Эта технология успешно используется и сегодня. Это необходимо, когда система привода работает в условиях переходных процессов или частичной мощности, так как гарантирует постоянную стабильность процесса.
Карбюраторный двигатель: описание,характеристики,фото,видео,принцип работы
В отличие от двухтактных двигателей, где коленчатый вал, подшипники коленчатого вала, компрессионные кольца, поршни, поршневые пальцы и цилиндры смазываются путем добавления масла в топливо, здесь коленчатый вал находится на одном приводном валу. Поэтому нет необходимости смешивать бензин с маслом или добавлять масло в специальный резервуар. Простое добавление чистого бензина в бак завершает работу и избавляет от необходимости покупать специальное масло для двухтактных двигателей.
Двигатель также значительно уменьшает отложение сажи на поверхностях поршней и в глушителе и выхлопных трубах. Конструкция двухтактных двигателей также означает, что в выхлопные газы выбрасывается меньше топлива.
Устройство и принцип работы двухтактного двигателя
В двухтактном двигателе все рабочие циклы (смешивание, выхлоп и очистка) происходят за один оборот коленчатого вала (а не за два, как в четырехтактном двигателе) в течение двух (а не четырех) главных тактов. В двухтактном двигателе нет клапанов (как в четырехтактном двигателе внутреннего сгорания), их роль выполняет сам поршень. Поршень открывает и закрывает входное, выходное и очистительное окна во время процесса перекачки. Поэтому конструкция двухтактного двигателя проста.
При одинаковых размерах цилиндров и одинаковых скоростях вращения оси мощность двухтактного двигателя теоретически в два раза выше, чем у четырехтактного, поскольку число оборотов в минуту в два раза больше. Однако неполное использование хода поршня двухтактного двигателя для расширения, более слабая очистка цилиндров от оставшегося газа и расход части вырабатываемой энергии на очистку приводят к увеличению мощности всего на 60-70%.
Рассмотрим, таким образом, конструкцию двухтактного двигателя, показанного на рисунке 1.
Двухтактный двигатель состоит из коленчатого вала и картера, цилиндры которого опираются на подшипники с обеих сторон.
Смазка всех поверхностей трения и подшипников в двухтактном двигателе обеспечивается топливной смесью (смесь определенного соотношения бензина и масла). На рисунке 1 показано, что топливная смесь (желтого цвета) поступает как в картер (полость, в которой установлен и вращается коленчатый вал), так и в цилиндры двухтактного двигателя. Смазка нигде не встречается. Если это так, то он вымывается из топливной смеси. Именно поэтому масло добавляется в бензин в определенных пропорциях. Тип используемого масла является специальным, особенно в двухтактных двигателях. Он должен выдерживать высокие температуры и сгорать вместе с топливом, оставляя минимальные отложения золы, т.е. сажи.
Теперь о запуске. Двухтактные двигатели работают по двум направлениям.
Как работает карбюратор автомобиля?
На каком принципе основан карбюратор? Принцип здесь очень прост — речь идет об обогащении и обеднении топливной смеси. Сам процесс называется карбонизацией.
Неадекватная смесь означает, что количество воздуха в смеси увеличивается до 17 кг на кг бензина. При использовании этого топлива двигатель работает наиболее экономично, но не достигает максимальной эффективности. Если содержание воздуха в смеси составляет всего 17-19 кг, работа двигателя становится неустойчивой, а расход топлива увеличивается.
Если количество воздуха в смеси превышает 19 кг на кг бензина, это называется переполнением. В этом случае смесь не воспламенится, и двигатель вообще не запустится.
Смесь обогащается в пределах 13-15 кг воздуха в ней. В этом случае двигатель работает на максимальной мощности и потребляет больше топлива.
Если на килограмм бензина приходится менее 13 кг воздуха, смесь обогащена. Кроме того, из-за низкого содержания кислорода топливо сгорает не полностью. Это приводит к нестабильной работе двигателя и повышенному расходу топлива.
Если содержание воздуха составляет менее 5 кг, то смесь очень концентрированная. В этом случае бензин не сможет воспламениться, и двигатель вообще не запустится.
Теперь перейдем к краткому описанию работы карбюратора с поплавком. Что происходит с карбюратором во время работы?
- Бензин перекачивается из топливного бака в поплавковую камеру. Уровень топлива поднимается до нужного уровня, который контролируется поплавковым и колпачковым клапанами.
- В нижней части поплавковой камеры находится сопло. Форсунка подает нужное количество топлива в смесительную камеру (по сути, трубку Вентури). В этот момент поток бензина рассеивается, максимально смешивается с кислородом и полностью сгорает.
- Бензин из распылителя попадает в диффузор. Затем диффузор перемещается на высокой скорости, создавая поток воздуха, который смешивается с мелкодисперсным топливом.
- Приготовленная смесь поступает непосредственно к дроссельной заслонке, которая связана с педалью акселератора. Чем больше бензина требуется двигателю, тем чаще включается дроссельная заслонка и тем интенсивнее работает карбюратор с поплавковым управлением.
- Из самого карбюратора топливная смесь через впускной коллектор поступает в цилиндры двигателя, где поршни опускаются и одновременно открываются впускные клапаны.
- Поршень действует как насос для всасывания готовой смеси.
Принцип работы прост: правильно отрегулированный карбюратор обеспечивает отличную эффективность работы двигателя и надежность системы, экономя бензин.
На диаграмме показано, что нормальная смесь — это когда воздуха примерно в 15 раз больше, чем топлива. При таких условиях гарантируется полное сгорание бензина и максимальная мощность двигателя.
Карбюратор гарантирует стабильную работу двигателя в широком диапазоне условий.
- Неподвижность на холостом ходу при минимальных оборотах в минуту.
- Средняя скорость.
- Максимальная скорость.
- Запускайте двигатель после длительного простоя, даже в холодную погоду.
Когда поршень достигает н.м.т., открывается выпускной клапан 3, и отработавшие газы под давлением начинают выходить из цилиндра через выпускной трубопровод 2 в атмосферу. Затем поршень перемещается из положения am.t. квадратных метров (рис. d) и выталкивает выхлопные газы из цилиндра.
Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя
При рассмотрении рабочего цикла двигателя предполагается, что каждый цикл начинается и заканчивается, когда поршень находится в TDC или точке NFT.
Поршень перемещается от ТДЦ к НТМТ. Полость цилиндра над поршнем заполняется топливной смесью через открытый впускной клапан за счет возникающего разбавления. Топливная смесь, поступающая в цилиндр, смешивается с оставшимися от предыдущего цикла выхлопными газами, образуя рабочую смесь. В конце пути давление в баллоне составляет 0,07-0,95 МПа, температура 350-390 K, коэффициент заполнения баллона 0,6-0,7.
Работа четырехтактного одноцилиндрового карбюраторного двигателя
A — Введение в цилиндр топливной смеси — B — Сжатие топливной смеси — C — Напряжение газа — D — Выхлоп — 1 — Коронный вал — 2 — Распредвал — 3 — Поршень — 4 — Цилиндр — 5 — Вводная труба — 6 — Карбюратор — 7 — Вводный клапан — 8 — Буссас — 9 — Выпускной клапан — 10 — Выхлопная труба Труба -11 — Шатун -12 — Поршневой трубопровод -13 — Поршневое кольцо
Плунжер перемещается из NFT в TFT, входной и выходной клапаны закрыты. Объем поршневой полости уменьшается. Горючая смесь сжимается. Сжатие сопровождается повышением давления и температуры. Степень сжатия зависит от сопротивления топлива возгоранию. В конце маршрута давление составляет 1,2-1,7 МПа, а температура 600-700 кг.
Третий такт — расширение.
В начале цикла, когда горючая смесь изменяется под действием разряда свечи зажигания, выделяется значительное количество тепла, а температура и давление быстро возрастают. Под действием давления плунжер перемещается от ТДЦ к ММТ. Газ расширяется и совершает полезную работу. В начале расширения давление газа составляет 4-6 МПа, а в конце расширения температура 2500-2800 K. Давление в цилиндре составляет 0,3-0,5 МПа, а температура 1100-1800 ср.
Плунжер перемещается от NFT к TFT. Отработавший газ выводится из цилиндра через выходной клапан в выхлопную трубу и окружающую атмосферу, давление в цилиндре на выходе составляет 0,105-0,12 МПа, температура 85o -20o k.
Степень очистки цилиндра от выхлопных газов характеризуется коэффициентом остаточного газа (отношение остаточного газа к массе свежего груза). Для современных двигателей внутреннего сгорания коэффициент остаточных газов составляет 0,08-0,2 и увеличивается с ростом частоты вращения коленчатого вала.
Цикл работы двигателя завершается четвертым путем — испарением. При дальнейшем движении поршня круг повторяется в той же последовательности. Вал коленчатого вала вращается на 720° по четырем направлениям. Это означает две революции. В четырехтактном двигателе полезный проект осуществляется во время удлиненного пути (маршрута). Когда плунжер движется под воздействием диффундирующего газа и поворачивает коленчатый вал на 180E, остальные три пути подготавливаются и выполняются во время поворота коленчатого вала на 540°. Маховик и другие цилиндры (многоцилиндровые двигатели) бездействуют.
Устройство работало по специальному алгоритму, называемому «Круг Отто». Через восемь лет после выпуска первого агрегата компания Otto производила более 600 двигателей в год.
Четвертый такт выпуск.
Плунжер перемещается от NFT к TFT. Отработавший газ выводится из цилиндра через выходной клапан в выхлопную трубу и окружающую атмосферу, давление в цилиндре на выходе составляет 0,105-0,12 МПа, температура 85o -20o k.
Степень очистки цилиндра от выхлопных газов характеризуется коэффициентом остаточного газа (отношение остаточного газа к массе свежего груза). Для современных двигателей внутреннего сгорания коэффициент остаточных газов составляет 0,08-0,2 и увеличивается с ростом частоты вращения коленчатого вала.
Цикл работы двигателя завершается четвертым путем — выхлопом. Цикл повторяется в том же порядке, пока плунжер продолжает двигаться. Во время четырех стуков коленчатый вал поворачивается на 720°. Другими словами, он совершает два оборота. В четырехтактном двигателе полезная работа совершается только на стадии расширения, когда поршень движется под действием расширяющегося газа, а коленчатый вал поворачивается на 180e. Остальные три этапа являются подготовительными и выполняются следующим образом во время движения коленчатого вала 540° из-за инерции маховика и других цилиндров (многоцилиндровые двигатели).
Работа двигателя, рабочий цикл.
Цикл МИЛЛЕРА
Ральф Миллер также решил поиграть со степенью сжатия в 1947 году. Это означало, что он каким-то образом продолжал работать с ATKINSON, но вместо его сложного двигателя (с рычагами) он получил обычный двигатель OTTO.
Что он предложил. Он не укорачивал механически путь сжатия больше, чем путь (как предположил Аткинсон, поршень движется быстрее вверх, чем вниз). У него была идея продолжать двигать поршень вверх и вниз тем же способом, уменьшая путь сжатия за счет пути впуска (классический двигатель OTTO).
Это можно было сделать двумя способами.
- Закройте впускной клапан перед окончанием впускного тракта. Этот принцип был известен как «короткий прием».
- Или закрытие впускного клапана позже, чем впускной тракт — это известно как «короткая компрессия».
В конечном счете, оба принципа одинаковы. Это означает уменьшение степени сжатия, т.е. рабочей смеси относительно геометрического соотношения. Однако коэффициент расширения сохраняется. Это означает, что путь движения сохраняется (в случае двигателя Отто), а путь сжатия уменьшается (в случае двигателя Аткинсона).
Проще говоря, смесь MILLER имеет гораздо более низкую степень сжатия, чем для того же двигателя в OTTO. Это увеличивает коэффициент геометрического сжатия и, следовательно, коэффициент естественного расширения. намного выше, чем та, которая обусловлена воспламеняющими свойствами топлива (т.е. бензин не может сжиматься бесконечно долго и поэтому начинает воспламеняться)! Поэтому, когда топливо воспламеняется в ТМТ (верхней мертвой точке), коэффициент расширения намного выше, чем в конструкции OTT. Это позволяет использовать больше энергии расширяющегося газа в баллоне, повышая тепловую эффективность конструкции и добиваясь более высокой экономичности, устойчивости и т.д.
Стоит также отметить, что потери при перекачке в процессе сжатия низкие. Это означает, что MILLER легче сжимает топливо и требует меньше энергии.
Недостатком является снижение максимальной мощности (особенно на высоких скоростях) из-за меньшего заполнения цилиндра. Чтобы получить такую же мощность, как у OTTO (высокая скорость), двигатель должен был быть больше (большие цилиндры) и объемнее.
Бензиновые двигатели
Бензиновые двигатели.
Бензиновый двигатель — это тип двигателя внутреннего сгорания (ДВС), в котором смесь воздуха и топлива воспламеняется в цилиндре с помощью свечи зажигания. Дроссельная заслонка действует как регулятор мощности и регулирует поток поступающего воздуха.
Существуют различные типы дросселей, включая дроссели карбюратора, которые регулируют количество топлива, поступающего в цилиндры двигателя. Они состоят из пластины, соединенной с главным вращающимся валом и расположенной в трубке, через которую проходит топливо. Вращение пластины регулирует скорость потока через трубу (если пластина расположена перпендикулярно трубе, топливо не поступает). Дроссельная заслонка управляется водителем. Наиболее распространенной является система двойного действия. Он приводится в действие вручную путем постановки ноги на педаль и использования рычага или кнопки. При использовании педали кнопка ручного управления блокируется, а при вытягивании кнопки ручного управления педаль опускается. Затем акселератор снова открывается вместе с педалью, но при опускании педали он остается в положении, установленном ручным управлением.
При выборе электроприбора особое внимание следует уделить типу двигателя. Существует два типа двигателей внутреннего сгорания: двухтактные и четырехтактные.
Работа четырехтактного одноцилиндрового дизельного двигателя:
a — забор воздуха — b — сжатие — c — ход — d — выхлоп — 1 — цилиндр — 2 — топливный насос — 3 — поршень — 4 — форсунка — 5 — впускной клапан — 6 — выпускной клапан
Как изготавливаются обычные двигатели? Машины для детей
Поршень перемещается из NFT в TFT, впускные и выпускные клапаны закрываются. Давление воздуха и температура повышаются, достигая в конце пути 3-5 МПа и 800-900 К соответственно. Коэффициент сжатия зависит от исправности компонентов CRC и равен 17-21.
Третий такт — рабочий ход.
В конце пути сжатия (при угле поворота коленчатого вала 20-30 градусов поршень достигает TDC), с помощью насоса, из сопла цилиндра высокого давления (15-20 МПа) формируется мелкая форма. В распылитель впрыскивается большое количество топлива. Топливо испаряется при контакте с нагретым воздухом, пары смешиваются с нагретым воздухом и воспламеняются. В процессе сгорания из-за высокой теплоотдачи температура выхлопных газов и газов быстро повышается. В начале цикла расширения давление газа составляет 7-8 МПа, а температура — 2100-2300 К. Под действием этого давления поршень перемещается из ТМТ в ИМТ и совершает полезную работу. По мере увеличения объема цилиндра давление и температура газа снижаются, и поршень приближается к НТМ, 0,2-0,4 МПа.
Поршень перемещается от НМТ к ТДЦ. Когда выпускной клапан открыт, отработанные газы выбрасываются через выхлопную трубу в окружающую среду. В конце пути испарения давление газа составляет 0,11-0,12 МПа, а температура 850-1200. В двухтактных двигателях время цикла используется более полно, поскольку процессы выхлопа и отработанных газов сочетаются с процессами сжатия и скачка. Цикл работы кривошипа происходит каждые 360 градусов (один оборот коленчатого вала). Работа дизельного двигателя, подробно
Четырехтактные двигатели — это поршневые двигатели внутреннего сгорания. Процесс обработки этих агрегатов требует двух оборотов коленчатого вала в каждом цилиндре. Две скорости вращения коленчатого вала также можно описать как четыре хода поршня, отсюда и термин «четырехтактный двигатель».
С середины 20-го века четырехтактные двигатели являются наиболее распространенным типом поршневых двигателей внутреннего сгорания.
Основные характеристики 4 тактного двигателя
- Газообмен происходит при движении рабочего поршня.
- Четырехтактные двигатели имеют механизм синхронизации, который позволяет полости цилиндра переключаться между впуском и выпуском.
- Замена газа происходит всего за пол-оборота коленчатого вала.
- Цепи, ремни и шестерни позволяют изменять момент зажигания, впрыска топлива и синхронизацию зубчатых передач в зависимости от частоты вращения коленчатого вала.
Примерно в 1854-1857 годах итальянцы Эудженио Барсанти и Феличе Матоцци создали устройство, которое, согласно существующей информации, выглядело как четырехтактный двигатель. Однако из-за потери итальянского изобретения четырехтактный двигатель был запатентован только в 1861 году Альфондом Роше.
Первый функциональный четырехтактный двигатель был создан немецким инженером Николаусом Отто. На основе этого двигателя четырехтактный цикл был назван циклом Отто, а четырехтактный двигатель со свечой зажигания — двигателем Отто.
Бензиновый двигатель — это тип двигателя внутреннего сгорания (ДВС), в котором смесь воздуха и топлива воспламеняется в цилиндре с помощью свечи зажигания. Дроссельная заслонка действует как регулятор мощности и регулирует поток поступающего воздуха.
Недостатки четырёхтактных двигателей:
Весь холостой ход (впуск, сжатие и выхлоп) осуществляется за счет кинетической энергии, запасенной в коленчатом валу и связанных с ним компонентах во время работы. В это время химическая энергия топлива преобразуется в механическую энергию движущимися частями двигателя. Поскольку сгорание происходит за доли секунды, давление в головке цилиндра, поршне и других частях двигателя внутреннего сгорания быстро возрастает. Наличие такой нагрузки неизбежно требует увеличения массы подвижных частей (из соображений прочности), что сопровождается увеличением инерционной нагрузки на подвижные части.
Уступают двухтактным двигателям.
ДВС или двигатель внутреннего сгорания. Принцип работы 4-х тактного двигателя.
Двигатели внутреннего сгорания преобразуют энергию сгорания топлива в движение и имеют высокий КПД (коэффициент полезного действия).
Четырехтактные двигатели названы так потому, что один цикл работы двигателя происходит за четыре такта, и все начинается с самого начала.
Действие происходит в цилиндре, где расположены поршни, которые двигаются вверх и вниз. Над цилиндром находится камера сгорания и отверстия впускных и выпускных клапанов. Также имеется свеча зажигания. Поршень перемещается по шатуну, который вращается вокруг вала, смещенного на коленчатый вал.
Читайте также: Гвозди или искусственные шины? Шины и системы полного привода проверены на льду в доступных кроссоверах. Часть 1. фото и видео
Преимущества четырёхтактных двигателей:
В отличие от двухтактных двигателей, где коленчатый вал, подшипники коленчатого вала, компрессионные кольца, поршни, поршневые пальцы и цилиндры смазываются путем добавления масла в топливо, здесь коленчатый вал находится на одном приводном валу. Поэтому нет необходимости смешивать бензин с маслом или добавлять масло в специальный резервуар. Простое добавление чистого бензина в бак завершает работу и избавляет от необходимости покупать специальное масло для двухтактных двигателей.
Двигатель также значительно уменьшает отложение сажи на поверхностях поршней и в глушителе и выхлопных трубах. Конструкция двухтактных двигателей также означает, что в выхлопные газы выбрасывается меньше топлива.
