Вопрос 10 Реальные и идеальные циклы Виды поршневых двс

 

Рабочим телом в ДВС являются в начале воздух или смесь воздуха с топливом, а в конце – смесь газов, образовавшаяся при сгорании топлива. Теплота к рабочему телу подводится от сжигаемого топлива внутри цилиндров двигателя, в которых расширяющийся от нагревания газ перемещает поршень. Полученная газом энергия частично расходуется на совершение механической работы, остальная часть отдается окру­жающей среде.

Основными элементами любого поршневого ДВС являются цилиндр 1 с поршнем 2, возвратно-поступательное движение которого преобразуется во вращательное движение коленчатого вала 8 с помощью кривошипно-шатунного механизма 6, 7 (рис. 1). В верхней части цилиндра размещены впускной 4 и выпускной 5 клапаны, приводимые в движение от главного вала двигателя, а также свеча зажигания 3 топливной смеси (или форсунка дляраспыления топлива). Помимо этого у ДВС имеются механизм газораспределения, системы питания топливом, зажигания, смазки, охлаждения и регулирования (на рисунке не показаны).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Схема поршневого ДВС

 

В возвратно-поступательном движении поршня различают два крайних положения: верхнее и нижнее, в которых поршень меняет направление движения на обратное. Эти положения называются мертвыми точками.Расстояние между мертвыми точками называют ходом поршня S, а перемещение поршня из ВМТ в НМТ или наоборот – тактом. Внутренний объем цилиндра в пределах хода поршня называют рабочим объемом цилиндра.

Часть объема цилиндра, заключенную между крышкой и торцом поршня, находящегося в ВМТ, называют камерой сгорания.

Для обеспечения наиболее полного сгорания топлива оно должно быть хорошо перемешано с воздухом. Смесь распыленного в воздухе топлива, предназначенного для сжигания, называют рабочей смесью, а процесс приготовления ра­бочей смеси – смесеобразованием.

По способу приготовления горючей смеси ДВС подразде­ляются на две группы: с внешним и внутренним смесеобразо­ванием.

К двигателям с внешним смесеобразованием относятся карбюраторные и газовые двигатели. Рабочая смесь в них при­готавливается в специальном устройстве – карбюраторе (при работе на бензине или керосине) илисмесителе (при работе на газовом топливе). В этом случае в камеру сгорания подается уже готовая рабочая смесь, которая воспламеняется принудительно от элект­рической искры (свечи зажигания).

В двигателях с внутренним смесеобра­зованием приготовление рабочей смеси происходит внутри рабочего цилиндра, куда воздух и топливо подаются раздельно.  Сначала поршень сжимает чистый воздух до давления 3-4 МПа, вследствие чего его температура в конце сжатия до­стигает 600-650 °С, затем в камеру сгорания через форсунку впрыскивается жидкое топливо (дизельное или моторное), которое  воспламеняется при смешении с раскаленным воздухом.

По способу осуществления цик­ла ДВС могут быть двух- и четы­рехтактными. В четырехтактном двигателе рабочий цикл осуществляется за четыре хода поршня (такта), т.е. за два оборота вала, а в двухтактном двигателе – за два хода (такта) поршня, т.е. один оборот коленчатого вала.