Что такое нмт в двигателях внутреннего сгорания

ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, тепловой двигатель, в к-ром хим. энергия топлива, сгорающего внутри рабочего цилиндра, преобразуется в тепловую энергию, а затем, при помощи кривошипно-шатунного механизма, — в механическую работу.

До 1860 преимущественное распространение имели гидравлический двигатель и паровая машина. В период с 1791 по 1860 были разработаны теоретические основы Д. в. с. и намечены основные принципы их устройства и работы. В 1860 был построен 1-й работоспособный газовый Д. в. с, уступивший место сначала атмосферной машине, а затем в 1876 — 78 4-тактному двигателю. В 1892 — 95 был разработан и построен 1-й двигатель Дизеля, приспособленный для работы на керосине.

В 1899 в России, на заводе Нобель, в Петербурге, был построен первый компрессорный дизель, предназначенный для работы на нефти.

Совершенствованию Д. в. с. в значительной степени способствовали работы русских и советских учёных: проф. В. И. Гриневецкого, проф. Н. Р. Брилинга, проф. Б. Д. Львова и др.

Д. в. с. классифицируют: 1) по назначению: а) стационарные, б) транспортные (судовые, автомобильные, тракторные, авиационные и др.); 2) по способу смесеобразования а) с внешним смесеобразованием (карбюраторные и газовые двигатели), б) с внутренним смесеобразованием (дизели, калоризаторные двигатели, двигатели Гессельмана); 3) по роду применяемого топлива: а) двигатели жидкого тяжёлого топлива (нефть, мазут, газойль, дизельное топливо), б) двигатели жидкого лёгкого топлива (бензин, лигроин, керосин, спирт и др.), в) газообразного топлива (генераторный, светильный, природный и др. газы), г) твёрдого пылевидного топлива; 4) по способу воспламенения рабочей смеси: а) двигатели с воспламенением от электрической искры, б) с воспламенением от сжатия, в) с воспламенением от калоризатора; 5) по способу выполнения рабочего цикла: а) двигатели 4-тактные и б) 2-тактные; 6) по числу цилиндров — 1-, 2-, 3-, 4-цилиндровые, многоцилиндровые двигатели; 7) по расположению цилиндров: а) двигатели с вертикальным расположением цилиндров, б) с горизонтальным расположением цилиндров, в) с расположением цилиндров под углом (V-, W-, Х-, Н-образные двигатели), г) с барабанным расположением цилиндров.

Основными механизмами и системами Д. в. с. являются: 1) кривошипно-шатунный механизм, состоящий из поршня (с кольцами и поршневым пальцем), шатуна, коленчатого вала с маховиком и цилиндра. Кривошипно-шатунный механизм служит для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала; 2) механизм газораспределения, управляющий заполнением цилиндров рабочей смесью или воздухом и выпуском из цилиндров продуктов сгорания; 3) система питания, обеспечивающая приготовление рабочей смеси; 4) система охлаждения, служащая для охлаждения двигателя во время его работы; 5) система смазки, обеспечивающая смазку всех трущихся деталей двигателя; 6) система зажигания, производящая воспламенение рабочей смеси; 7) механизм регулирования подачи рабочей смеси или топлива; 8) устройство для осуществления пуска двигателя.

Принципы действия Д. в. с. При работе Д. в. с. поршень, соединённый посредством шатуна с коленчатым валом, движется в цилиндре между верхней и нижней мёртвыми точками (возвратно-поступательное движение). Верхней мёртвой точкой (ВМТ) называется положение поршня в цилиндре, при к-ром расстояние его от оси коленчатого вала является наибольшим. Нижней мёртвой точкой (НМТ) называется положение поршня, когда расстояние его от оси вала является наименьшим. Расстояние, к-рое проходит поршень при перемещении между мёртвыми точками, называется ходом поршня. Объём цилиндра, заключённый между ВМТ и НМТ поршня, называется рабочим объёмом. Литражем двигателя называется произведение рабочего объёма цилиндра на число цилиндров. Объём полости цилиндра над поршнем при положении последнего в ВМТ составляет пространство сжатия, или объём камеры сгорания. Отношение полного объёма цилиндра (при положении поршня в НМТ) к объёму камеры сгорания называется степенью сжатия.

Рабочий цикл двигателя составляют след. процессы: заполнение цилиндра свежим зарядом, сжатие заряда и сгорание топлива, расширение газов или рабочий ход, удаление из цилиндра отработанных газов. Если рабочий цикл Д. в. с. совершает за 4 хода поршня, т.е. 4 такта (за 2 оборота коленчатого вала), двигатель называется 4-тактным. Если рабочий процесс совершается за 2 хода поршня (за 1 оборот коленчатого вала), двигатель называется 2-тактным. Всё указанные в классификации Двигатели выполняются как 4-, так и 2-тактными.


Рис. 1. Схема четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием (карбюраторный)- 1 — поршневой палец; 2 — шатун; 3 — коленчатый вал; 4 — поршень; 5 — карбюратор; в — впускной клапан; 7 — воздухоочиститель; 8 — всасывающий коллектор; 9 — провод для подвода тока высокого напряжения от магнето 15 к свече 10: 11 — головка двигателя; 12 — выхлопной коллектор; 13 — выхлопной клапан; 14 — распределительный вал (на схеме для наглядности, показаны два распределительных вала; в действительности большинство современных двигателей имеют лишь один вал, от которого приводятся в действие впускные и выхлопные клапаны)

Рабочий процесс 4-тактиого Д. в. с. протекает в такой последовательности: 1) При перемещении поршня от ВМТ к НМТ, через открытый, при помощи механизма газораспределения, впускной клапан, в цилиндр засасывается свежий заряд. Этот процесс называется впуском или тактом всасывания (рис. 1, а и 2, а). Свежий заряд у Д. в. с. с внешним смесеобразованием представляет рабочую смесь из топлива и воздуха, приготовленную в карбюраторе (см.) или смесителе (см. Газогенератор). В Д. в. с. с внутренним смесеобразованием свежим зарядом является чистый воздух (см. Дизель). 2) Поршень при перемещении от НМТ к ВМТ сжимает заряд (впускной клапан закрывается в начале перемещения поршня от НМТ к ВМТ). Этот такт называется тактом сжатия (рис. 1, б и 2, б). Мощность и экономичность двигателя в сильной мере зависят от величины степени сжатия, повышаясь с увеличением последней (до век-рого предела). При увеличении степени сжатия темп-pa и давление заряда в конце сжатия возрастают. Повышение темп-ры заряда выше темп-ры самовоспламенения топлива в двигателях с внешним смесеобразованием может вызвать при сжатии преждевременные вспышки, а при сгорании детонацию (см. Топливо). Это ограничивает величину степени сжатия карбюраторных, газовых и калоризаторных двигателей в пределах 4 — 10 (в зависимости от свойств топлива и др. факторов); дизели имеют более высокую степень сжатия — 13 — 22. Увеличение степени сжатия у дизелей ограничивается значительным повышением нагрузки на детали кривошипно-шатунного механизмам следовательно, повышением из носов трущихся поверхностей и увеличением потерь на трение. 3) В двигателях с внешним смесеобразованием рабочая смесь в конце хода сжатия воспламеняется от электрической искры [при помощи запальной свечи и магнето (см.) или бобины]. При работе дизеля в конце такта сжатия в камеру сжатия впрыскивается топливо (при помощи форсунки и насоса). Так как темп-pa воздуха в конце сжатия у дизелей выше темп-ры воспламенения топлива, впрыснутое топливо воспламеняется. В результате сгорания топлива темп-pa и давление в цилиндре двигателя резко повышаются. Под давлением газов поршень перемещается от ВМТ к НМТ. Этот такт называется тактом расширения или рабочим ходом (рис. 1, в и 2, в). Когда поршень находится вблизи НМТ, открывается выхлопной клапан, и отработанные газы начинают вытекать из над поршневого пространства в атмосферу. 4) При перемещении от НМТ к ВМТ поршень вытесняет из цилиндра отработанные газы. Этот такт называется тактом выхлопа (рис. 1, г и 2, г). После такта выхлопа поршень начинает снова перемещаться от ВМТ к НМТ и осуществлять такт всасывания, затем сжатия и т. д.


Рис. 2. Схема четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания с внутренним смесеобразованием (дизель) 1 — поршневой палец; 2 — шатун; 3 — коленчатый вал; 4 — поршень; 5 — топливный насос; 6 — впускной клапан; 7 — воздухоочиститель; 8 — всасывающий коллектор; 9 — топливопровод высокого давления; 10 — форсунка; 11 — головка двигателя; 12 — выхлопной коллектор; 13 — выхлопной клапан; 14 — распределительный вал; 15 — топливопровод низкого давления, подводящий топливо к насосу (на схеме, для наглядности, клапаны расположены в блоке цилиндров и приводятся в действие двумя распределительными валами; в действительности дизели имеют клапаны, расположенные в головке и приводимые в действие почти, как правило, от одного распределительного вала)


Рис. 3. Схема двухтактного двигателя внутреннего сгорания с внутренним смесеобразованием: 1 — выхлопное окно; 2 — продувочное окно; 3 — всасывающий клапан

Рабочий процесс 2-тактного дизеля или нефтяного Д. в. с. протекает в такой последовательности: 1) Поршень при перемещении от НМТ к ВМТ (рис. 3, а) сжимает воздух, находящийся в надпоршневом пространстве. До прихода поршня к ВМТ топливо при помощи насоса и форсунки впрыскивается в надпоршневое пространство. Воспламенение впрыснутого топлива произойдёт от соприкосновения частиц топлива с сильно нагретым при сжатии воздухом (см. Дизель) или от калоризатора (см. Нефтяной двигатель). 2) В результате сгорания топлива темп-pa и давление над поршнем сильно повысятся, и поршень под давлением газов начнёт перемещаться от ВМТ к НМТ. Не доходя до НМТ, поршень откроет выхлопное окно 1 (рис. 3, б), и продукты сгорания устремятся из надпоршневого пространства через это окно в атмосферу. При дальнейшем перемещении поршень откроет продувочное окно 2 (рис. 3, в), через к-рое воздух, сжатый поршнем в картере, начнёт поступать в цилиндр и вытеснять из него оставшиеся продукты сгорания (продувать цилиндр). При перемещении от НМТ к ВМТ поршень перекроет вначале продувочное окно 2, а затем выхлопное 1. После этого воздух, находящийся в надпоршневом пространстве, будет сжиматься поршнем. При перемещении поршня от НМТ к ВМТ в картер двигателя через клапан 3 будет засасываться воздух необходимый для последующей продувки цилиндра У нек-рых 2-тактных дизелей продувка осущест-вляется через продувочные окна (при помощи спец продувочного насоса), а выхлоп производится через клапаны.

Читать еще:  Двигатель ауди абк характеристики

Мощность, развиваемая Д. в. с, зависит от диам. цилиндра, хода поршня, числа оборотов, числа цилиндров, совершенства протекания тепловых процессов, совершенства изготовления и сборки.

Основными показателями Д. в. с. являются: 1) Экономический к. п. д., характеризующий степень использования тепла топлива на полезную работу (работу, снимаемую с вала двигателя при полной нагрузке). Экономический к. п. д. для Д. в. с. с внешним смесеобразованием равен 20 — 28%; для Д. в. с. с внутренним смесеобразованием: дизели — 30-40%, нефтяные двигатели — 20 — 25%. 2) Литровая мощность, представляющая частное от деления полной мощности двигателя на литраж двигателя. Этот показатель характеризует степень форсировки двигателя (число оборотов, степень сжатия, наддув). В зависимости от типа двигателя, назначения и др. факторов, этот показатель варьирует в широких пределах: от 1 — 2 л. с. /л (стационарные тихоходные Д. в. с.) до 140 л. с. /л и выше (Д. в. с. спортивно-гоночного типа). 3) Удельный вес, представляющий частное от деления веса Д. в. с. на максимальную мощность, развиваемую им. Этот показатель является следствием совершенства конструктивных форм, форсировки двигателя, качества применяемых материалов и др. Уд. в. Д. в. с. может составлять от 120 кг /л. с. (стационарные, тихоходные Д. в. с.) до долей кг (авиационные Д. в. с). 4) Износоустойчивость двигателя, т. е. способность его длительно работать в эксплоатационных условиях без ремонта. Этот показатель, в основном, зависит от нагрузки на детали и её характера, скорости движения изнашивающихся деталей, качества изготовления, сорта топлива и смазочных масел, условий работы и ухода. Наибольшей износоустойчивостью обладают тихоходные стационарные Д. в. с. Для современных тракторных дизелей износоустойчивость равна 2000 — 2500 часов, для авиационных Д. в. с. — неск. сотен часов.

Прочность, надёжность в работе, удобство в управлении и обслуживании также относятся к основным показателям двигателя внутреннего сгорания.

Устройство и действие отдельных систем и механизмов Д. в. с. зависят от его назначения, тактности, рода топлива, применяемого для работы, способа воспламенения заряда и т. д. Более подробные сведения об устройстве и действии Д. в. с. см. в статьях: Газогенератор, Газовый двигатель, Дизель, Дизельная топливная аппаратура, Карбюратор, Карбюраторный двигатель, Магнето, Нефтяной двигатель.

  1. Сельскохозяйственная энциклопедия. Т. 1 (А — Е)/ Ред. коллегия: П. П. Лобанов (глав ред) [и др.]. Издание третье, переработанное — М., Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1949, с. 620

Что такое нмт в двигателях внутреннего сгорания

НМТ — многозначная аббревиатура:

  • НМТ — Национальный молодёжный театр
    • Национальный молодёжный театр республики Башкортостан имени Мустая Карима
  • НМТ — нефтематеринская толща или нефтепроизводящая свита [1]
  • НМТ — конференция «Новые материалы и технологии»
  • НМТ — нормальная масса тела
  • НМТ — низкая масса тела [источник не указан 342 дня]
  • НМТ — нижняя мертвая точка (в поршневых двигателях)

Примечания

  1. НЕФТЕМАТЕРИНСКАЯ, или нефте-производящая СВИТА (формация), описание термина — AllFuel.Ru

Список значений слова или словосочетания со ссылками на соответствующие статьи.
Если вы попали сюда из другой статьи Википедии, пожалуйста, вернитесь и уточните ссылку так, чтобы она указывала на статью.

Wikimedia Foundation . 2010 .

  • НЛО в городе Аврора
  • ННК

Смотреть что такое «НМТ» в других словарях:

НМТ — нижняя мертвая точка в поршневых двигателях Словари: Словарь сокращений и аббревиатур армии и спецслужб. Сост. А. А. Щелоков. М.: ООО «Издательство АСТ», ЗАО «Издательский дом Гелеос», 2003. 318 с., С. Фадеев. Словарь сокращений современного… … Словарь сокращений и аббревиатур

НМТ — нижняя мёртвая точка … Словарь сокращений русского языка

Недетерминированная машина Тьюринга — Машина Тьюринга Варианты машин Универсальная машина Тьюринга Квантовая машина Тьюринга en:Read only Turing machine en:Read only right moving Turing Machines Вероятностная машина Тьюринга Недетер … Википедия

Бензиновый двигатель внутреннего сгорания — Бензиновый двигатель W16 Bugatti Veyron Бензиновые двигатели это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической и … Википедия

Четырехтактный двигатель — Бензиновые двигатели это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической искрой. Управление мощностью в данном типе двигателей производится, как правило,… … Википедия

Четырёхтактный мотор — Бензиновые двигатели это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической искрой. Управление мощностью в данном типе двигателей производится, как правило,… … Википедия

Клиентинговая система «Бон-карта — Клиентинговая система «Бон карта»™, КС «Бон карта»™ система долговременных взаимоотношений между Клиентами, Партнерами, Банками партнерами, Эмитентами бон карт и Оператором, обеспечивающая привлечение новых и удержание постоянных Клиентов… … Википедия

Двигатель внутреннего сгорания — Схема: Двухтактный двигатель внутреннего сгорания с глушителем … Википедия

Степень сжатия (двигателестроение) — У этого термина существуют и другие значения, см. сжатие. Степень сжатия отношение объёма надпоршневого пространства цилиндра при положении поршня в нижней мёртвой точке (НМТ) (полный объем цилиндра) к объёму надпоршневого пространства… … Википедия

Степень сжатия — У этого термина существуют и другие значения, см. сжатие. Степень сжатия отношение объёма надпоршневого пространства цилиндра двигателя внутреннего сгорания при положении поршня в нижней мёртвой точке (НМТ) (полный объем цилиндра) к объёму… … Википедия

whatisvehicle

Как это работает?

Глава 1 — Двигатель

Итак, начнём. Двигатель автомобиля (Engine), что же это такое?

Автомобиль – сложный организм, сродни человеческому. У него много различных механизмов(органов), без которых он не будет работать. Но как и у человека, у автомобиля есть «сердце» и этим сердцем является автомобильный двигатель.

История автомобильного двигателя

Чуть-чуть истории. Двигатель прошёл долгую историю развития. По сути, первыми двигателями являлись парус и водяное колесо. Водяным колесом широко пользовались в странах Древнего мира(таких как Египет, Китай, Индия) для оросительных систем, а в средние века в Европе использовали как основу энергетической базы производства. Дальше появились двигатели внешнего сгорания. Широкое распространение получили паровые двигатели.

Паровой двигатель(Steam engine) — двигатель ВНЕШНЕГО сгорания, который преобразовывает энергию пара в механическую работу. Советую почитать очень интересную и непростую историю развития данного двигателя: http://www.bibliotekar.ru/encAuto/5.htm

Далее в процессе развития двигателей появились двигатели внутреннего сгорания, ДВС. Одним из них, нашедший наибольшее распространение — бензиновый двигатель.

Бензиновые двигатели (petrol engine, gasoline engine) — это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая смесь топлива(бензина) и воздуха поджигается электрической искрой. Главное преимущество бензинового двигателя заключается в малой массе и быстром запуске, поэтому он вытеснил паровые двигатели, а теперь он широко используется в автомобилях.

Позже появились дизельные двигатели.

Дизельный двигатель — это двигатель внутреннего сгорания, работающий по принципу воспламенения распыленного дизельного топлива от соприкосновения с разогретым сжатым воздухом. Плюсом является экономичность топлива, более высокий крутящий момент. Однако, минусом является сложность систем, дороговизна изготовления и эксплуатации.

Ну и заглянем в будущее автомобилей. Итак, существуют так же электрические двигатели.

Электрический двигатель — Это установка, в которой электрическая энергия превращается в механическую работу и тепло. Это развивающееся направление в автомобилестроении. Однако, на дорогах большинство машин имеют бензиновый или дизельный двигатель, поэтому, оставим будущее и вернёмся к настоящему.

Принцип действия

Итак, автомобильный двигатель. Прежде чем рассматривать его устройство, давайте чуть-чуть разберёмся с тем, как работает автомобильный двигатель не вдаваясь в детали.

Читать еще:  Двигатель z22se плавают обороты

У каждого двигателя есть свой рабочий цикл.

Рабочий цикл двигателя — периодически повторяющиеся процессы в двигателе по преобразованию тепловой энергии в механическую.

У каждого двигателя есть цилиндры, в которых ходят поршни. Это главное место, где происходит самый главный процесс.

ВМТ — Верхняя Мёртвая Точка.

НМТ — Нижняя Мёртвая Точка.

Такт — это движение поршня от ВМТ к НМТ или от НМТ к ВМТ;

Двигатели могут быть двухтактные и четырёхтактные. Двухтактные двигатели на автомобиле не используются, однако предлагаю быстренько ознакомиться с принципом их работы. Для общего образования, так сказать.

Двухтактные двигатель

Перед нами двухтактный двигатель. Здесь всё предельно просто.

Первый такт — Поршень двигателя движется вверх(картинка А), открывает отверстие(1) и сжимает смесь, которая уже находится в цилиндре. После чего, свеча зажигания воспламеняет горючее(картинка В).

Второй такт — После загорания опускающийся поршень(картинка С) сначала открывает выпускное отверстие(2), а затем переходное отверстие(3). После этого через него впускается новая порция воздушно-топливной смеси.

Таким образам поршень также заменяет клапаны двигателя, и в горючее добавляется масло для смазки поршня. Многие двухтактные двигатели снабжены ребрами для воздушного охлаждения цилиндра.

Четырёхтактный двигатель

А теперь вернёмся к четырёхтактном автомобильному двигателю.

Автомобильные двигатели, как мы уже сказали, могут быть бензиновыми и дизельными. И поэтому предлагаю рассмотреть их такты вместе. Несмотря на то, что они схожи, но в них есть так же и различия.

1-й такт впуск (наполнение).

Поршень движется от ВМТ к НМТ, впускной клапан открыт. Под действием перепада давления, возникающего в результате движения поршня:

Бензиновый двигатель: бензовоздушная смесь через впускной канал наполняет цилиндр.

Дизельный двигатель: воздух через впускной канал наполняет цилиндр.

2-й такт сжатие.

Поршень движется от НМТ к ВМТ, все клапана закрыты. Давление и температура в цилиндре поднимаются.

бензиновый двигатель: в конце такта сжатия на свечу зажигания подается высокое напряжение, между электродами свечи проскакивает искра и поджигает бензовоздущную смесь

дизельный двигатель: через форсунку высокого давления подается дизельное топливо, которое воспламеняется от нагретого в процессе сжатия воздуха.

3-й такт рабочий ход. Поршень движется от ВМТ к НМТ, все клапана закрыты. В начале такта продолжается сгорание топлива, начавшееся в конце такта сжатия. Температура и давление газов повышается. Давление передается поршню и перемещает его к НМТ. Тепловая энергия сгоревшего топлива превращается в механическую работу движения поршня.

4-й такт выпуск. Поршень движется от НМТ к ВМТ, выпускной клапан открыт. Происходит выталкивание
отработавших газов из цилиндра.

Для большей наглядности взгляните на следующие рисунки:

Такты бензинового двигателя:

Такты дизельного двигателя:

Таким образом 1 рабочий цикл 4-х тактного двигателя происходит за 2 оборота коленчатого вала (720° его поворота). Отличие между бензиновым и дизельным двигателем лишь в топливе и способе его воспламенении на такте сжатия. Однако, это вносит свои изменения в применяемые агрегаты, но об этом речь пойдёт потом.

Двигатели почти всех современных автомобилей являются четырёхтактными по своему циклу работы, и энергия, полученная от сжигания топлива, почти полностью преобразовывается в полезную. Цикл Отто, так называется подобный принцип, по имени Николауса Отто, изобретателя двигателя внутреннего сгорания (1867 год).

Основные параметры

Полный объем цилиндра ( Va ) — объем, заключенный между головкой, цилиндром и поршнем при нахождении его в НМТ;

Объем камеры сжатия ( VC ) — объем, заключенный между головкой, цилиндром и поршнем при нахождении его в ВМТ;

Рабочий объем цилиндра ( Vh ) — объем, образующийся при движении поршня от ВМТ к НМТ ( Vh = Va-Vc );

Полный объем двигателя ( iVh ) сумма рабочих объемов всех цилиндров двигателя; Он же литраж двигателя.

Степень сжатия ( E ) отношение полного объема к объему камеры сжатия ( E = Va/Vc = 1 + Vh/Vc );

Степень сжатия показывает, во сколько раз сжимают горючую смесь в цилиндре. Чем больше степень сжатия, тем больше будет давление на поршень при сгорании смеси, а следовательно и больше мощность двигателя. Увеличивать степень сжатия очень выгодно — от той же порции топлива можно получить больше полезной работы. Однако при чрезмерном увеличении степени сжатия наступает самовоспламенение рабочей смеси, и смесь сгорает с большой скоростью — происходит детонация топлива. Детонация — это недопустимо быстрое сгорание рабочей смеси, вызывающее неустойчивую работу двигателя. У двигателя при детонации появляется резкий стук, мощность его снижается, из глушителя выходит черный дым. Конструкторы изыскивают способы борьбы с детонацией топлива и постепенно повышают степень сжатия. В зависимости от степени сжатия применяют определенный сорт топлива.

Мощность двигателя

Мощность — это физическая величина, равная отношению работы, совершенной за определенное время, к этому времени. В системе единиц СИ мощность измеряется в Ваттах (Вт). Поднимая груз массой 1 килограмм на высоту 1 метр за 1 секунду, мы развиваем мощность 1 кг x 9,8 м/с 2 x 1 м/с = 9,8 Вт.

Мощность автомобильных двигателей обычно измеряют в лошадиных силах.

Термин «лошадиная сила» был введен в конце XVIII в. английским изобретателем Дж. Уаттом. Наблюдая за работой лошадей, вытягивающих из угольных шахт при помощи блоков корзины с углем, ученый измерил общий вес извлеченной ими породы и высоту, на которую он был поднят за определенное время. Уатт рассчитал, что 1 лошадь за 1 минуту с глубины 30 м вытягивает в среднем 150 кг угля. Эта единица мощности и получила название лошадиной силы (horsepower).

После принятия в 1960 г. системы единиц СИ лошадиная сила стала вспомогательной единицей мощности, равной 736 Вт. Средняя мощность человека равна 70—90 Вт, что составляет 0,1 лошадиной силы

1 л.с. = 0,73549875 кВт

Порядок работы цилиндров двигателя

Для наибольшей равномерности нагрузки коленчатого вала многоцилиндрового двигателя необходимо, чтобы рабочие такты в цилиндрах повторялись в определенной последовательности, которая называется порядком работы цилиндров. Порядок работы цилиндров зависит от числа цилиндров двигателя и его тактности; при этом последовательно работающие цилиндры не должны стоять рядом.

Полный цикл у четырехтактного двигателя осуществляется за два оборота вала, т. е. за 720°, у двухтактного за 360°. Для того чтобы в любой момент вал двигателя имел некоторое постоянное усилие от воздействия газов на поршень, колена вала необходимо смещать относительно друг друга на угол ф. Этот угол зависит от числа цилиндров г и тактности двигателя и равен цикловой продолжительности поворота вала в градусах, отнесенной к числу цилиндров. Следовательно, для четырехтактного двигателя ф = 720°/г, для двухтактного ф = 360°/z.
Определим, например, порядок работы цилиндров, расположенных в один ряд, у четырехтактного четырехцилиндрового двигателя. В этом случае ф = 720° : 4 = = 180°. Вал имеет конфигурацию, при которой поршни 1 и 4 перемещаются в направлении, противоположном движению поршней 2 и 3. Получающееся при этом чередование процессов в цилиндрах показано в табл. 8. Если в первом цилиндре осуществляется рабочий ход, то поршень второго цилиндра движется вверх, при этом из двух возможных процессов (сжатие и выпуск) примем выпуск. Тогда поршень третьего цилиндра, также перемещающийся вверх, должен осуществлять сжатие. В четвертом цилиндре поршень движется вниз одновременно с поршнем первого цилиндра, осуществляющим рабочий ход, поэтому в четвертом цилиндре должен быть впуск. Чередование процессов в последующих тактах всех цилиндров определяется цикловой последовательностью. Из табл. 8 видно, что процессы расширения (рабочего хода) будут проходить в цилиндрах в следующем порядке: 1—3—4—2. Если во втором цилиндре в первом такте принять вместо процесса выпуска сжатие, то порядок работы цилиндров изменится и будет 1—2—4—3. Следовательно, для четырехтактного четырехцилиндрового однорядного двигателя возможны два порядка работы цилиндров.

Для более полного усвоения предлагаю визуально взглянуть на следующие рисунки:

а — чередование тактов 1-2-4-3; б — чередование тактов 1-3-4-2

И напоследок, видео ролик о работе(бензиновый и дизельный):

Итак, начальные сведения мы получили. Теперь мы можем приступать к изучению устройства двигателя внутреннего сгорания.

Экологичный двухтактный двигатель

Изобретение относится к поршневым двухтактным двигателям внутреннего сгорания и может быть использовано в создании двигателя для мобильных (например, автомобили, тепловозы, корабли) и стационарных (например, электрические генераторы, насосы) устройств. Технический результат заключается в снижении расхода масла и улучшении экологических характеристик двухтактного двигателя внутреннего сгорания. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель содержит цилиндр, внутри которого расположены поршень, на крышке цилиндра установлены впускной и выпускной клапаны. На впускном клапане установлена решетка, расположенная выше нижнего края крышки цилиндра в открытом положении, за счет этого обеспечивается необходимая скорость и направление потока продувочного воздуха из впускного клапана в сторону поршня. Затем этот поток рассеивается и вытесняет отработанные газы из цилиндра, заменяя его свежим воздухом. На поршне могут быть выполнены выступы, соответствующие положению и размерам узлов клапанов. Двигатель сохраняет преимущества двухтактного и четырехтактного двигателей (соответственно высокую удельную мощность и экологичность). 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Читать еще:  Двигатели фф2 какой выбрать

1. Двухтактный двигатель, содержащий цилиндр, внутри которого расположен поршень, впускной и выпускной клапаны, установленные на крышке цилиндра, отличающийся тем, что на впускном клапане установлена решетка, а нижний край решетки в открытом положении впускного клапана расположен выше нижнего края крышки цилиндра. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что на поршне выполнены симметрично расположенные относительно оси поршня выступы, по положению и размерам соответствующие положению и размерам узлов клапанов.

Изобретение относится к поршневым двухтактным двигателям внутреннего сгорания и может быть использовано в создании двигателя для мобильных (например, автомобили, тепловозы, корабли) и стационарных (например, электрические генераторы, насосы) устройств.

Известные двухтактные ДВС отличаются от четырехтактных повышенным расходом масла и выбросом вредных веществ, что связано с тяжелыми условиями смазывания цилиндра в поясе впускных и выпускных окон, где существуют благоприятные условия для сдувания масла с поверхностей колец поршня в момент прохождения их мимо продувочных окон. Кроме того, в двухтактных двигателях в горючее добавляют масло, которое при неполном сгорании загрязняет выхлопные газы вредными веществами. В четырехтактных двигателях смазка цилиндра осуществляется за счет разбрызгивания масла из картера на стенки рабочего цилиндра, а с помощью маслосъемного поршневого кольца обеспечивается равномерное распределение масла по поверхности цилиндра и удаление его излишка в картер. Расход масла в известных двухтактных двигателях в 10 раз превышает расход масла в известных четырехтактных двигателях (например, расход масла четырехтактного двигателя КАМАЗ-740.31-240 (EURO-2) в автобусной комплектации составляет 0,2% от расхода топлива, а в двухтактном двигателе YAMAHA 40XWS — 2%). По этой причине они применяются только в переносном инструменте, где решающим фактором является удельная мощность.

Все известные двухтактные двигатели, нашедшие практическое применение, имеют нагнетатель воздуха, при этом в прямоточной схеме газораспределения имеется два продувочных окна или одно продувочное окно и выпускной клапан на крышке цилиндра, в петлевой схеме газораспределения имеются впускные и выпускные продувочные окна (Д.Н. Вырубов, Н.А. Иващенко и др. Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинированных двигателей. Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. — 4-е изд. — М.: Машиностроение, 1983, с. 50-77).

Известен двухтактный двигатель внутреннего сгорания, в котором некоторого снижения расхода масла предлагается достичь с помощью маслосъемного поршневого кольца, не выходящего за пределы продувочных окон и отсоса собранного им масла в полость разряжения системы вентиляции картера. [Изобретение № SU 1346838, дата публикации 23.10.1987]. Известен двухтактный двигатель внутреннего сгорания, у которого в положении поршня в нижней мертвой точке верхнее маслосъемное кольцо поршня расположено выше окон продувки, а в положении поршня в верхней мертвой точке нижнее маслосъемное кольцо расположено ниже окон продувки, при этом в поршне выполнены отверстия, соединяющие канавки верхнего и нижнего маслосъемных колец с подпоршневой полостью. [Патент на изобретение №2276738, дата публикации 20.05.2006]

Недостатком известных устройств является то, что при движении поршня компрессионные поршневые кольца пересекают продувочные окна и поэтому без добавления масла в горючее невозможно добиться удовлетворительной смазки цилиндра, удаление излишков масла с помощью маслосъемных колец и повторное его использование не может дать существенного эффекта, поэтому экологические характеристики и расход масла остаются на том же уровне, что и у широко применяемых двухтактных двигателей внутреннего сгорания.

Все имеющие практическое применение двухтактные двигатели внутреннего сгорания отличаются повышенным расходом масла и выбросом вредных веществ, но по сравнению с четырехтактными двигателями имеют большую удельную мощность.

Ближайшим аналогом (прототипом) заявляемого изобретения является двухтактный двигатель Лену ара (см. http://delay-auto.ru/ystroistvo_avtomobilya/1739-dvustoronniy-dvigatel-dvoynogo-deystviya.html), содержащий на крышке цилиндра впускной и выпускной клапаны и по экологичности приближающийся к четырехтактному двигателю. Принцип работы двигателя заключался в следующем. При прохождении поршнем половины хода от верхней мертвой точки, в освободившийся за поршнем объем цилиндра подавалась горючая воздушно-газовая смесь. Она находилась в цилиндре под атмосферным давлением, воспламенялась при помощи электрической искры, и вторую половину хода поршень проходил под воздействием усилия давления расширяющихся газов, что и обеспечивало полезную работу двигателя. При движении от нижней мертвой точки открывался выпускной клапан и обеспечивался выход отработавших газов. Двигатель не нашел применения из-за чрезвычайно низкого коэффициента полезного действия (КПД) — единица выработанной мощности при использовании двигателя Ленуара обходилась в 7 раз дороже, чем при применении парового двигателя.

Таким образом, в зависимости от конструкции, все известные двухтактные двигатели либо отличаются повышенным расходом масла и низкой экологичностью, либо низким КПД и низкой удельной мощностью.

Технической задачей, на разрешение которой направлено заявляемое изобретение, является улучшение экологических характеристик аналогов, повышение КПД и удельной мощности прототипа.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в обеспечении удельной мощности двигателя близкой к двухтактным, а экологичности и КПД к четырехтактным двигателям внутреннего сгорания.

Поставленная задача решается тем, что в двухтактном двигателе, содержащем цилиндр, внутри которого расположен поршень, впускной и выпускной клапаны, установленные на крышке цилиндра, причем на впускном клапане установлена решетка, а нижний край решетки в открытом положении впускного клапана расположен выше нижнего края крышки цилиндра.

На поршне выполнены выступы, симметрично расположенные относительно оси поршня и соответствующие положению и размерам узлов клапанов.

Сущность заявляемого изобретения поясняется следующими рисунками:

Фиг. 1 — вид двухтактного двигателя при расположении поршня в нижней мертвой точке (далее — НМТ).

Фиг. 2 — вид двухтактного двигателя при расположении поршня в верхней мертвой точке (далее — ВМТ).

Фиг. 3 — вид узла впускного клапана с решеткой.

Двухтактный двигатель (фиг. 1 и фиг. 2) содержит цилиндр 1, внутри которого расположен поршень 2 с маслосъемным кольцом 3 и компрессионными кольцами 4, впускной клапан 5 и выпускной клапан 6, форсунка 7, на поршне могут быть выступы 8, узел впускного клапана (фиг. 3) содержит втулку 9, а на самом клапане имеется решетка 10.

Принцип действия заявляемого изобретения заключается в следующем.

Первый такт работы двигателя показан на фиг. 1.

Под действием давления газов поршень 2 движется вниз от ВМТ к НМТ, совершая рабочий ход и производя при этом полезную работу. В это время клапаны 5 и 6 закрыты.

Второй такт работы двигателя показан на фиг. 2.

При подходе поршня 2 к НМТ, выпускной клапан 6 открывается, давление воздуха в цилиндре 1 падает почти до атмосферного и открывается впускной клапан 5, цилиндр 1 заполняется свежим воздухом, отработанные газы удаляются поднимаемым от поршня свежим воздухом через выпускной клапан 6. Выпускной клапан 6 закрывается и давление воздуха в цилиндре 1 повышается до давления на выходе нагнетателя воздуха, затем впускной клапан 5 закрывается. Поршень 2 за счет кинетической энергии маховика движется к ВМТ, происходит сжатие воздуха. В конце сжатия, в положении поршня 2 в районе ВМТ в цилиндр 1 с помощью форсунки 7 впрыскивается топливо, которое самовоспламеняется и сгорает.

После этого цикл повторяется.

Установленная на впускном клапане решетка позволяет повысить эффективность газообмена, а выступы на поршне позволяют обеспечить требуемую степень сжатия.

В предлагаемом устройстве в качестве топлива могут использоваться бензин или газ, но тогда на крышке цилиндра должна быть дополнительно установлена свеча зажигания, либо форсунка для впрыскивания дизельного топлива для возгорания горючей смеси воздуха и бензина (газа).

Расположение нижнего края решетки впускного клапана в открытом положении выше нижнего края крышки цилиндра обеспечивает необходимую скорость и направление струи продувочного воздуха в сторону поршня, а не в сторону выпускного клапана, что позволяет вытеснить отработанные газы через выпускной клапан, тем самым исключается необходимость добавления масла в топливо, и, как следствие, снижается его расход и улучшаются экологические характеристики двигателя. Количество впускных и выпускных клапанов может быть более двух, а решетка закреплена неподвижно во втулке 9.

Использование заявляемого изобретения позволяет снизить расход масла до 10 раз в сравнении с известными двухтактными двигателями, что обеспечивает решение проблемы по улучшению экологических характеристик двухтактного двигателя внутреннего сгорания. Таким образом, предлагаемый двухтактный двигатель в отличие от аналогов сохраняет преимущества двухтактного и четырехтактного двигателей (соответственно — высокую удельную мощность и экологичность).

Симметричное расположение выступов на поршне не дает перекоса поршня, который мог бы приводить к неравномерному износу поршневых колец и увеличению газодинамических потерь.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector