Работа двигателя внутреннего сгорания

На тракторах применяются двигатели внутреннего сгорания. В зависимости от способа образования горючей смеси и вида применяемого топлива двигатели внутреннего сгорания бывают с внешним и внутренним смесеобразованием.

К двигателям с внешним смесеобразованием относятся бензиновые, работающие на легкоиспаряющемся топливе — бензине, и горючем газе. В бензиновых двигателях горючая смесь приготовляется вне цилиндра и воспламеняется в цилиндре электрической искрой. Бензиновые двигатели используются на тракторах в качестве пусковых двигателей.

К двигателям с внутренним смесеобразованием относятся дизельные, работающие на трудно испаряющемся дизельном топливе.

В дизельных двигателях смесь образуется внутри цилиндров и воспламеняется от соприкосновения распыленного топлива со сжатым воздухом.

Работа двигателя внутреннего сгорания основана на свойстве газов расширяться при нагревании. Если горючую смесь поместить в замкнутую полость и зажечь, то в результате нагрева образующихся газов давление будет повышаться тем больше, чем выше температура газов.

Рассмотрим принцип работы двигателя с внешним смесеобразованием на примере одноцилиндрового поршневого двигателя. Полость цилиндра сверху ограничивается головкой с камерой сгорания, а снизу закрывается поршнем, который может свободно перемещаться в цилиндре. Поршень при помощи пальца и шатуна шарнирно соединяется с кривошипом коленчатого вала. К валу крепится также массивное чугунное колесо-маховик.

Если в полость над поршнем поместить заряд горючей смеси и зажечь, то под давлением образовавшихся газов поршень переместится вниз и через шатун повернет кривошип на полоборота.

Таким образом, поршень совершает прямолинейное поступательное движение вниз, а коленчатый вал — вращательное движение. Маховик, получив заряд кинетической энергии, будет продолжать некоторое время вращать вал с кривошипом и перемещать поршень вверх и вниз. Для подготовки цилиндра к новой вспышке и расширению газов (рабочему ходу) необходимо очистить цилиндр от продуктов сгорания, заполнить его новым зарядом горючей смеси и сжать эту смесь, вернув поршень в исходное положение, т. е. в верх цилиндра. Перемещаясь, поршень выталкивает продукты сгорания через специально открываемое отверстие (эта часть процесса называется выпуск).

После выпуска отработавших газов открывается другое отверстие — впускное; поршень перемещается вниз. и вследствие разрежения цилиндр заполняется горючей смесью — происходит впуск.

Чтобы воспламенить смесь, необходимо вернуть поршень в исходное — верхнее положение и сжать смесь. Эта часть процесса называется сжатием. Таким образом, для одного рабочего хода необходимо произвести три подготовительных — выпуск, впуск и сжатие. Каждый из этих процессов протекает за половину оборота коленчатого вала, а все четыре — рабочий ход, выпуск, впуск и сжатие — за два оборота. Подготовительные процессы в одноцилиндровом двигателе происходят за счет энергии маховика, накопленной им при рабочем ходе.

Рабочий цикл двигателя, протекающий за два оборота коленчатого вала и четыре хода поршня, называется четырехтактным.

Во время работы двигателя поршень достигает то верхнего, то нижнего крайних положений, которые называются соответственно верхней мертвой точкой (в. м. т.) и нижней мертвой точкой (н. м. т.). Путь поршня от в. м. т. к н. м. т. называется ходом поршня. Объем цилиндра, расположенный над поршнем при его положении в в. м. т., называется камерой сгорания.

На трактотрах применяют многоцилиндровые двигатели. В таких двигателях устанавливают несколько цилиндров, шатуны которых связаны с кривошипами общего вала.

Работа многоцилиндрового двигателя более равномерна. В них рабочие такты не совпадают и поэтому подготовительные такты происходят за счет рабочего хода в одном из цилиндров. В этом случае роль маховика снижается, величина его будет небольшой, масса двигателя на единицу мощности уменьшается, а работа двигателя становится более равномерной.

В многоцилиндровых двигателях цилиндры могут располагаться в один ряд вертикально…

или наклонно и в два ряда под углом 90° (реже 60°).

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/407799-rabota-dvigatelja-vnutrennego-sgoranija