, развиваемая дизелем, достигает 1476 кВт. С каким КПД работает двигатель? Как он отличается от КПД идеального двигателя, если температура наружного воздуха 300 К, а температура газов в цилиндрах достигает 1050 К?

5.2.6. Во сколько раз максимально возможный КПД двигателя внутреннего сгорания больше, чем максимально возможный КПД паровой машины, работающей на перегретом паре при 300 0 С, если температура газов в цилиндре двигателя достигает 1000 0 С? Отработавшие газы и пар имеют одинаковую температуру 100 0 С.

5.3.1. Какая установится температура воды в латунном калориметре массой 160 г, содержащем 400 г воды при 25 0 С, после того как расплавится помещенный в воду кусок льда массой 50 г, взятый при 0 0 С? Удельная теплота плавления льда составляет 334 кДж/кг. Удельные теплоемкости латуни и воды равны, соответственно, 385 и 4190 Дж/(кг×К).

5.3.2. На сколько километров пути хватит 10 л бензина для двигателя мотоцикла, развивающего при скорости 54 км/ч мощность 8,5 кВт и имеющего КПД 21%? Плотность бензина 700 кг/м 3 , а удельная теплота сгорания 42 МДж/кг.

5.3.3. Паровой молот массой 10 т свободно падает с высоты 2,5 м на железную болванку массой 200 кг. На нагревание болванки идет 30% количества теплоты, выделенной при ударах. Сколько раз падает молот, если температура болванки поднялась на 20 0 С? Удельная теплоемкость железа равна 465 Дж/(кг×К).

5.3.4. Баллон вместимостью 20 л содержит гелий при температуре 300 К под давлением 0,4 МПа. Каковы будут температура и давление, если газу сообщить количество теплоты 6 кДж?

5.3.5. Идеальная тепловая машина произвела работу 600 Дж, отдав холодильнику 3,6 кДж теплоты. Найти КПД этой машины. Во сколько раз температура нагревателя больше температуры холодильника?

5.3.6. В идеальной тепловой машине температура холодильника равна 290 К. Во сколько раз увеличится КПД машины, если температура нагревателя повысится от 400 К до 600 К?

5.4.1. В сосуд, содержащий 3 кг воды и 1 кг льда при 0 0 С, впускают 0,5 кг пара при 150 0 С. Какая температура установится в сосуде? Теплоемкость сосуда - 820 Дж/К. Удельная теплоемкость пара равна 1960 Дж/(кг×К), воды - 4190 Дж/(кг×К). Удельная теплота плавления льда составляет 334 кДж/кг. Удельная теплота парообразования равна 2,26 МДж/кг.

5.4.2. Санки массой 50 кг скатываются с горы, которая образует с горизонтом угол 30 0 . На каком расстоянии от начала движения санки разовьют скорость 10 м/с, если вследствие трения полозьев о снег выделилось 3 кДж теплоты?

5.4.3. Азот массой 56 г был нагрет на 10 К при постоянном давлении. Определить работу расширения газа.

5.4.4. Гелий нагревается при неизменном давлении 80 кПа. Его объем увеличивается от 1 м 3 до 3 м 3 . Определить: 1) работу расширения; 2) изменение внутренней энергии газа; 3) количество теплоты, переданное газу.

5.4.5. Температура нагревателя идеального теплового двигателя 200 0 С. Определить КПД двигателя и температуру холодильника, если за счет 1 кДж теплоты, получаемой от нагревателя, двигатель совершает работу 320 Дж.

5.4.6. Температура газов, образующихся в результате сгорания топлива в цилиндрах двигателя автомобиля, 827 0 С, температура выхлопных газов - 97 0 С. Сколько километров проедет с постоянной скоростью автомобиль, имеющий в баке 40 л бензина? Сила сопротивления движению остается постоянной и равна 1,7 кН. Плотность бензина 700 кг/м 3 , а удельная теплота сгорания 42 Мдж/кг. Двигатель считать идеальной тепловой машиной.

Система рециркуляции отработавших газов (EGR – Exhaust Gas Recirculation) предназначена для снижения в выхлопных газах оксидов азота за счет возврата части отработавших газов во впускной коллектор и далее в цилиндры двигателя.

Отработавшие газы, образующиеся при сгорании топливовоздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания, содержат загрязняющие вещества, такие как оксид углерода (CO), оксиды азота (NOx), углеводороды (HC) и твердые частицы (PM), которые очень вредны для человека и окружающей среды.

Особо токсичны оксиды азота, которые образуются при высокой температуре и избытке кислорода. Оба эти условия присутствуют в процессе сгорания топлива в любом двигателе, но особенно много их образуется в высокофорсированном дизеле, поскольку воздух, поступающий в его цилиндры, не дросселируются и всегда имеется его избыток. Кроме того, в камерах сгорания возникает высокая температура, а чем она выше, тем больше образуется оксидов азота. По этим причинам дизельный двигатель выбрасывает намного больше оксидов азота в выхлопных газах по сравнению с бензиновым.

Возврат части отработавших газов (ОГ) во впускной коллектор позволяет снизить температуру сгорания топливовоздушной смеси и тем самым уменьшить образование оксидов азота. При этом соотношение компонентов в смеси остается прежними и мощностные характеристики двигателя изменяются незначительно.

Система рециркуляции отработавших газов (EGR) применяется в основном на дизельных двигателях, реже - на бензиновых.

В зависимости от требований стандарта токсичности ОГ, на дизельных двигателях применяются различные схемы системы рециркуляции ОГ: высокого давления, низкого давления и гибридная (комбинированная) система рециркуляции.

Данная система имеет высокие показатели быстродействия газового контура рециркуляции. Кроме того, поскольку выхлопной газ смешивается с всасываемым воздухом после турбокомпрессора, твердые частицы не попадают на колесо компрессора и не разрушают его. Однако охладитель EGR при этом должен выдерживать разрушительное воздействие высокого давления и высокой температуры выхлопных газов.

В такой системе для осуществления процесса перепуска имеется специальный клапан рециркуляции, который оснащен пневматическим или электрическим приводом.

Количество перепускаемых газов регулируется с помощью системы управления двигателем, которая одновременно управляет дроссельной заслонкой и клапаном рециркуляции. EGR не работает на холостом ходу, при холодном двигателе, а также при полностью открытой дроссельной заслонке.

На отдельных двигателях в EGR применяется охлаждение ОГ путем прохождения их через специальный радиатор. Вследствие этого дополнительно снижается температура сгорания в цилиндрах и, тем самым, уменьшается образование оксидов азота.

Стандарт Euro 6 повысил требования, снизив лимит выбросов NOx до 0,08 г/км по сравнению со 0,18 г/км для Euro 5. Реализация более жестких условий потребовала создания системы рециркуляции низкого давления.

Такая система обеспечивает меньшую температуру ОГ, отсутствие частиц сажи и, в конечном счете, меньшее содержание оксидов азота в выхлопе. Помимо этого, все отработавшие газы проходят через турбину компрессора, поэтому давление наддува не снижается ни на каком режиме.

Из-за более низких температур EGR низкого давления более эффективна в снижении выбросов NOx по сравнению с системой высокого давления. Но у нее есть и недостаток - более высокая инерционность выхлопных газов, поскольку все воздуховоды и компоненты расположены относительно далеко от двигателя и не могут быстро реагировать на изменение скорости рециркуляции ОГ.

Гибридная (комбинированная) EGR объединяет в одном двигателе систему рециркуляции ОГ высокого и низкого давления. Иногда такой тип называют двухконтурной системой EGR.

Гибридная EGR сочетает в себе преимущества обоих систем, переключаясь между ними в зависимости от частоты вращения и крутящего момента, а также позволяет турбонагнетателю работать с высоким КПД на любом режиме.

Недостаток двухконтурной EGR - большая стоимость, сложность и для нее требуется большее пространство для размещения (обусловленные большим количеством компонентов), а также потенциальными проблемами с управлением скоростью рециркуляции ОГ в зависимости от режима работы двигателя. Алгоритм управления становится довольно сложным, поскольку необходимо управлять несколькими исполнительными механизмами (клапаном рециркуляции ОГ высокого/низкого давления, дроссельной заслонкой на впуске/выпуске и лопатками турбины/перепускным клапаном) для подачи необходимого количества воздуха и ОГ в цилиндры на различных режимах.

Рабочим циклом двигателя внутреннего сгорания называют совокупность процессов, повторяющихся в цилиндре в такой последовательности: впуск свежего заряда, сжатие, расширение или рабочий ход, выпуск.

Цикл может быть осуществлен либо за четыре, либо за два такта. В первом случае цикл называется четырехтактным, во втором – двухтактным.

Рабочий цикл поршневого двигателя проходит по одной из двух схем, представленных на рис.1. На схеме, изображенной на рис.1,а, представлен рабочий цикл с внешним смесеобразованием (бензиновые и газовые двигатели), а на рис.1,б – рабочий цикл с внутренним смесеобразованием (дизели и бензиновые с непосредственным впрыском).

Рисунок 1 – Схемы рабочего цикла двигателей

а) с внешним смесеобразованием; б) с внутренним смесеобразованием

Рабочий цикл четырехтактного бензинового двигателя

При рассмотрении цикла условно принять, что начало рабочего цикла совпадает с ВМТ, а каждый такт начинается и заканчивается в одной из мертвых точек.

Первый такт – впуск

При вращении коленчатого вала (по направлению стрелки) поршень перемещается из ВМТ в НМТ, впускной клапан открывается, выпускной клапан закрыт. Через открытый клапан цилиндр соединяется с системой впуска. Вследствие гидравлического сопротивления впускного трубопровода, впускного клапана и увеличения объема при перемещении поршня давление в цилиндре становится меньше атмосферного и воздух поступает в цилиндр. Горючая смесь, состоящая из паров мелкораспыленного топлива и воздуха, поступает под действием разряжения из впускного трубопровода в цилиндр, где смешивается с небольшим количеством остаточных газов, оставшихся от предыдущего цикла, и образует рабочую смесь.

При подходе поршня к НМТ давление в цилиндре на 0,01…0,02 МПа меньше атмосферного, а температура смеси вследствие подогрева от контакта с нагретыми деталями двигателя и перемешивания с отработавшими газами повышается до 350…390 К.

Второй такт – сжатие

Такт впуска заканчивается, когда поршень приходит в НМТ. При дальнейшем повороте коленчатого вала поршень перемещается из НМТ в ВМТ и сжимает рабочую смесь. В течение такта сжатия оба клапана остаются закрытыми.

Объем смеси при сжатии уменьшается, а давление внутри цилиндра увеличивается и достигает (в зависимости от степени сжатия) 1,0…1,5 МПа, а температура 600…650 К.

Для наилучшего использования теплоты, выделяющейся при сгорании, необходимо, чтобы сгорание топлива заканчивалось при положении поршня, возможно близком к ВМТ. Поэтому воспламенение топлива в бензиновых двигателях, осуществляемое электрической искрой, обычно производится до прихода поршня к ВМТ.

Третий такт – расширение или рабочий ход

Оба клапана закрыты. Сжатая рабочая смесь воспламеняется и быстро сгорает, образуя большое количество горячих газов, вследствие чего в цилиндре резко увеличиваются температура и давление. Под действием давления газов поршень перемещается к НМТ, газы расширяются и совершают полезную работу.

В начале расширения давление составляет 3…4 МПа, температура 2300…2500 К, а при подходе поршня к НМТ, вследствие увеличения объема, давление снижается до 0,3…0,5 МПа, а температура составляет 1200…1500 К.

Четвертый такт – выпуск

Поршень перемещается от НМТ к ВМТ. Через открытый выпускной клапан отработавшие газы выталкиваются из цилиндра в выпускной трубопровод и в атмосферу.

При такте выпуска не достигается полная очистка цилиндра от отработавших газов, поэтому в конце выпуска давление в цилиндре составляет 0,105…0,120 МПа, а температура 700…900 К.

После окончания такта выпуска рабочий цикл повторяется в рассмотренной выше последовательности.

Только при такте расширения совершается полезная работа, а остальные такты являются вспомогательными и поршень при этих тактах перемещается за счет энергии вращающегося коленчатого вала с маховиком и работы других цилиндров (в многоцилиндровых двигателя).

Рабочий цикл четырехтактного дизеля

Рабочий цикл четырехтактного дизеля, как и рабочий цикл четырехтактного бензинового двигателя, состоит из четырех повторяющихся тактов: впуска, сжатия, расширения газов или рабочего хода и выпуска. Однако рабочий цикл дизеля существенно отличается от рабочего цикла бензинового двигателя. В цилиндр дизеля поступает чистый воздух, а не горючая смесь. Воздух сжимается с высокой степенью сжатия, вследствие чего значительно повышается его давление и температура. В конце сжатия в нагретый воздух из форсунки впрыскивается мелкораспыленное топливо, воспламеняющееся не от электрической искры, а от соприкосновения с горячим воздухом.

Первый такт – впуск

При движении поршня от ВМТ к НМТ давление в цилиндре снижается вследствие гидравлического сопротивления воздухоочистителя, впускного трубопровода и через открытый впускной клапан в цилиндр поступает очищенный воздух. Воздух перемешивается с небольшим количеством оставшихся от предыдущего цикла отработавших газов, температура его повышается, но меньше, чем в бензиновом двигателе, так как количество остаточных газов в цилиндре дизеля меньше, чем в бензиновом двигателе. Кроме того, подогрев воздуха происходит и от контакта с нагретыми деталями двигателя, и в конце такта впуска температура воздуха достигает 320…350 К, а давление 0,08…0,09 МПа.

Второй такт – сжатие

Поршень движется от НМТ к ВМТ, впускной и выпускной клапаны закрыты. Давление и температура воздуха увеличиваются и при подходе поршня к ВМТ составляют: давление 4,0…5,5 МПа, а температура 850…1000 К. В конце такта сжатия с помощью насоса через форсунку в цилиндр под высоким давлением впрыскивается мелкораспыленное топливо. Давление впрыскивания составляет 13,0…18,5 МПа. Топливо от соприкосновения с нагретым воздухом испаряется, его пары перемешиваются с воздухом и воспламеняются.

Третий такт – расширение или рабочий ход

При сгорании топлива, вследствие подвода большого количества теплоты, резко увеличивается давление и температура образовавшихся газов.

В начале такта расширения давление газов составляет 6,0…8,0 МПа, а температура 2100…2300 К.

Под действием давления поршень из ВМТ перемещается в НМТ, совершая полезную работу. Объем цилиндра увеличивается, давление и температура газов снижаются и при подходе поршня к НМТ составляют: давление 0,2…0,4 МПа, температура 800…1200 К.

Четвертый такт – выпуск

Поршень перемещается от НМТ к ВМТ. Через открытый выпускной клапан отработавшие газы выталкиваются через выпускной трубопровод в атмосферу.

В конце такта выпуска давление газов 0,11…0,12 МПа, температура 800…900 К.

После такта выпуска рабочий цикл дизеля повторяется.

Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя

В двухтактных двигателях время, отводимое на рабочий цикл, используется более полно, так как процессы впуска и выпуска совмещены по времени с процессами сжатия и расширения. В отличие от четырехтактного двигателя очистка цилиндра от отработавших газов и наполнение его свежим зарядом происходит при положении поршня вблизи НМТ. При этом очистка цилиндра от отработавших газов осуществляется не выталкиванием их поршнем, а предварительно сжатым до определенного давления воздухом или горючей смесью.

На рис.2 представлена схема двухтактного карбюраторного двигателя с кривошипно-камерной продувкой.

Рисунок 2 – Схема двухтактного карбюраторного двигателя

1 – впускное окно; 2 – выпускное окно; 3 – свеча зажигания; 4 – цилиндр; 5 - поршень; 6 – перепускное окно; 7 – канал; 8 – герметичный картер

В этом двигателе нет специального механизма газораспределения. Вместо него цилиндр имеет окна: 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 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 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 разряжения 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.

Второй такт

Образовавшиеся горячие газы расширяются и давят на поршень, вследствие чего он опускается вниз, совершая рабочий ход. 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.

Примечание: Параметры цикла (давление и температура) соответствуют параметрам четырехтактного бензинового двигателя.

Двухтактные двигатели, работающие по данной схеме газообмена, имеют сухой картер, т.е. в картере отсутствует смазочный материал. Для смазывания трущихся деталей двигателя смазочный материал добавляют к топливу в пропорции 1:20 по объему. Следовательно, горючая смесь в виде воздуха, топлива и масла обеспечивает при своем движении одновременно и смазку двигателя.

На рис.3 показан принцип действия четырех- и двухтактного двигателя внутреннего сгорания.

На сегодняшний день ДВС в основном представлен двумя обширными группами:
1). "Бензиновые".
2). "Дизельные".

Судя по названию можно подумать — что вся разница в применяемом топливе.
На самом деле "бензиновые" двигатели прекрасно работают на целом списке горючих газов(метане, пропане, бутане и куче других), а также на легроине, газолине, керосине, метаноле, эфирах, спиртах и т.п.
"Дизельный" двигатель менее всеяден, но тоже не погнушается керосином, моторным или иным маслом(вплоть до растительного), некоторыми эфирами и спиртами, бензином с конской добавкой моторного масла, мазутом.

Есть одна тенденция — намного проще адаптировать двигатель к более "лёгким" топливам, чем к более "тяжёлым". Если добавить моторного масла или солярки в бак "бензиновому" двигателю — то сгорит только небольшая часть более "тяжелого" топлива. При том, что перемешано с бензином будет идеально(практически на молекулярном уровне) — молекулы "тяжёлого" топлива сгорают в "бензиновом" двигателе крайне неохотно…
А вот лёгкое топливо в "дизельном" двигателе и само сгорает лучше родного, и сгорание родного топлива улучшает…

Работа двигателя на "неродном" топливе или на разного рода коктейлях и суррогатах часто вызывает ухудшение характеристик двигателя, а также может вызвать ускоренный износ и даже поломку некоторых узлов — потому так не любят иностранные компании поставлять на просторы бывшего СССР некоторые свои автомобили.

С другой стороны, если собрать все углеводородные топлива на тест — испарить, смешать с воздухом в стехиометрической пропорции и запалить в ФАКЕЛЕ — то окажется что характеристики СГОРАНИЯ всех этих топлив отличаются не сильно. Такие основные характеристики как температура сгорания, теплотворная способность — всё это практически одинаково…

Кардинально отличаются только характеристики ИСПАРЕНИЯ и ВОСПЛАМЕНЕНИЯ.

Топлива для "бензиновых" двигателей характеризуются ДЕТОНАЦИОННОЙ СТОЙКОСТЬЮ.
Они НЕ должны самопроизвольно воспламеняться при повышении давления и температуры. Стойкость к САМОвоспламенению определяет низкую СКОРОСТЬ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ этих топлив.
Эта основная характеристика топлива для "бензиновых" двигателей называется ОКТАНОВЫМ ЧИСЛОМ.

Топлива для "дизельных" двигателей характеризуются параметрами САМОВОСПЛАМЕНЕНИЯ.
Склонность к САМОвоспламенению определяет высокую СКОРОСТЬ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ этих топлив.
Эта основная характеристика топлива для "дизельных" двигателей называется ЦЕТАНОВЫМ ЧИСЛОМ.

Если взять два стакана с этими топливами и попытаться ВОСПЛАМЕНИТЬ например спичкой — то картина воспламенения покажется обратной — "бензиновое" топливо воспламенится легче, чем "дизельное". Связано это с тем, что в ЖИДКОМ виде НИКАКИЕ топлива не горят вообще. Горит всегда и только ГАЗООБРАЗНАЯ СМЕСЬ топлива с окислителем.
А скорость испарения "бензиновых"("лёгких") топлив в разы и порядки выше, чем топлив "дизельных"("тяжёлых").

Именно ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОПЛИВ и определяют НАПРЯМУЮ и КОНСТРУКЦИЮ конкретных двигателей и протекающие в них ПРОЦЕССЫ:

1). "БЕНЗИНОВЫЕ" ДВИГАТЕЛИ — являются двигателями с ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫМ("внешним") смесеобразованием, ПРИНУДИТЕЛЬНЫМ воспламенением и КОЛИЧЕСТВЕННЫМ регулированием.

В этих двигателях вначале готовится ОДНОРОДНАЯ(гомогенная) смесь близкая к СТЕХИОМЕТРИИ.
СТЕХИОМЕТРИЧЕСКАЯ горючая СМЕСЬ — это такая смесь окислителя и горючего, в которой окислителя ровно столько, сколько необходимо для полного окисления горючего. Стехиометрическая смесь обеспечивает полное сгорание топлива без остатка избыточного окислителя в продуктах горения.

Все молекулы топлива и окислителя к моменту начала воспламенения уже должны буквально "держаться за руки" — находиться в непосредственной близости друг от друга. Малейшее нарушение гомогенности или стехиометрии в большую или меньшую сторону резко ухудшает поджиг смеси и последующее её сгорание.
В областях с бедной или богатой смесью топливо горит медленнее; в зонах с богатой смесью топливо полностью сгореть вообще не может — в выхлопе будет много недогоревшего топлива(углеводородов и угарного газа), мощность и КПД двигателя снизятся.

Потому в идеале в выхлопе "бензинового" двигателя не должно быть ни молекул топлива, ни молекул кислорода.

СМЕСЬ в цилиндры поступает полностью готовая к поджигу в КОЛИЧЕСТВЕ, определяемом газулькой.
Для обеспечения одинаковых условий сгорания разных количеств СМЕСИ в "бензиновом" двигателе для регулировки мощности должен меняться объём камеры сгорания. К сожалению реализовать это так и не сумели до сих пор. Вывернулись по другому — на режимах частичной мощности количество смеси, поступающей в камеру сгорания, ограничивают ДРОССЕЛЬНОЙ ЗАСЛОНКОЙ. На холостом ходу в камеру сгорания поступает в 5 РАЗ меньше СМЕСИ, чем на режиме максимальной мощности — поэтому на холостом ходу и на режимах частичной мощности "бензиновый" двигатель сжимает сильно РАЗРЯЖЁННУЮ СМЕСЬ и к концу такта сжатия и ДАВЛЕНИЕ СМЕСИ и ТЕМПЕРАТУРА СМЕСИ отличаются очень сильно на разных режимах двигателя — потому "бензиновый" двигатель работает более-менее идеально только при полностью открытой дроссельной заслонке.
Фактически "бензиновый" двигатель(особенно ТУРБО"бензиновый") является двигателем с очень переменной степенью ФАКТИЧЕСКОГО сжатия.
НОМИНАЛЬНАЯ степень ФАКТИЧЕСКОГО сжатия ТУРБО"бензинового" двигателя упирается в детонацию, про которую мы поговорим чуть ниже. Часть ФАКТИЧЕСКОГО сжатия СМЕСИ обеспечивается ТУРБОНАГНЕТАТЕЛЕМ — потому ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ степень сжатия ТУРБО"бензинового" двигателя меньше атмосферного на 1-2 единицы. На режимах частичной мощности ФАКТИЧЕСКОЕ сжатие уменьшается по мере прикрывания дроссельной заслонки и уменьшения производительности турбонагнетателя. На режиме холостого хода при минимально открытой дроссельной заслонке ФАКТИЧЕСКАЯ степень сжатия ТУРБО"бензинок" снижается до 2-3…

Как мы знаем — КПД двигателя довольно сильно зависит от степени сжатия:

Надеюсь теперь все поняли почему так прожорливы "бензинки"(а особенно "ТУРБОбензинки") на холостом ходу и режимах частичной мощности? Почему они кипят именно в пробках надеюсь теперь тоже объяснять не нужно?

Сразу скажу, что объём камеры сгорания на самом деле не фига не константа на любом ДВС, как и степень сжатия. Но про всё это безобразие давайте подробно поговорим в отдельной статье про степень сжатия, а сейчас давайте посмотрим как происходит СГОРАНИЕ топлива в "бензиновом" ДВС.

ВОСПЛАМЕНЕНИЕ смеси производится принудительно свечой зажигания.
Тем не менее термин "пропуски воспламенения" актуален исключительно для "бензиновых" двигателей.
И нужно чётко понимать, что с момента воспламенения сгорание в "бензиновом" двигателе становится неуправляемым — оно развивается дальше по той "программе" что была заложена до подачи искрового разряда.
Программа не сложная и данных не вагон — давление, температура и стехиометрия СМЕСИ на момент зажигания, параметры СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ и характеристика изменения ОБЪЁМА камеры сгорания на всём протяжении сгорания смеси.

Вокруг искрового разряда образуется очаг воспламенения, от которого по СМЕСИ начинает распространяться ФРОНТ ПЛАМЕНИ.

По скорости движения ФРОНТА ПЛАМЕНИ горение подразделяется на медленное горение(дефлаграция) и быстрое горение(детонация). Волна дефлаграционного горения распространяется с дозвуковой скоростью, а нагрев исходной смеси осуществляется в основном теплопроводностью. Детонационная волна движется со сверхзвуковой скоростью, при этом химическая реакция поддерживается благодаря нагреву реагентов ударной волной и, в свою очередь, поддерживает устойчивое распространение этой ударной волны.

Сгорание, при котором окислитель и горючее заранее перемешаны на молекулярном уровне, называется горением предварительно перемешанной СМЕСИ(premixed combustion) — ГОМОГЕННОЕ ГОРЕНИЕ.
Наш случай.

Академическая наука обзывает ГОРЕНИЕМ любой "сложный физико-химический процесс превращения исходных веществ в продукты сгорания в ходе экзотермических реакций, сопровождающийся интенсивным выделением тепла". Почему-то наука термодинамика настаивает на том, что в двигателе выделение тепла происходит только на фоне излучения видимого СВЕТА от ПЛАМЕНИ. Не будем в этой статье углубляться в это противоречие. Сейчас нам важно только то, что давление и температура внутри очага пламени намного выше, чем снаружи — зона пламени начинает расширяться и поджимать ещё не охваченные пламенем участки смеси к стенкам цилиндра:

Процесс этот не быстрый(и уж точно не мгновенный), медленное развитие которого и определяет относительно медленное нарастание давления и температуры в камере сгорания. Именно невысокая скорость распространения фронта пламени определяет и возникновение "бензиновой" ДЕТОНАЦИИ. В зонах ещё не охваченных пламенем из-за нарастания температуры и давления возникают очаги САМОВОСПЛАМЕНЕНИЯ, проявляющиеся на индикаторной диаграмме резкими скачками давления:

Поскольку "бензиновое" топливо самовоспламеняется относительно неохотно — то задержка самовоспламенения довольно значительна и обычно самовоспламенение банально не успевает развиться за то время пока движется фронт пламени. Тем не менее "бензиновый" двигатель просто вынужден всегда балансировать на грани появления детонации — потому как отсутствие детонации означает совсем низкую скорость горения смеси(соответственно — нарастания давления и температуры) — при этом топливо просто не успевает полностью воспламениться и сгореть.
Не забываем, что углеводородное топливо в ГОМОГЕННЫХ условиях выгорает этапами — вначале выгорает в основном водород с образованием воды, затем выгорает углерод с образованием угарного газа, затем уже угарный газ выгорает с образованием углекислого газа. При этом 65% энергии цикла образуется именно при сгорании угарного газа. Эта особенность также сильно влияет на динамику цикла сгорания.

Варианты "бензиновых" двигателей с форкамерами и другим "послойным" смесеобразованием, сверхмощными искровыми или лазерными системами зажигания — все они направлены на то, чтобы ВОСПЛАМЕНЕНИЕ смеси сделать как можно более интенсивным без побочного эффекта в виде детонации.

2). "ДИЗЕЛЬНЫЕ" ДВИГАТЕЛИ — являются двигателями с НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ("внутренним") смесеобразованием, САМОвоспламенением(воспламенением от сжатия) и КАЧЕСТВЕННЫМ регулированием.

В цилиндрах сжимается чистый воздух, а топливо впрыскивается в жидком виде непосредственно в камеру сгорания под сверхвысоким давлением через распылитель форсунки. Для того чтобы СТАНДАРТНОЕ дизельное топливо самовоспламенилось нужна температура и давление значительно более высокие, чем возникают на этапе сжатия в "бензиновом" двигателе. Потому изначально "дизельный" двигатель имел степень сжатия в два-три раза бОльшую, чем "бензиновый", в котором топливо воспламеняется принудительно за счёт создания ЛОКАЛЬНОГО очага со сверхвысокой температурой. В "дизельном" двигателе локальным очагом отделаться не получается — потому высокую температуру и давление в камере сгорания приходится создавать во всём объёме. Давление в "дизельном" двигателе создаётся настолько высокое, что начинают меняться характеристики топлива — например температура самовоспламенения снижается почти в два раза по сравнению с атмосферным давлением.

Поскольку скорость воспламенения дизельного топлива очень велика — его подают в камеру сгорания ДОЗИРОВАНО, на протяжении 10-50 градусов по коленвалу в зависимости от мощностного режима. Даже при этом "жёсткость" сгорания в "дизельном" двигателе намного выше, чем в "бензиновом". Особенно в момент первоначального воспламенения всего того топлива, что было впрыснуто в камеру сгорания за период задержки воспламенения:

Чтобы уменьшить "жесткость" первоначального сгорания на старых "дизелях" применяли форсунки с предвпрыском — за счёт двупружинной конструкции такая форсунка начинала подачу через жиклёр меньшего сечения:

На новых дизелях подобную функцию реализуют за счёт быстродействия запорного элемента современных форсунок с электронным управлением — перед подачей основной порции топлива такая форсунка кратковременно открывается и впрыскивает небольшую запальную дозу:

После того как воспламенится запальная доза дизельного топлива — начинает впрыскиваться основная. Поскольку впрыск осуществляется уже в пламя, при высоких температуре и давлении — предпламенные реакции у каждой капельки топлива занимают минимальное время. Но поскольку даже в условиях высокой температуры испарение каждой капельки — довольно длительный процесс, то и сгорание КАЖДОЙ КАПЕЛЬКИ происходит в течение довольно длительного времени…
На длительность сгорания каждой капельки ДТ также серьёзное влияние оказывает дефицит кислорода ВБЛИЗИ этой конкретной капельки, нарастающий по мере её сгорания.

Потому в идеале в выхлопе "дизельного" двигателя не должно быть молекул топлива, но кислорода будет довольно много даже на режиме максимальной мощности.

Для интенсификации процесса испарения капелек "дизельного" топлива применяют впрыск под очень высоким давлением. За счёт этого размер капелек значительно уменьшается, а площадь поверхности капелек(с которой и происходит испарение) — стремительно увеличивается. К тому же мелкие капельки быстрее прогреваются, что тоже ускоряет испарение и предпламенные реакции.

Поскольку сгорание происходит на границе жидкой среды(топливо) и газообразной(окислитель) — то скорость сгорания лимитируется скоростью ДИФФУЗИИ(перемешивания) молекул топлива и окислителя — соответственно и сгорание в "дизельном" двигателе — ДИФФУЗИОННОЕ(гетерогенное).
Для улучшения процесса перемешивания частиц топлива и воздуха в "дизельных" двигателях уделяют повышенное внимание ТУРБУЛИЗАЦИИ:

Но даже в таких условиях за цикл сгорания значительное количество окислителя до топлива так и не доберётся — потому в "дизельном" двигателе топлива всегда подаётся значительно меньше, чем его можно сжечь ТЕОРЕТИЧЕСКИ. Подробнее здесь — www.drive2.ru/l/473421120691765334/

После того, как ВОСПЛАМЕНИТСЯ всё топливо в камере сгорания — ДАВЛЕНИЕ достигает своего максимума.
В этот момент поршень начинает стремительно набирать скорость и уходить вниз. Но температура ещё некоторое время нарастает(вопреки термодинамике) и не допускает резкого снижения давления в условиях стремительно увеличивающегося объёма камеры сгорания. Тем не менее температура завязана на давление, давление — на объём камеры сгорания, объём камеры сгорания — на положение поршня. А поршень всё стремительнее уходит вниз — вызывая столь же стремительное замедление процессов сгорания…

Эта картина едина для всех двигателей — и "бензиновых" и "дизельных".
Не будем только забывать, что в "бензиновом" двигателе горит ГОМОГЕННАЯ СМЕСЬ, в которой атомы топлива и окислителя находятся в непосредственной атомарной близости, а в "дизельном" двигателе "горят" капельки мелкораспылённого топлива — потому процесс горения идёт параллельно со смесеобразованием.
Именно скорость испарения топлива в дизельном двигателе и определяет максимальные его обороты.

Всё топливо, что не успело сгореть — вылетит в выхлопную трубу. Поскольку процессы сгорания кардинально разные — у "дизельного" двигателя недогоревшее топливо представлено в основном сажей, а у "бензинового" — угарным газом.

Есть интересный момент, который не в состоянии толком объяснить официальная наука.
По всем канонам термодинамики — скорость горения топлива есть величина постоянная при одинаковых условиях.
По факту мы наблюдаем, что процессы сгорания чудесным образом "подстраиваются" под скорость вращения коленчатого вала. Сгорание протекает без особых эксцессов и на 600 оборотах коленвала и на 6000.
И опережение "зажигания" тут совсем не при чём.
Но об этом в следующих сериях.

Привет, кто подскажет ответики на вопросы в конце § 22. ?
§ 22. ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
1) Какой двигатель называют двигателем внутреннего сгорания?
2) Пользуясь рисунком, расскажите, из каких основных частей состоит простейший двс.

3) За сколько тактов происхзодит один рабочий цикл двигателя?
Сколько оборотов делает при этом вал двигателя?
4) Какие процйессы происходят в двигателе в течении каждого из четырех тактов?
Как называют эти такты?
Какую роль играет маховик в двигателе внутреннего сгорания?

Хай, там же в параграфе все написано, как вы читаете? или ленитесь?
§ 22. ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
1. Двигатель внутреннего сгорания - это тепловой двигатель, топливо в котором сгорает прямо в цилиндре внутри самого двигателя.
2. Простейший двигатель внутреннего сгорания состоит из цилиндра, в котором перемещается поршень, соединенный внизу шатуном с коленчатым валом. Два клапана в верхней части цилиндра открываются и закрываются автоматически в нужные моменты. Один клапан служит для подачи в цилиндр горючей смеси, воспламеняющейся от свечи, другой клапан выпускает отработавшие газы.
3. При сгорании горючей смеси в двигателе внутреннего сгорания сначала значительно повышается температура до 1600°C-l800°C и давление на поршень возрастает, газы, расширяясь, толкают поршень и коленчатый вал, совершая механическую работу. Газы при этом охлаждаются, так как часть их внутренней энергии превращается в механическую энергию.
4. Рабочий цикл двигателя происходит за четыре хода (такта) поршня, при этом коленчатый вал делает два оборота.
5. Такты поршня имеют названия в соответствии с происходящими в них процессами: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. Впуск - поршень движется вниз, в цилиндре создается разряжение, открывается клапан и в цилиндр поступает горючая смесь, клапан закрывается, коленчатый вал совершает пол-оборота. Сжатие - коленчатый вал продолжает поворот, поршень движется вверх и сжимает горючую смесь, она воспламеняется от искры и быстро сгорает. Рабочий ход - поршень под давлением газов опускается вниз, передавая толчок шатуну и коленчатому валу с маховиком при закрытых клапанах. В конце третьего такта открывается другой клапан для выпуска продуктов сгорания в атмосферу. Выпуск - поршень движется вверх, продукты сгорания выходят через клапан, в конце такта клапан закрывается.
6. Маховик, обладая значительной инерционностью, необходим для передачи движения поршню в следующих тактах.

Какое физическое преобразование лежит в основе работы двигателя внутреннего сгорания?

Прочитайте текст и выполните задания 14 и 15.

Двигатель внутреннего сгорания

Главная особенность любого двигателя внутреннего сгорания состоит в том, что топливо воспламеняется непосредственно внутри его рабочей камеры, а не в дополнительных внешних носителях. В процессе работы химическая и тепловая энергия от сгорания топлива преобразуется в механическую работу. Принцип работы ДВС основан на физическом эффекте теплового расширения газов, которое образуется в процессе сгорания топливно-воздушной смеси под давлением внутри цилиндров двигателя.

При пуске двигателя в его цилиндры через впускные клапаны впрыскивается воздушно-топливная смесь и воспламеняется там от искры свечи зажигания. При сгорании и тепловом расширении газов от избыточного давления поршень приходит в движение, передавая механическую работу на вращение коленвала. Работа поршневого двигателя внутреннего сгорания осуществляется циклически. Данные циклы повторяются с частотой несколько сотен раз в минуту. Это обеспечивает непрерывное поступательное вращение выходящего из двигателя коленчатого вала.

Такт — это рабочий процесс, происходящий в двигателе за один ход поршня, точнее, за одно его движение в одном направлении, вверх или вниз. Цикл — это совокупность тактов, повторяющихся в определённой последовательности. По количеству тактов в пределах одного рабочего цикла ДВС подразделяются на двухтактные (цикл осуществляется за один оборот коленвала и два хода поршня) и четырёхтактные (за два оборота коленвала и четыре ходя поршня). При этом, как в тех, так и в других двигателях, рабочий процесс идёт по следующему плану: впуск; сжатие; сгорание; расширение и выпуск.

В двухтактных ДВС работа поршня ограничивается двумя тактами, он совершает гораздо меньшее, чем в четырёхтактном двигателе, количество движений за определённую единицу времени. Минимизируются потери на трение. Однако выделяется большая тепловая энергия, и двухтактные двигатели быстрей и сильнее греются. В двухтактных двигателях поршень заменяет собой клапанный механизм газораспределения, в ходе своего движения в определённые моменты открывая и закрывая рабочие отверстия впуска и выпуска в цилиндре. Худший, по сравнению с четырёхтактным двигателем, газообмен является главным недостатком двухтактной системы ДВС. В момент удаления выхлопных газов теряется определённый процент не только рабочего вещества, но и мощности. Сферами практического применения двухтактных двигателей внутреннего сгорания стали мопеды и мотороллеры; лодочные моторы, газонокосилки, бензопилы и т. п. маломощная техника.

На автомобилях устанавливают двигатели внутреннего сгорания (ДВС), у которых топливо сгорает внутри цилиндра. В основу их действия положено свойство газов расширяться при нагревании.

Рассмотрим принцип устройства и работы двигателя внутреннего сгорания, а также его рабочие циклы.

Рабочий цикл четырехтактного бензинового двигателя

Рабочим циклом двигателя называется периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя и обусловливающих превращение тепловой энергии в механическую работу. Если рабочий цикл совершается за два хода поршня, т.е. за один оборот коленчатого вала, то такой двигатель называется двухтактным.

Автомобильные двигатели работают, как правило, по четырехтактному циклу, который совершается за два оборота коленчатого вала или четыре хода поршня и состоит из тактов впуска, сжатия, расширения (рабочего хода) и выпуска.

Принцип работы ДВС (для просмотра нажмите на кнопку иллюстрации)
Крайние положения поршня, при которых он наиболее удален от оси коленчатого вала или приближен к ней, называются верхней и нижней «мертвыми» точками (ВМТ и НМТ). Подробнее в статье как устроен двигатель внутреннего сгорания.

Впуск. По мере того, как коленчатый вал двигателя делает первый полуоборот, поршень перемещается от ВМТ к НМТ, впускной клапан открыт, выпускной клапан закрыт. В цилиндре создается разряжение, вследствие чего свежий заряд горючей смеси, состоящий из паров бензина и воздуха, засасывается через впускной газопровод в цилиндр и, смешиваясь с остаточными отработавшими газами, образует рабочую смесь.

Сжатие. После заполнения цилиндра горючей смесью при дальнейшем вращении коленчатого вала (второй полуоборот) поршень перемещается от НМТ к ВМТ при закрытых клапанах. По мере уменьшения объема температура и давление рабочей смеси повышаются.

Расширение или рабочий ход. В конце такта сжатия рабочая смесь воспламеняется от электрической искры и быстро сгорает, вследствие чего температура и давление образующихся газов резко возрастает, поршень при этом перемещается от ВМТ к НМТ. В процессе такта расширения шарнирно связанный с поршнем шатун совершает сложное движение и через кривошип приводит во вращение коленчатый вал.

При расширении газы совершают полезную работу, поэтому ход поршня при третьем полуобороте коленчатого вала называют рабочим ходом. В конце рабочего хода поршня, при нахождении его около НМТ открывается выпускной клапан, давление в цилиндре снижается до 0.3 - 0.75 МПа, а температура до 950 - 1200 о С.

Выпуск. При четвертом полуобороте коленчатого вала поршень перемещается от НМТ к ВМТ. При этом выпускной клапан открыт, и продукты сгорания выталкиваются из цилиндра в атмосферу через выпускной газопровод.

Рабочий цикл четырехтактного дизеля

В отличие от бензинового двигателя, при такте 'впуск' в цилиндры дизеля поступает чистый воздух. Во время такта 'сжатие' воздух нагревается до 600 о С. В конце этого такта в цилиндр впрыскивается определенная порция топлива, которое самовоспламеняется.

Впуск. При движении поршня от ВМТ к НМТ вследствие образующегося разряжения из воздушного фильтра в цилиндр через открытый впускной клапан поступает атмосферный воздух. Давление воздуха в цилиндре составляет 0.08 - 0.095 МПа, а температура 40 - 60°С.

Сжатие. Поршень движется от НМТ к ВМТ, впускной и выпускной клапаны закрыты, вследствие этого перемещающийся вверх поршень сжимает поступивший воздух. Для воспламенения топлива необходимо, чтобы температура сжатого воздуха была выше температуры самовоспламенения топлива. При ходе поршня к ВМТ цилиндр через форсунку впрыскивается дизельное топливо, подаваемое топливным насосом.

Расширение или рабочий ход. Впрыснутое в конце такта сжатия топливо, перемешиваясь с нагретым воздухом, воспламеняется, и начинается процесс сгорания, характеризующийся быстрым повышением температуры и давления. При этом максимальное давление газов достигает 6 - 9 МПа, а температура 1800 - 2000°С. Под действием давления газов поршень перемещается от ВМТ в НМТ - происходит рабочий ход. Около НМТ давление снижается до 0.3 - 0.5 МПа, а температура до 700 - 900 о С.

Выпуск. Поршень перемещается от НМТ в ВМТ и через открытый выпускной клапан отработавшие газы выталкиваются из цилиндра. Давление газов снижается до 0.11 - 0.12 МПа, а температура до 500-700 о С. После окончания такта выпуска при дальнейшем вращении коленчатого вала рабочий цикл повторяется в той же последовательности.

Более подробно про работу дизеля в статье Дизельные двигатели. Устройство и принцип работы.

Принцип работы многоцилиндровых двигателей

На автомобилях устанавливают многоцилиндровые двигатели. Чтобы многоцилиндровый двигатель работал равномерно, такты расширения должны следовать через равные углы поворота коленчатого вала (т. е. через равные промежутки времени).

Последовательность чередования одноименных тактов в цилиндрах называют порядком работы двигателя. Порядок работы большинства четырехцилиндровых двигателей 1-3-4-2 или 1-2-4-3. Это означает, что после рабочего хода в первом цилиндре следующий рабочий ход происходит в третьем, затем в четвертом и, наконец, во втором цилиндре. Определенная последовательность соблюдается и в других многоцилиндровых двигателях.

Диаграмма работы двигателя по схеме 1-2-4-3
Многоцилиндровые двигатели бывают рядными и V-образными. В рядных двигателях цилиндры расположены вертикально, а в V-образных — под углом. Последние характеризуются меньшей габаритной длиной по сравнению с первыми. Современные восьмицилиндровые двигатели выполняют двухрядными с V-образным расположением цилиндров.

Читайте также: