Принцип роботи двигуна внутрішнього згоряння. Двс: пристрій, робота, ккд

У переважній більшості автомобілів використовуються в якості палива для двигунів похідні нафти. При згорянні цих речовин виділяються гази. У замкнутому просторі вони створюють тиск. Складний механізм сприймає ці навантаження і трансформує їх спочатку в поступальний рух, а потім - в обертальний. На цьому заснований принцип роботи двигуна внутрішнього згорання. Далі обертання вже передається на провідні колеса.Принцип роботи двигуна внутрішнього згоряння

поршневий двигун

У чому перевага такого механізму? Що дав новий принцип роботи двигуна внутрішнього згоряння? В даний час їм обладнуються не тільки автомобілі, але і сільськогосподарський і навантажувальний транспорт, локомотиви поїздів, мотоцикли, мопеди, скутери. Двигуни такого типу встановлюються на військовій техніці: танках, бронетранспортерах, вертольотах, катерах. Ще можна згадати про бензопилах, косарках, мотопомпи, генераторних підстанціях і іншому мобільному обладнанні, в якому використовується для роботи дизельне паливо, бензин або газова суміш.

До винаходу принципу внутрішнього згоряння паливо, частіше тверде (вугілля, дрова), спалювалося в окремій камері. Для цього застосовувався котел, який грів воду. В якості першоджерела рушійної сили використовувався пар. Такі механізми були масивними і габаритними. Ними були обладнані локомотиви паровозів і теплоходи. Винахід двигуна внутрішнього згоряння дало можливість в рази зменшити габарити механізмів.Принцип роботи ДВС

система

При роботі двигуна постійно відбувається ряд циклічних процесів. Вони повинні бути стабільними і проходити за строго певний проміжок часу. Ця умова забезпечує безперебійну роботу всіх систем.

У дизельних двигунів паливо попередньо не розроблялися. Система подачі палива доставляє його з бака, і воно подається під високим тиском в циліндри. Бензин же шляхом попередньо змішується з повітрям.

Принцип роботи двигуна внутрішнього згоряння такий, що система запалювання запалює цю суміш, а кривошипно-шатунний механізм приймає, трансформує і передає енергію газів на трансмісію. Газорозподільна система випускає з циліндрів продукти горіння і виводить їх за межі транспортного засобу. Попутно знижується звук вихлопу.

Система змащення забезпечує можливість обертання рухомих вузлів. Проте труться поверхні нагріваються. Система охолодження стежить за тим, щоб температура не виходила за межі допустимих значень. Хоча всі процеси відбуваються в автоматичному режимі, за ними все ж необхідно спостерігати. Це забезпечує система управління. Вона передає дані на пульт в кабіну водія.Пристрій двигуна внутрішнього згоряння

Пристрій двигуна внутрішнього згоряння

Досить складний механізм повинен мати корпус. У ньому монтуються основні вузли і агрегати. Додаткове обладнання для систем, що забезпечують нормальну його роботу, розміщується поблизу і монтується на знімних кріпленнях.

У блоці циліндрів розташовується кривошипно-шатунний механізм. Основне навантаження від згорілих газів палива передається на поршень. Він шатуном з`єднаний з колінчастим валом, який перетворює поступальний рух в обертальний.

Також в блоці розміщується циліндр. За його внутрішній площині переміщається поршень. На ньому прорізані канавки, в яких містяться кільця ущільнювачів. Це необхідно для мінімізації зазору між площинами і створення компресії.

Зверху до корпусу кріпиться головка блоку циліндрів. У ній монтується газорозподільчий механізм. Він складається з валу з ексцентриками, коромисел і клапанів. Їх почергове відкриття і закриття забезпечують впуск палива всередину циліндра і випуск потім відпрацьованих продуктів горіння.

До низу корпусу монтується піддон блоку циліндрів. Туди стікає масло після того, як воно змаже труться з`єднання деталей вузлів і механізмів. Усередині двигуна ще розташовані канали, по яких циркулює охолоджуюча рідина.

Принцип роботи ДВС

Суть процесу полягає в перетворенні одного виду енергії в інший. Це відбувається при спалюванні палива в замкнутому просторі циліндра двигуна. Виділяються при цьому гази розширюються, і всередині робочого простору створюється надлишковий тиск. Його сприймає поршень. Він може рухатися вгору-вниз. Поршень за допомогою шатуна з`єднаний з колінчастим валом. По суті це головні деталі кривошипно-шатунного механізму - основного вузла, що відповідає за перетворення хімічної енергії палива в обертальний рух вала.

Принцип роботи двигуна внутрішнього згоряння заснований на почергової зміни циклів. При поступальному русі поршня вниз відбувається робота - на певний кут провертається колінчатий вал. На одному його кінці закріплений масивний маховик. Отримавши прискорення, він за інерцією продовжує рух, і це ще провертає колінчастий вал. Тепер шатун штовхає поршень вгору. Він займає робоче положення і знову готовий прийняти на себе енергію запаленого палива.ККД двигуна внутрішнього згоряння

Особливості

Принцип роботи ДВС легкових автомобілів найчастіше заснований на перетворенні енергії згорає бензину. Вантажівки, трактора і спеціальна техніка обладнуються в основному дизельними двигунами. Ще в якості палива може використовуватися зріджений газ. Дизельні двигуни не мають системи запалювання. Займання палива відбувається від створюваного тиску в робочій камері циліндра.

Робочий цикл може здійснюватися за один або два оберти колінчастого вала. У першому випадку відбувається чотири такту: впуск палива і його запалення, робочий хід, стиск, випуск відпрацьованих газів. Двотактний двигун внутрішнього згоряння повний цикл здійснює за один оборот колінчастого валу. При цьому за один такт відбувається впуск палива і його стиснення, а на другому - займання, робочий хід і випуск відпрацьованих газів. Роль газорозподільного механізму в двигунах такого типу відіграє поршень. Рухаючись вгору-вниз, він по черзі відкриває вікна впуску палива і випуску відпрацьованих газів.

Крім поршневих ДВС існують ще турбінні, реактивні і комбіновані двигуни внутрішнього згоряння. Перетворення в них енергії палива в поступальний рух транспортного засобу здійснюється за іншими принципами. Пристрій двигуна і допоміжних систем також істотно відрізняється.Двотактний двигун внутрішнього згоряння

втрати

Незважаючи на те що ДВС відрізняється надійністю і стабільністю роботи, його ефективність недостатньо висока, як це може здатися на перший погляд. У математичному вимірі ККД двигуна внутрішнього згоряння становить в середньому 30-45%. Це говорить про те, що велика частина енергії згорає палива витрачається вхолосту.

ККД кращих бензинових двигунів може становити лише 30%. І тільки масивні економні дизелі, у яких багато додаткових механізмів і систем, можуть ефективно перетворити до 45% енергії палива в перерахунку на потужність і корисну роботу.

Пристрій двигуна внутрішнього згоряння не може виключити втрати. Частина палива не встигає згоряти і йде з відпрацьованими газами. Інша стаття втрат - це витрата енергії на подолання різного роду опорів при терті сполучених поверхонь деталей вузлів і механізмів. І ще якась частина її витрачається на приведення в дію систем двигуна, що забезпечують його нормальну і безперебійну роботу.


Увага, тільки СЬОГОДНІ!