Обозначаване и конструиране на двигател с вътрешно горене

Повече от сто години двигателите с вътрешно горене са били използвани като задвижващи механизми за повечето машини и механизми. В началото на 20-ти век те заменят парния двигател на външното горене. ICE е най-икономичният и ефикасен сред другите двигатели. Нека да разгледаме устройството на двигател с вътрешно горене.

История на творението

Историята на тези агрегати започна преди около 300 години. Тогава Леонардо да Винчи разработи първия проект на примитивен двигател. Развитието на това звено даде тласък на сглобяването, тестването и непрекъснатото усъвършенстване на ICE.

През 1861 г., според чертежите, които напускат света на Da Vinci, създават първия двутактов двигател. След това никой не помисли, че такива инсталации ще бъдат оборудвани с всички автомобили и друго оборудване, въпреки че тогава са използвани парни агрегати върху железопътното оборудване.

Първият, който използваше ICE върху автомобилите, беше Хенри Форд. Той беше първият, който написа книга за дизайна и работата на ICE. Ford беше първият, който изчисли ефективността на тези двигатели.

Класификация на ICE

В процеса на развитие, изграждането на двигател с вътрешно горене стана по-сложно. Неговото назначаване в същото време остана същото. Има няколко основни вида ICE, които са най-ефективни днес.

Първият по отношение на ефективността и икономичността - бутални единици. В тези единици енергията, генерирана от изгарянето на горивната смес, се превръща в движение чрез система от свързващи пръти и колянов вал.

Общото разположение на двигателя с вътрешно горене на карбуратора не се различава от другите двигатели. Но горимата смес се приготвя директно в карбуратора. Инжектирането се извършва в общ колектор, откъдето под влияние на разреждане сместа навлиза в цилиндрите, където след това се запалва от електрическо изпускане на свещта.

Инжекционният двигател се различава от карбуратора, тъй като горивото се доставя на всеки цилиндър директно през отделни инжектори. След това, след като бензинът е смесен с въздух, горивото се запалва от искра на свещта.

Дизеловият двигател е различен от бензина. Обмислете накратко проектирането на дизелов двигател с вътрешно горене. Тук свещите не се използват за запалване. Това гориво гори под въздействието на високо налягане. В резултат на това дизеловото гориво се нагрява. Температурата надвишава температурата на изгаряне. Инжектирането се извършва с помощта на инжектори.

Роторно-буталните двигатели също се отнасят към ICE. В тези единици топлинната енергия от изгарянето на горивото действа върху ротора. Тя има специална форма и специален профил. Траекторията на движението на ротора е планетарна (елементът е вътре в специална камера). Роторът изпълнява едновременно огромен брой функции - това е разпределението на газа, функцията на коляновия вал и буталото.

Има газови турбинни двигатели. В тези единици топлинната енергия се преобразува чрез ротор с клиновидни ножове. Тогава тези механизми карат турбината да се върти.

Най-надеждните, които не изискват честа поддръжка и икономични са буталните двигатели. Ротари практически не се използват в масовото автомобилно инженерство. Сега моделите на автомобили, оборудвани с ротационни бутални двигатели, се произвеждат само от японски "Mazda". Опитните автомобили с газови турбинни двигатели през 60-те произвеждат "Chrysler", а след това не се завръщат повече автомобили в тези инсталации. В Съветския съюз газовите турбинни двигатели са били краткотрайни с някои модели танкове и амфибийни кораби. Но след това беше решено да се откажат от такива двигатели. Ето защо разглеждаме устройството на двигател с вътрешно горене - те са най-популярните и ефективни.

Устройство ICE

В корпуса на двигателя има няколко системи. Това е блок от цилиндри, в който са разположени същите камери за горене. Във втората горивната смес гори. Също така, двигателят се състои от колянов механизъм, предназначен да преобразува енергията на буталата в ротация на коляновия вал. В корпуса на силовия агрегат има и механизъм за разпределение на газта. Неговата задача е да осигури своевременно отваряне и затваряне на всмукателните и изпускателните клапани. Двигателят не може да работи без система за впръскване, запалване и без изпускателна система.

Когато задвижването се стартира в цилиндрите, смес от гориво и въздух се подава през отворените всмукателни вентили. След това се запалва от електрическото разреждане на свещта. Когато сместа се запали и газовете започват да се разширяват, налягането върху буталото ще се увеличи. Последният ще се движи и ще доведе до завъртане на коляновия вал.

Конструкцията и работата на двигателя с вътрешно горене са такива, че двигателят работи в определени цикли. Тези цикли се повтарят постоянно с висока честота. Това осигурява непрекъснато въртене на коляновия вал.

Принципът на работа на двутактовата ICE

Когато двигателят започне, буталото, което се задвижва от въртенето на коляновия вал, започва да се движи. Когато достигне най-ниската си точка и започне да се движи нагоре, към цилиндъра се подава гориво.

При придвижване нагоре буталото компресира сместа. Когато достигне горния мъртъв център, свещът запалва сместа поради електрически разряд. Газовете незабавно се разширяват и бутнете буталото надолу.

След това изпускателният клапан на цилиндъра се отваря, а продуктите от изгарянето излизат от цилиндрите в изпускателната система. След това отново достигайки долната точка, буталото ще започне да се движи нагоре. Коляновият вал ще направи един завой.

Когато започне новото движение на буталото, смукателните клапани ще се отворят отново и ще се подаде горивна смес. Той ще заема целия обем, който заемат продуктите от горенето, и цикълът ще се повтори отново. Поради факта, че буталата в тези двигатели работят само в два цикъла, се наблюдава по-малко движение, за разлика от четиритактовата ICE. Загубите от триене на частите са намалени. Но тези двигатели стават по-горещи.

При двутактовите двигатели буталото също играе ролята на механизъм за разпределение на газта. По време на движението отворите за отваряне на горивната смес и изпускането на отработените газове се отварят и затварят. Най-лошият обмен на газ в сравнение с четиритактовите двигатели е основният недостатък на такива двигатели. По време на отработените газове е значително изгубена мощност.

В момента двутактовите двигатели се използват в мотопеди, скутери, лодки, бензинови триони и други съоръжения с ниска мощност.

четиритактов

Разположението на двигател с вътрешно горене от този тип се различава леко от двутактовия двигател. Принципът на действие също е малко по-различен. Има четири цикъла на въртене на коляновия вал.

Първата стъпка е да заредите горивната смес в цилиндъра на двигателя. Двигателят под влияние на разреждането изсмуква сместа в бутилката. Буталото в цилиндъра в този момент е изпратено надолу. Входящият вентил е отворен и пръсканият бензин, заедно с въздуха, ще влезе в горивната камера.

Следва компресията. Вентилът за затваряне се затваря и буталото се движи нагоре. Същевременно сместа в цилиндъра е значително компресирана. Поради налягането сместа се нагрява. Налягането увеличава концентрацията.

След това идва третият работен удар. Когато буталото почти достигне горното си положение, системата за запалване се задейства. На свещта блести искра и сместа се запалва. Благодарение на моменталното разширяване на газовете и разпространението на енергията от експлозията буталото под налягане се придвижва надолу. Този цикъл в работата на четиритактов двигател е основният. Другите три ленти не оказват влияние върху създаването на произведението и са помощни.

Четвъртата фаза започва във фазата на освобождаване. Когато буталото достигне дъното на горивната камера, изпускателният вентил се отваря, а изгорелите газове излизат първо в изпускателната система и след това в атмосферата.

Ето и устройството и принципа на четиритактовия двигател с вътрешно горене, който е монтиран под капака на повечето автомобили.

Спомагателни системи

Ние разгледахме конструкцията на двигател с вътрешно горене. Но всеки двигател няма да може да работи, ако не е оборудван с допълнителни системи. Ще ги опишем по-долу.

запалване

Тази система е част от електрическото оборудване. Той е проектиран да образува искри, които запалват горивната смес.

Системата включва батерия и генератор, ключалка за запалване, серпентина, както и специално устройство - разпределител на запалването.

Входна система

Необходимо е въздухът да потече в двигателя без никакви прекъсвания. Необходим е кислород за образуване на смес. Само по себе си бензинът няма да изгори. Трябва да се отбележи, че в карбураторите входът е само филтър и въздуховоди. Системата за всмукване на съвременните автомобили е по-сложна. Той включва въздушен вход под формата на дюзи, филтър, клапан за газта и всмукателен колектор.

Система за захранване

От принципа на изграждане на двигател с вътрешно горене знаем, че двигателят се нуждае от нещо, което да гори. Това е бензин или дизел. Системата за захранване осигурява захранване с гориво по време на работа на двигателя.

В най-примитивния случай тази система се състои от резервоар, както и горивен тръбопровод, филтър и помпа, която осигурява гориво на карбуратора. При инжектиращите автомобили енергийната система се управлява от компютъра.

Смазваща система

Смазочната система включва маслена помпа, тава за оттичане, маслен филтър. При дизеловите и мощните бензинови двигатели има и радиатор за почистване на смазочните материали. Помпата се задвижва от коляновия вал.

заключение

Това е двигателят с вътрешно горене. Устройството и принципът на функционирането му са взети под внимание, а сега е ясно как работи автомобилът, верижният трион или дизеловият генератор.