Общие сведения о ДВС и их классификация.

1) По способу осуществления рабочего цикла:

а) двухтактные;

б) четырехтактные.

Такт – ход поршня от одного крайнего положения до другого.

2) По роду используемого топлива:

а) легкое жидкое топливо (бензин, спирт);

б) тяжелое жидкое (мазут, дизель);

в) газовое топливо (пропан – бутан).

3) По способу смесеобразования:

а) внутренне смесеобразование, т.е. смесь образуется внутри цилиндра (дизельное ДВС, двигатель со впрыском легкого топлива в цилиндр);

б) внешнее смесеобразование (карбюраторный, двигатели с впускным коллектором, газовые ДВС);

4) По способу воспламенения смеси:

а) принудительное воспламенение от электрической искры;

б) самовоспламенение (от сжатия).

5) По способу наполнения цилиндра свежей смесью:

а) наполнение из атмосферы (атмосферные);

б) принудительное наполнение (наддув).

 

Требования предъявляемые к ДВС.

Тип ДВС	Надежность	Ресурс	Масса, габарит	Экономичность	Экологичность
Автотранспортные
Авиационные
Ж/Д и водного транспорта
Стационарные

1 – наиболее важное;

5 – наименее важное.

Основные понятия и определения.

1 – впускной клапан;

2 – свеча зажигания;

3 – выпускной клапан;

4 – головка цилиндра;

5 – цилиндр;

6 – поршень;

7 – шатун;

8 – кривошип;

9 – картер.

– угол поворота коленвала;

– радиус кривошипа;

– ход поршня; ;

– рабочий объем цилиндра – объем вытесняемый при ходе поршня ;

; – площадь поршня;

– объем камеры сгорания – объем внутри полости цилиндра при положении поршня в ВМТ.

;

– полный объем цилиндра;

– число цилиндров; – рабочий объем двигателя (измеряется в литрах).

– степень сжатия;

Рабочий цикл ДВС – это ряд периодически повторяющихся процессов (тактов) в цилиндре ДВС, в результате которых происходит преобразование тепловой энергии в механическую.

Рабочее тело – это вещество при помощи которого осуществляется действительный цикл ДВС.

В ДВС рабочим телом является смесь воздуха, топлива, продуктов сгорания (ТВС).

– коэффициент избытка воздуха.

– стехиометрический коэффициент – это теоретическое количество воздуха, необходимое для полного сгорания 1 кг топлива.

; – количество топлива.

– нормальная ТВС;

– бедная ТВС (топливом);

– богатая ТВС (топливом);

означает, что в смеси находится 95% воздуха от теоретически необходимого.

 

Рабочие процессы четырехтактного ДВС с искровым зажиганием.

Принцип действия.

1 такт: впуск (; ).

Впускной клапан открыт, поршень двигается к НМТ. В цилиндре создается разряжение и свежая ТВС поступает в цилиндр. Свежая смесь смешивается с оставшимися газами и образует рабочую смесь.

2 такт: сжатие (; ).

Клапаны закрыты, поршень движется к ВМТ, сжимая рабочую смесь, повышается давление и температура. В конце сжатия смесь воспламеняется от электрической искры.

3 такт: рабочий ход (; ).

Клапаны закрыты, в результате горения повышается и , смесь расширяется и толкает поршень вниз. Передается усилие на коленвал, заставляя его вращаться и совершать полезную работу.

Такт: выпуск.

Выпускной клапан открыт, поршень движется к ВМТ, выталкивая в атмосферу продукты сгорания из цилиндра.

Полезная механическая работа на валу двигателя создается только во время рабочего хода. Остальные 3 такта работу не создают и происходит за счет энергии маховика и работы других цилиндров.

Термодинамический цикл ДВС.

Допущения к идеальному циклу:

1) рабочее тело – идеальный газ с неизменными физическими свойствами;

2) теплоемкость рабочего тела постоянна во всех процессах;

3) подвод и отвод тепла происходит мгновенно при ;

4) процессы газообмена отсутствуют;

5) процессы сжатия и расширения адиабатные.

Термодинамический цикл используется для оценки совершенства действительного цикла двигателя.