Раздел 1 Двигатели 1.1 Общие сведения о двигателях

Двигатель - это энергосиловая машина, преобразующая какой-либо вид энергии в механическую энергию. На автомобилях применяются поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС).

Классификация двигателей. Поршневые двигатели внутреннего сгорания класси­фицируют по следующим признакам:

по назначению - транспортные; стационарные;

по способу осуществления рабочего цикла - двухтактные; четырехтактные;

по способу смесеобразования - с внешним; с внутренним;

по способу воспламенения - принудительное (искровое); самовоспламенение (от сжа­тия);

по виду топлива - бензиновые; газовые; дизели;

по числу цилиндров - одноцилиндровые; многоцилиндровые;

по расположению цилиндров (рис. 1)-рядные: V-образные; оппозитные.

Устройство и основные параметры двигателя. Двигатель состоит из механизмов и систем, выполняющих определенные функции:

5. Система питания 6. Система зажигания 7. Система пуска

1. Кривошипно-шатунный механизм (КШМ)

2. Газораспределительный механизм (ГРМ)

3. Система охлаждения

4. Система смазки

Принцип действия двигателя внутреннего сгорания. Принцип действия ДВС рас­смотрим на примере одноцилиндрового четырехтактного карбюраторного двигателя.

В цилиндре находится поршень с кольцами, соединенный с коленчатым валом при помощи пальца и шатуна. При вращении коленчатого вала поршень движется возвратно-поступательно. Одновременно с коленчатым валом вращается распределительный вал, кото­рый открывает и закрывает впускной и выпускной клапаны. При перемещении поршня вниз открывается впускной клапан и в цилиндр поступает смесь топлива с воздухом. При движе­нии поршня вверх происходит сжатие смеси и ее воспламенение от искры. Топливо сгорает и создает давление на поршень. Под действием этого давления поршень движется вниз и через шатун передает воздействие на коленчатый вал. При движении поршня вверх открывается выпускной клапан и из цилиндра удаляются отработавшие газы.

Параметры работы двигателя. С работой двигателя связаны следующие параметры (рис-2):

верхняя мертвая точка (ВМТ) - крайнее верхнее положение поршня;

нижняя мертвая точка (НМТ) - крайнее нижнее положение поршня;

ход поршня - расстояние между ВМТ и НМТ;

такт- часть рабочего цикла, происходящая за один ход поршня;

объем камеры сгорания - объем пространства над поршнем при его положении в ВМТ;

рабочий объем цилиндра - объем пространства, освобождаемого поршнем при переме­щении его от ВМТ к НМТ;

полный объем цилиндра - объем пространства над поршнем при его нахождении в НМТ;

степень сжатия - отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Степень сжатия: а карбюраторных двигателях - 6,5-10,0; в дизелях - 14-21.

Рис. 2. Схема одноцилиндрового дизеля: 1 - головка цилиндров; 2 - коромысло; 3 - форсунка; 4 — выпускной клапан; 5 - впускной клапан; 6 - цилиндр: 7 - поршень; 8 — поршневой палец; 9 — ша­тун; 10 - маховик; 11 - картер; 12 - коленчатый вал; 13 - шестерня привода распределительного вала; 14 - распределительный вал; 15 - топливный насос; 16 - передаточные детали: 17 - воздухоочисти­тель; I - положение поршня в верхней мертвой точке; II - положение поршня в нижней мертвой точке

Рабочие циклы. Рабочим циклом называется совокупность периодически повторяю­щихся в цилиндрах двигателя процессов, обусловливающих его непрерывную работу. К этим процессам относятся (рис. 3): впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск.

Рис. 3. Схема работы четырехтактного одноцилиндрового двигателя: I - впуск; II - сжатие; III - рабочий ход; IY - выпуск.

Процесс, происходящий в цилиндре за один ход поршня, называется тактом. Если рабочий цикл происходит за два оборота коленчатого вала (за четыре хода поршня), то такой двигатель называется четырехтактным, если за один оборот коленчатого вала (за два хода поршня) - то двухтактным.

Рассмотрим в сравнении (табл. 2), какие процессы происходят в цилиндре на каждом такте у карбюраторного двигателя и дизеля (рис. 4а), условно принимая, что каждый такт на­чинается и заканчивается в одной из мертвых точек.

Последовательность чередования (за рабочий цикл) одноименных тактов в различных цилиндрах двигателя называют порядком работы цилиндров двигателя (рис. 46, в).