Классификация двигателей внутреннего сгорания. Основные механизмы и системы ДВС

Двигателем называется машина, преобразующая какой-либо вид энергии в механическую работу.

На современных автомобилях и тракторах применяются тепловые двигатели внутреннего сгорания, в которых процесс сгорания топлива и превращение выделяемого при этом тепла в механическую работу происходит внутри цилиндра двигателя.

Все двигатели внутреннего сгорания принято классифицировать по:

– роду применяемого топлива – двигатели, работающие на жидком топливе (бензине или дизельном топливе), и двигатели, работающие на газообразном топливе (сжатом и сжиженном газе);

– способу смесеобразования и воспламенения рабочей смеси – двигатели с внешнем смесеобразованием и электрическим зажиганием рабочей смеси (карбюраторные) и двигатели с внутренним смесеобразованием и воспламенением топлива от высокой температуры сжатого воздуха (дизельные);

– способу осуществления рабочего цикла – двигатели четырех-тактные, в которых рабочий цикл совершается за четыре такта (хода поршня) или за два оборота коленчатого вала, и двигатели двух-тактные, в которых рабочий цикл совершается за два такта (один оборот коленчатого вала);

– числу и расположению цилиндров – двигатели одноцилиндровые и многоцилиндровые; однорядные (цилиндры расположены в один ряд) и двухрядные (V-образные), когда два ряда цилиндров расположены под углом друг к другу;

– рабочему объему;

– способу охлаждения – с жидкостным или воздушным охлаждением.

Выбор типа двигателя зависит от его назначения и предъявляемых к нему требований по части топлива, габаритных размеров, мощности и других показателей. На лесных тракторах применяются четырехтактные многоцилиндровые дизельные двигатели, для запуска которых часто используют одно- и двухцилиндровые двухтактные карбюраторные двигатели. На автомобилях, как правило, используются четырехтактные многоцилиндровые карбюраторные или дизельные двигатели с запуском от электрического стартера.

Основные механизмы и системы ДВС

Двигатель внутреннего сгорания (рис) состоит из следующих механизмов и систем.

1 – шестерни привода распределительного вала,

2 – распределительный вал, 3 – толкатели,

4 – штанги, 5 – поршень, 6 – головка цилиндра,

7 – коромысла, 8 – пружины, 9 – карбюратор,

10 – направляющая втулка, 11 – свеча зажигания, 12 – клапан, 13 – цилиндр, 14 – рубашка охлаждения, 15 – поршневой палец, 16 – блок-картер, 17 – шатун, 18 – маховик, 19 – коленчатый вал, 20 – поддон.

Основные понятия и определения двигателя.

Поршень 2 совершает возвратно-поступательное движение и может занимать два крайних положения − верхнее и нижнее. Прямолинейное движение поршня посредством шатуна 3 и кривошипа 4 преобразовывается во вращательное движение коленчатого вала 5.

Положение поршня в цилиндре 1, при котором он наиболее удален от оси коленчатого вала двигателя, называется верхней мертвой точкой (ВМТ), а положение, при котором поршень наиболее приближен − нижней мертвой точкой (НМТ).

Путь, пройденный поршнем от одной мертвой точки до другой, называется ходом поршня (S). Часть рабочего процесса, совершаемая за один ход поршня, называется тактом. Каждому ходу поршня соответствует поворот коленчатого вала на 180º (полуоборот).

Движение поршня сопровождается изменением объема между днищем поршня и головкой цилиндра.

1 – цилиндр, 2 – поршень,

3 – шатун, 4 – кривошип,

5 – коленчатый вал.

Пространство (объем), образующееся в ВМТ над поршнем, называется объемом камеры сгорания (Vc).

Объем, освобождаемый поршнем при его перемещении от ВМТ до НМТ, называется рабочим объемом цилиндра (Vh).

где D – диаметр цилиндра, мм; S – ход поршня, мм.

Объем, образующийся над поршнем, при положении его в НМТ называется полным объемом цилиндра (Vа) и включает в себя рабочий объем цилиндра и объем камеры сгорания.

Сумма рабочих объемов всех цилиндров, выраженная в литрах, называется рабочим объемом двигателя (V'h).

где i – число цилиндров двигателя.

Отношение полного объема цилиндра Vа к объему камеры сгорания Vc наз-ся степенью сжатия (ε).

Величина степени сжатия (ε) показывает, во сколько раз сжимается рабочая смесь или воздух, находящиеся в цилиндре, при перемещении поршня от НМТ до ВМТ.