Автомобильные инженеры называют двигатель внутреннего сгорания сердцем автомобиля, инженеры модернизируют систему синхронизации, а производителям бензина не стоит беспокоиться о том, что кто-то перейдет на электромобили.
Двигатель внутреннего сгорания
Тепловые двигатели — это машины, которые в процессе работы преобразуют внутреннюю энергию в механическую. Простейшую модель такой машины можно представить в виде металлического цилиндра и плотно установленного поршня, который может перемещаться вдоль цилиндра.
Одним из наиболее распространенных типов тепловых двигателей, встречающихся в нашей повседневной жизни, является двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Содержащееся в нем топливо сгорает непосредственно в цилиндре внутри самого двигателя. О происхождении названия догадаться несложно.
В этом уроке рассказывается о двигателях внутреннего сгорания и о том, как они работают.
Устройство двигателя внутреннего сгорания
Этот тип тепловых двигателей работает на жидком и газообразном топливе. Этими видами топлива являются нефть, бензин, парафин и различные горючие газы.
На рисунке 1 показано поперечное сечение простейшего двигателя внутреннего сгорания.
Двигатель представляет собой прочный металлический цилиндр. Внутри этого цилиндра находится подвижный поршень 3. Поршень соединен с коленчатым валом 5 через шатун 4.
В верхней части двигателя находятся два клапана 1 и 2. При работающем двигателе они автоматически открываются и закрываются в определенное время.
Топливная смесь поступает в цилиндр двигателя через клапан 1. Зажигание от свечи зажигания 6.
Топливная смесь представляет собой смесь горючих газов, частиц жидкого топлива и паров топлива и воздуха (кислорода).
Отработанные газы выходят через клапан 2.
Сгорание топливной смеси происходит регулярно в цилиндре. Например, смесь паров бензина и воздуха при сгорании. Образуются продукты сгорания. Их температура во время этого процесса достигает высоких значений — 1600-1800 °C$. Это резко увеличивает давление на поршень.
Эти газы (продукты сгорания) толкают плунжер. При движении поршня движется и коленчатый вал. Таким образом, газы совершают механическую работу. Это означает, что часть внутренней энергии газов преобразуется в механическую энергию. В результате внутренняя энергия газов уменьшается — они начинают охлаждаться.
Мертвые точки, ход поршня и такты двигателя
Для более детального изучения операционной системы двигателя необходимо новое определение.
Поршни могут перемещаться внутри цилиндра. В самом простом типе рассматриваемого нами устройства они могут двигаться вверх и вниз.
Мертвая точка — это крайнее значение положения поршня на цилиндре.
Ход поршня — это расстояние, которое проходит поршень от одной мертвой точки до другой.
Рассматриваемый нами двигатель внутреннего сгорания называется четырехтактным.
Четырехтактный двигатель — это двигатель, в котором происходит четырехтактный цикл.
Ход поршня в таком двигателе происходит за пол-оборота коленчатого вала.
В 1893 году он запатентовал свой тепловой двигатель. Первый дизельный двигатель Рудольфа был построен в 1897 году на «Аугсбургском машиностроительном заводе». Его мощность составляла 20 л.с. при 172 об/мин. Этот двигатель весил 5 тонн. Дизельный двигатель был четырехтактным.
Двигатель внутреннего сгорания: устройство и принцип работы
Двигатели внутреннего сгорания являются основным силовым агрегатом автомобилей, мотоциклов, тракторов, комбинированных и других машин во всем мире уже почти столетие. Придя на смену двигателям внешнего сгорания (локомотивам) в начале 20-го века, самый эффективный тип двигателя остался в первых двух столетиях. В данной статье подробно рассматривается принцип работы различных типов двигателей внутреннего сгорания, их основные вспомогательные системы и их конструкция.
Определение и общие особенности работы ДВС
Главной особенностью двигателей внутреннего сгорания является то, что топливо не учитывается непосредственно в камере сгорания, а не с помощью дополнительного внешнего носителя. Во время работы химическая и тепловая энергия от сгорания топлива преобразуется в механическую. Принцип работы двигателей внутреннего сгорания основан на естественном явлении теплового расширения газов, образующихся при сгорании топливной смеси под давлением в цилиндре двигателя.
Эволюция двигателей внутреннего сгорания привела к появлению следующих проверенных типов этих двигателей
- Пистолеты двигателей внутреннего сгорания. В них рабочая камера находится внутри роликов, а тепловая энергия преобразуется в механическую посредством кривошипно-шатунного механизма, который передает мощность на коленчатый вал. Писторы.
- Основан на карбюраторе, в котором воздушно-капельная смесь формируется в карбюраторе, впрыскивается в цилиндр и воспламеняется там искрой от свечи зажигания.
Более подробную информацию о работе, устройстве и принципе работы карбюраторов можно найти здесь: Карбюраторы: устройство и функции
Двигатели Pinithian — самые надежные, неприхотливые и экономичные в потреблении и регулярном обслуживании.
Автомобили с другими типами двигателей внутреннего сгорания могут быть занесены в красную книгу. Сегодня только Mazda производит автомобили с роторно-поршневыми двигателями. Компания Chrysler реализовала экспериментальный ряд автомобилей со стальным двигателем на природном газе, но это было сделано в 1960-х годах, и никто из автопроизводителей больше не возвращался к этому вопросу. В СССР двигатели с газовым приводом устанавливались на танки Т-80 и «Зубр», но позже было решено отказаться от этого типа двигателя. В этой связи давайте рассмотрим поршневые двигатели внутреннего сгорания, которые «завоевали мировое господство».
Устройство двигателя внутреннего сгорания
Корпус двигателя объединен в единую организацию.
- Поршень движется в блоке цилиндров, топливно-воздушной смеси и в камере сгорания, где происходит воспламенение газов этого сгорания.
- Заводной механизм, который передает энергию движения на вал коленчатого вала.
- Механизм синхронизации, который обеспечивает синхронность открытия и закрытия клапанов для впуска/выпуска топливной смеси и выхлопных газов
- Впрыскивание и воспламенение смеси в дыхательных путях, в
- системы удаления продуктов сгорания (выхлопные газы).
Резка четырехлетнего двигателя внутреннего сгорания
Когда двигатель запускается, топливно-воздушная смесь впрыскивается через впускной клапан в валы двигателя и воспламеняется там свечой зажигания. В результате сгорания и теплового расширения газов от избыточного давления поршень начинает двигаться, передавая механическую задачу вращению коленчатого вала.
Поршневые двигатели внутреннего сгорания работают по кругу. Эти круги повторяются сотни раз в минуту. Это обеспечивает постоянное вращение коленчатого вала, выходящего из двигателя.
Определите термины. Ход поршня — это рабочий процесс, который происходит в двигателе во время хода поршня. Точнее, это движение в одном направлении, вверх или вниз. Цикл — это набор штрихов, повторяющихся в определенном порядке. МЭК подразделяется на двухтактный (один оборот коленвала и два оборота поршня) и четырехтактный (два оборота коленвала и четыре оборота поршня), в зависимости от количества движений в одном Цикл. Процессы сгорания в обоих двигателях следующие: впуск, сжатие, сгорание, расширение и выхлоп.
Принципы работы двигателей внутреннего сгорания.
-Принцип работы двухтактного двигателя.
Когда двигатель запускается, поршень, влекомый вращением коленчатого вала, начинает двигаться. Когда поршень достигает нижней мертвой точки (BDC) и движется вверх, воздушная смесь подается в камеру сгорания цилиндра.
Поршень сжимает смесь во время движения вверх. Как только поршень достигает верхней мертвой точки (TDC), искра от свечи зажигания поджигает смесь. Пары топлива, которые мгновенно расширяются при горении, быстро толкают плунжер обратно в нижнюю мертвую точку.
Теперь выпускной клапан открыт, и горячие выхлопные газы выбрасываются из камеры сгорания. После повторного прохождения через ТДЦ плунжер продолжает двигаться к ТДЦ. За это время коленчатый вал совершает один оборот.
При новом движении поршня впускной канал с воздухом снова открывается, замещая весь объем выхлопа, и весь процесс повторяется. Поршни в этих двигателях работают в двухтактном режиме и поэтому перемещаются гораздо меньше раз в единицу времени, чем в четырехтактных двигателях. Потери на трение сведены к минимуму. Однако при этом выделяется больше тепловой энергии, и двухтактный двигатель нагревается все быстрее.
Это означает, что первый проход процесса — это одновременное выполнение впуска и сжатия, а второй проход — это когда поршень опускается под давлением топлива и продукты сгорания выходят из коллектора.
Топливо
Все двигатели, используемые в модели, являются двухтактными. Они обладают большей мощностью и надежностью, но более экономичны по расходу топлива, чем четырехтактные двигатели. Двухтактные двигатели не имеют независимой системы смазки, поэтому масло добавляется в само топливо. Для бензиновых двигателей смесь составляется в соотношении 20/1. 20 частей бензина к 1 части масла. Для двигателей накаливания — 80 процентов метилового спирта к 20 процентам масла. При использовании двигателя, работающего на ламповом топливе, учтите, что метан токсичен, летуч и легко воспламеняется. Всегда строго соблюдайте технику безопасности. Настоятельно рекомендуется использовать готовую нитрометановую топливную смесь, а не смешивать собственное топливо. В настоящее время в моделях доступны различные виды топлива. Найти их не должно быть слишком сложно.
Примеры топливных пакетов для двигателей накаливания
Устройство модельного калильного ДВС
Хотя двигатели модели имеют простую конструкцию, мы не рекомендуем разбирать или ремонтировать двигатель самостоятельно. Кроме того, следует помнить, что, несмотря на простоту обслуживания, для двигателя внутреннего сгорания критичными являются первые запуски — так называемая «обкатка». Они должны выполняться в определенном порядке и в определенной щадящей манере. От этого зависит срок службы вашего двигателя (мы также рекомендуем вам обратиться за советом к специалисту).
Диаграмма конденсационного двигателя
Схема дизельного двигателя с агломерацией
Чтобы наш двигатель работал, необходимо правильное воспламенение топливной смеси — наше топливо должно поступать в камеру сгорания уже смешанным с воздухом. За эту функцию в модели отвечает карбюратор. Настройка карбюратора чрезвычайно сложна, но инструкции по этой процедуре нетрудно найти в Интернете. Вы также можете обратиться в нашу техническую службу. Отметим, что в готовых к эксплуатации комплектах (RTR) все эти настройки заранее вносятся производителем.
Клапан Клапан карбюратора
На входе в карбюратор установлен фильтр, пропитанный маслом. Эта часть очень важна. Фильтр должен содержаться в хорошем состоянии. Небольшие частицы пыли или песка в цилиндре с большой вероятностью могут стать причиной серьезного повреждения поршней вашего двигателя.
Впускной (воздушный) фильтр
Масло для пропитки фильтра
Кроме того, самой важной частью двигателя внутреннего сгорания на калильном газе является выхлопная система — звуковая выхлопная труба. В отличие от глушителя бензинового двигателя, основная цель резонансной трубы — не столько уменьшить шум двигателя, сколько увеличить его мощность. Резонансная труба направляет часть несгоревшего топлива, выходящего из камеры, а также создает давление в топливном баке (соединенном с ним специальной трубкой).
координационная труба свечи накаливания в двигателе внутреннего сгорания
В заключение следует отметить, что поршневые двигатели для самолетов, вертолетов и кораблей идентичны по конструкции, но различны по категории, и поэтому отличаются по размерам и отдельным компонентам.
Реактивные ДВС
Реактивные двигатели широко используются в моделировании гораздо меньше, чем поршневые двигатели внутреннего сгорания. Используйте их в основном для моделей реактивных самолетов. Такие двигатели очень сложны и дороги в эксплуатации и используются только профессиональными моделистами. Существует несколько типов реактивных двигателей — прямоточные, импульсные и турбинные. Импульсные и турбинные двигатели в основном используются при моделировании. Реактивные двигатели устанавливаются на крупногабаритные модели из-за их размеров и необходимости эксплуатации сложного оборудования; в данной статье мы не будем подробно останавливаться на этом типе двигателей. Эти двигатели очень дороги и не получили широкого распространения.
Реактивный двигатель для модели
Конец первой части. Во второй части мы рассмотрим электродвигатели.
