1.2. Устройство и основные параметры двигателя



Поршневой двигатель внутреннего сгорания состоит из следующих механизмов и систем:

  1. кривошипно-шатунный механизм (КШМ);
  2. газораспределительный механизм (ГРМ);
  3. система охлаждения;
  4. смазочная система;
  5. система питания;
  6. система зажигания (в карбюраторном двигателе);
  7. система электрического пуска двигателя.
В поршневом ДВС (рис. 1) преобразование энергии происходит в замкнутом объеме, который образован цилиндром, крышкой (головкой) цилиндра и поршнем. В карбюраторном двигателе горючая смесь вводится в цилиндр через впускной клапан, смешиваясь с остатками отработавших газов — образует рабочую смесь, которая сжимается поршнем и воспламеняется. Образовавшиеся при сгорании газы перемещают поршень, который через шатун передает усилие на кривошип коленчатого вала, поворачивая его вокруг оси. Отработавшие газы вытесняются при обратном движении поршня через выпускной клапан. Таким образом, тепловая энергия преобразуется в механическую, а возвратно-поступательное движение — во вращательное как наиболее удобный для трансформации вид движения.

1.2. Устройство и основные параметры двигателя Рис. 1. Схема четырехтактного одноцилиндрового карбюраторного двигателя: 1 — распределительный вал; 2 — толкатель; 3 — цилиндр; 4 — поршень; 5 — штанга; 6 — впускной клапан; 7 — коромысло; 8 - свеча зажигания; 9 — выпускной клапан; 10 — поршневые кольца; 11 — шатун; 12 — коленчатый вал; 13 — поддон При вращении коленчатого вала поршень дважды за один оборот останавливается и меняет направление движения.


Основные параметры двигателей Верхняя мертвая точка (ВМТ) — крайнее верхнее положение поршня (рис. 2). Нижняя мертвая точка (НМТ) — крайнее нижнее положение поршня. Радиус кривошипа — расстояние от оси коренной шейки коленчатого вала до оси его шатунной шейки. Ход поршня S расстояние между крайними положениями поршня, равное удвоенному радиусу кривошипа коленчатого вала. Каждому ходу поршня соответствует поворот коленчатого вала на угол 180° (пол-оборота). Ход поршня S и диаметр D цилиндра обычно определяют размеры двигателя. Такт — часть рабочего цикла, происходящая за один ход поршня. Объем камеры сгорания — объем пространства над поршнем при его положении в ВМТ. Рабочий объем цилиндра объем пространства, освобождаемого поршнем при перемещении его от ВМТ к НМТ. Полный объем цилиндра — объем пространства над поршнем при нахождении его в НМТ. Очевидно, что полный объем цилиндра равен сумме рабочего объема цилиндра и объема камеры сгорания. Степень сжатия е — отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Индикаторная мощность N i мощность, развиваемая газами в цилиндре. Эффективная (действительная) мощность N e — мощность, развиваемая на коленчатом валу двигателя. Эффективная мощность N e меньше индикаторной N i , так как часть последней затрачивается на трение и на приведение в движение вспомогательных механизмов. Эта мощность называется мощностью механических потерь N M . Механический КПД (коэффициент полезного действия) двигателя n м — отношение эффективной мощности к индикаторной: n м = N e/Ni*100 %.


Индикаторный КПД ni, представляет собой отношение теплоты Qi эквивалентной индикаторной работе, ко всей теплоте Q , введенной в двигатель с топливом.




Эффективный КПД n е — отношение количества теплоты Q 2 , превращенного в механическую работу на валу двигателя, ко всему количеству теплоты подведенному в процессе работы. Среднее эффективное давление р е — произведение среднего индикаторного давления р i ( давление, действующее на поршень в течение одного хода поршня) на механический КПД n м . Удельный индикаторный расход топлива q i — количество топлива, расходуемого в двигателе для получения в течение 1 ч индикаторной мощности 1 кВт. Удельный эффективный расход топлива g e количество топлива, которое расходуется в двигателе для получения в течение 1 ч 1 кВт эффективной мощности.

parkers | 16.02.2009