Общее устройство и работа двигателя автомобиля

По характеру рабочего процесса поршневые двигатели внутреннего сгорания, устанавливаемые на большинстве автомобилей, делятся на двигатели с внешним смесеобразованием и воспламенением тодливо-воздушной смеси от электрической искры (карбюраторные и газовые) и двигатели с внутренним смесеобразованием и воспламенением смеси от сжатия (дизели).

В карбюраторных двигателях горючая смесь, состоящая из паров бензина и воздуха, приготовляется вне цилиндров, в карбюраторе; в двигателях, работающих на сжиженном или сжатом газе, смесь газа с воздухом приготовляется также вне цилиндров, в смесителе. В дизелях горючая смесь образуется внутри цилиндров путем впрыска в них топлива, самовоспламеняющегося под влиянием высокой температуры сжатого в цилиндрах воздуха.

Более легкие и быстроходные карбюраторные двигатели, применяют чаще всего на легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой грузоподъемности; дизельные двигатели — на грузовых автомобилях большой грузоподъемности (например, МАЗ -500, КамАЗ, КрАЗг256, БелАЗ-540).

Образующиеся при сгорании в цилиндре смеси топливаи воздуха газы имеют высокую температуру и давление. Расширяясь, газы перемещают поршень и через шатун поворачивают коленчатый вал. Затем отработавшие газы удаляются из цилиндра, и он снова заполняется свежей горючей смесью (у дизелей воздухом).

Цилиндр заполняется горючей смесью (воздухом) и очищается от отработавших газов через два отверстия, закрываемые клапанами.

Поршни, соединенные шатунами с кривошипами вала, передвигаясь в цилиндрах, то удалятся от оси кривошипа, то приближаются к ней (рис. 1).

Положение а максимального удаления поршня от оси кривошипа называется верхней мертвой точкой ( ВМТ ), а положение б минимального удаления — нижней мертвой точкой ( НМТ ). Расстояние, проходимое поршнем между мертвыми точками, называют ходом поршня. По величине ход поршня равен двум радиусам кривошипа. За каждый ход поршня коленчатый вал поворачивается на пол-оборота (180°). Процесс, происходящий в цилиндре за один ход поршня, называется тактом.

Рис. 1. Положения поршня:

а — в верхней мертвой точке ( ВМТ ); б — в нижней мертвой точке ( НМТ ); Vh — рабочий объем; Vc — объем камеры сгорания; s — ход поршня

Объем над поршнем, находящимся в ВМТ , называется объемом Vc камеры сгорания.

Пространство, освобождаемое поршнем, движущимся от ВМТ к НМТ , называется рабочим объемом Vh. Сумма объема камеры сгорания и рабочего объема составляет полный объем цилиндра Fc+ VA.

В многоцилиндровых двигателях сумма рабочих объемов всех цилиндров называется литражом двигателя.

Легковые автомобили делятся по литражу на микролитражные (до 1,0 л), малолитражные (свыше 1,0 до 1,7 л), среднего литража (свыше 1,7 до 3 л) и большого литража (свыше 3,0 л).

Один из важных показателей двигателя — это его степень сжатия е, который определяется отношением полного объема цилиндра к объему его камеры сгорания е = Vc Vft. Степень сжатия современных карбюраторных двигателей находится в пределах 6… 10.

С увеличением степени сжатия повышаются мощность и экономичность двигателя. Однако возможность увеличения степени сжатия ограничена физико-химическими свойствами топлива, в частности его октановым числом.

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя состоит из следующих тактов: впуск, сжатие, рабочий ход (сгорание — расширение), выпуск.

Впуск. Поршень перемещается от ВМТ к НМТ , впускной клапан открыт, в цилиндре образуется разрежение, вследствие чего в него поступает горючая смесь, которая перемешивается с отработавшими газами, оставшимися в небольшом количестве в цилиндре от предыдущего цикла, и образует рабочую смесь. Температура смеси в конце впуска равна 100…130 °С, а давление примерно 70…80 кПа (0,7…0,8 кгс/см2). На индикаторной диаграмме процесс впуска изображен линией га.

Сжатие. Поршень перемещается от НМТ к ВМТ . Оба клапана закрыты, рабочая смесь сжимается, вследствие чего ее температура повышается и улучшается испарение бензина.

К концу такта сжатия давление в цилиндре повышается до 800… 1200 кПа (8… 12 кгс/см2), температура смеси достигает 280… 480 °С. На индикаторной диаграмме процесс сжатия показан линией ас.

Рабочий ход (сгорание — расширение). Рабочая смесь в цилиндре воспламеняется электрической искрой и сгорает за 0,001…0,002 с, выделяя при этом большое количество теплоты. Оба клапана закрыты. Температура сгорания свыше 2000 °С, а давление — 3,5…4,0 МПа (35…40 кгс/см2). На индикаторной диаграмме процесс сгорания изображен линией cz.

Под действием силы давления газов поршень перемещается к НМТ , вращая через шатун коленчатый вал. В процессе расширения за счет внутренней энергии топлива совершается механическая работа. В конце расширения давление в цилиндре падает до 300…400 кПа (3…4 кгс/см2), а температура снижается до 800…1100 °С. На индикаторной диаграмме процесс расширения газов характеризуется линией zb.

Выпуск. Открывается выпускной клапан. Поршень перемещается к ВМТ и очищает цилиндр от отработавших газов, выталкивая их в атмосферу. Давление в цилиндре к концу такта выпуска снижается до 105…115 кПа (1,05… 1,15 кгс/см2), а температура до 300…400°С. На индикаторной диаграмме процесс выпуска отработавших газов изображен линией br.

Рабочий процесс четырехтактного двигателя протекает за четыре хода поршня, т. е. за два оборота коленчатого вала. Из четырех тактов рабочий ход — основной, остальные три — вспомогательные. Поэтому одноцилиндровый двигатель работает неравномерно. Для обеспечения равномерности вращения коленчатого вала автомобильные двигатели изготовляют с несколькими цилиндрами.

Рабочий цикл четырехтактного дизеля. В цилиндрах четырехтактного дизеля происходят те же такты, что и в цилиндрах четырехтактного карбюраторного двигателя: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск.

Впуск. Поршень перемещается к НМТ и через открытый впускной клапан цилиндр заполняется воздухом.

Сжатие. Поршень перемещается от НМТ к ВМТ и при закрытых клапанах сжимает находящийся в цилиндре воздух.

У дизеля более высокая, чем у карбюраторного двигателя, степень сжатия (е = 15…20) и как следствие этого выше давление (3,0…3,5 МПа, или 30…35 кгс/см2) и температура (600…700 °С) конца сжатия.

Рабочий ход. В конце такта сжатия в цилиндр через форсунку впрыскивается под высоким давлением (10…20 МПа, или 100…200 кгс/см2) мелкораспыленное тяжелое топливо, образующее с воздухом смесь, которая самовоспламеняется под действием высокой температуры сжатого воздуха и быстро сгорает, выделяя много теплоты. В результате температура в цилиндре повышается до 1800…2000°С, а давление — до 5…6 МПа (50…60 кгс/см2). Под действием силы давления газа поршень движется к НМТ , повертывая коленчатый вал.

Выпуск. Поршень перемещается к ВМТ , выталкивая через открытый выпускной клапан отработавшие газы в атмосферу.

Для поршневых двигателей внутреннего сгорания riM составляет в среднем 0,85.

Крутящий момент зависит от наполнения цилиндров горючей смесью, которое с увеличением частоты вращения коленчатого вала до определенных пределов улучшается, при дальнейшем повышении частоты вращения наполнение цилиндров горючей смесью ухудшается и крутящий момент падает.

При анализе и сравнении различных двигателей пользуются их скоростными характеристиками (рис. 2) — графиками зависимости эффективной мощности Ne, крутящего момента Ме и удельного расхода топлива ge от частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Из характеристик видно, что при полном открытии дросселя (дроссельной заслонки) наибольшая мощность Ne этого двигателя, равная примерно 110 кВт (150 л. е.), достигается при 3200 мин-1. Наибольший крутящий момент Ме двигателя равен 400 Н-м (40 кгс-м), а наименьший удельный расход топлива ge, т. е. количество топлива, израсходованного на каждую единицу мощности за 1 ч, равен 326 г/э. кВт-ч (240 г/э. л. с. • ч).

Основные механизмы и системы двигателя. Двигатель внутреннего сгорания состоит из двух основных механизмов — кривошипно-шатунного и газораспределительного — и систем — охлаждения, смазки, питания. У карбюраторных двигателей имеется, кроме того, система зажигания.

Кривошипно-шатунный механизм воспринимает силу давления газов и преобразует прямолинейное, возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Газораспределительный механизм предназначен для своевременного впуска в цилиндр свежей горючей смеси (карбюраторные двигатели) или воздуха (дизели) и выпуска из него отработавших газов.

Система охлаждения отводит теплоту от нагревающихся деталей двигателя. Она может быть жидкостной (у большинства отечественных двигателей) или воздушной (МеМЗ-968).

Рис. 2. Скоростная характеристика двигателя ЗИЛ -130.

Система смазки служит для уменьшения трения между деталями двигателя, охлаждения их и отвода продуктов износа.

Система питания обеспечивает приготовление горючей смеси и подачу ее в цилиндры двигателя (карбюраторные и газовые двигатели), а также удаление из цилиндров продуктов сгорания.

Система зажигания служит для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах двигателя при помощи электрической искры.

По способу смесеобразования и воспламенения топлива поршневые двигатели внутреннего сгорания подразделяются на две группы:

— с внешним смесеобразованием и принудительным зажиганием от электрической искры (карбюраторные и газовые);

— с внутренним смесеобразованием и воспламенением от соприкосновения с воздухом, сильно нагретым в цилиндре путем высокого сжатия (дизели).

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Разделы

Остались вопросы по теме:

"Общее устройство и работа двигателя автомобиля"

© 2007-2017 Строй-Техника.Ру - информационная система по строительной технике.

Материалы: http://stroy-technics.ru/article/obshchee-ustroistvo-i-rabota-dvigatelya-avtomobilya

Двигатель является главной системой в любом транспортном средстве. Этот компонент автомобиля можно сравнивать с сердцем человека, то есть, человек умрет без сердца – так же и автомобиль без двигателя. Двигательная система отвечает за преобразование топливной энергии в механическую энергию, которая впоследствии выполняет полезную работу.

Сегодня в качестве энергии может выступать энергия сгорания топлива, электрическая энергия и т.д. Источник энергии всегда находится в автомобили. Он должен пополняться через определенный промежуток времени, чтобы автомобиль мог в итоге передвигаться. Так, механическая энергия передается на ведущие колеса от двигателя. Эта передача обычно осуществляется при помощи трансмиссии.

Сегодня можно встретить следующие виды двигателей:

• двигатель внутреннего сгорания – самый распространенный вид на сегодняшний день,
• электродвигатель – относительно молодая модель,
• гибридная силовая установка, или комбинированный двигатель – так же относительно новая модель.

Двигатель внутреннего сгорания в свою очередь подразделяется на поршневую, роторно-поршневую и газотурбинную модель. Сегодня инженеры при разработке автомобилей используют поршневые установки. Все остальные виды двигателей можно встретить крайне редко, в основном машины с такими двигателями можно встретить только в музеях. Поршневые двигатели работают на основе жидкого топлива, в качестве которого используется бензин или же дизельное топливо или на основе природного газа. Самым распространенным видом является поршневой двигатель, работающий на основе бензина.

Относительно недавно появились электромобили, которые оснащены электродвигателями. Этот вид двигателя работает на основе электрической энергии, в качестве источника которой берутся топливные элементы или аккумуляторные батарейки. Сегодня такие автомобили, пока, не пользуются большим спросом, так как они нуждаются в частой подзарядке. Зато такой вид транспорта не выбрасывает в атмосферу вредных смесей.

Современные производители активно выпускают автомобили, оснащенные гибридной или комбинированной силовой установкой. В этом случае двигательная система имеет ДВС и электромотор.

На сегодняшний день распространены бензиновые и дизельные двигатели внутреннего сгорания. Они имеют следующие рабочие циклы:

Бензиновый двигатель

1. Топливо и воздух сначала попадают в карбюратор или инжектор, смешиваются в нем, после чего образуется топливовоздушная смесь;
2. Происходит такт впуска;
3. Происходит такт сжатия;
4. Поджигание рабочей смеси свечей зажигания;
5. Такт расширения;
6. Происходит такт выпуска;

Начиная с такта впуска и заканчивая тактом выпуска, весь рабочий цикл в этом случае происходит в цилиндре двигателя.

Дизельный двигатель

1. Топливо или солярка вместе с воздухом сразу попадает во впусковую трубу, происходит такт впуска,
2. Происходит такт смесеобразования, солярка смешивается с воздухом,
3. Происходит воспламенение,
4. Такт расширения, то есть, рабочий ход,
5. Происходит такт выпуска.

В этом случае топливо и воздух не попадают вместе в карбюратор или инжектор. В дизельном варианте сначала воздух проходит такт впуска, а топливо или солярка начинает смешиваться с воздухом, тем самым образовывая смесь, только на такте сжатия.

Материалы: http://v-mireauto.ru/naznachenie-dvigatelya-avtomobilya/

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный университет

сервиса и экономики

Тема: «Назначение и типы автомобильных двигателей»

Выполнил студент 3-ого курса

1. Основные типы двигателей

2. Основные определения и параметры двигателя

3. Рабочий процесс (цикл) четырехтактных двигателей

4. Порядок работы двигателя

5. Внешняя скоростная характеристика двигателя

Список использованной литературы

Двигатель автомобиля представляет собой совокупность механизмов и систем, преобразующих тепловую энергию сгорающего в его цилиндрах топлива в механическую. На современных автомобилях наибольшее распространение получили поршневые двигатели внутреннего сгорания, в которых расширяющиеся при сгорании топлива газы воздействуют на движущиеся в их цилиндрах поршни. Бензиновые двигатели работают на легком жидком топливе — бензине, который получают из нефти. Дизельные двигатели работают на тяжелом жидком топливе — дизельном, получаемом также из нефти. Из указанных двигателей наиболее мощными являются бензиновые, наиболее экономичными и экологичными — дизели, имеющие более высокий коэффициент полезного действия. Так, при равных условиях расход топлива у дизелей на 25 . 30% меньше, чем у бензиновых двигателей.

У двигателей с внешним смесеобразованием горючая смесь готовится вне цилиндров, в специальном приборе — карбюраторе (карбюраторные двигатели) или во впускном трубопроводе (двигатели с впрыском бензина) и поступает в цилиндры в готовом виде. У двигателей с внутренним смесеобразованием (дизели, двигатели с непосредственным впрыском бензина) приготовление горючей смеси производится непосредственно в цилиндрах путем впрыска в них топлива. В двигателях без наддува наполнение цилиндров осуществляется за счет вакуума, создаваемого в цилиндрах при движений поршней из верхнего крайнего положения в нижнее. В двигателях с наддувом горючая смесь поступает в цилиндры под давлением, которое создается компрессором. Принудительное воспламенение горючей смеси от электрической искры, возникающей в свечах зажигания, производится в бензиновых двигателях, а воспламенение от сжатия (самовоспламенение) — в дизелях.

1. Основные типы двигателей

Применяемые на автомобилях двигатели подразделяются на типы по различным признакам (рис.1).

Рис.1. Основные типы автомобильных двигателей, классифицированных по различным признакам

У четырехтактных двигателей полный рабочий процесс (цикл) совершается за четыре такта (впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск), которые последовательно повторяются при работе двигателей. Рядные двигатели имеют цилиндры, расположенные в один ряд вертикально или под углом 20. 40° к вертикали. V-образные двигатели имеют два ряда цилиндров, расположенных под углами 60, 75° и чаще 90е. V-образный двигатель с углом 180° между рядами цилиндров называется оппозитным. Двух-, трех-, четырех- и пятицилиндровые двигатели выполняются обычно рядными, а шести-, восьми- и многоцилиндровые — V-образными. В двигателях с жидкостным охлаждением в качестве охлаждающего вещества используют антифризы (низкозамерзающие жидкости), температура замерзания которых -40 °С и ниже. В двигателях с воздушным охлаждением охлаждающим веществом является воздух. Большинство двигателей имеет жидкостное охлаждение, так как оно наиболее эффективное.

2. Основные определения и параметры двигателя

Рассмотрим основные параметры двигателя, связанные с его работой (рис. 2). Верхняя мертвая точка (ВМТ) — крайнее верхнее положение поршня. В этой точке поршень наиболее удален от оси коленчатого вала. Нижняя мертвая точка (НМТ) — крайнее нижнее положение поршня. Поршень наиболее приближен к оси коленчатого вала. В мертвых точках поршень меняет направление движения, и его скорость равна нулю. Ход поршня (S) — расстояние между мертвыми точками, проходимое поршнем в течение одного такта рабочего цикла двигателя. Каждому ходу поршня соответствует поворот коленчатого вала на угол 180° (пол-оборота). Такт — часть рабочего цикла двигателя, происходящего при движении поршня из одного крайнего положения в другое. Рабочий объем цилиндра (Vk) — объем, освобождаемый поршнем при его перемещении от ВМТ до НМТ. Объем камеры сгорания (Vc) — объем пространства над поршнем, находящимся в ВМТ. Полный объем цилиндра (Va) — объем пространства над поршнем, находящимся в НМТ:

Рабочий объем (литраж) двигателя — сумма рабочих объемов всех цилиндров двигателя, выраженная в литрах (см3). Степень сжатия (s) — отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания, т.е. s = Va/Vc

Рис.2. Основные параметры двигателя

Степень сжатия показывает, во сколько раз сжимается смесь в цилиндре двигателя при ходе поршня из НМТ в ВМТ. При повышении степени сжатия увеличивается мощность двигателя и улучшается его экономичность. Однако повышение степени сжатия ограничено качеством применяемого топлива и увеличивает нагрузки на детали двигателя. Степень сжатия для бензиновых двигателей современных легковых автомобилей составляет 8 — 10, а для дизелей 15 — 22. При таких степенях сжатия в бензиновых двигателях не происходит самовоспламенение смеси, а в дизелях, наоборот, самовоспламенение смеси обеспечивается. Ход S поршня и диаметр D цилиндра определяют размеры двигателя. Если отношение S/D < 1, то двигатель является короткоходным. Большинство двигателей легковых автомобилей короткоходные.

3. Рабочий процесс (цикл) четырехтактных двигателей

Рабочий процесс (цикл) четырехтактных двигателей состоит из тактов впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска. Рабочий процесс происходит за четыре хода поршня или за два оборота коленчатого вала. Рассмотрим протекание рабочего цикла бензинового двигателя. При такте впуска (рис.3, а) поршень -/движется от ВМТ к НМТ. Выпускной клапан 5 закрыт. Под действием вакуума, создаваемого при движении поршня, в цилиндр 3 поступает горючая смесь (бензина и воздуха) через впускной клапан 7, открытый распределительным валом 6.

Рис. 2.3. Схема рабочего процесса четырехтактного бензинового двигателя: а — впуск; 6 — сжатие; в — рабочий ход; г — выпуск; / — коленчатый вал; 2 — шатун; 3 — цилиндр; 4 — поршень; 5 — выпускной клапан; 6 — распределительный вал; 7 — впускной клапан

Горючая смесь перемешивается с остаточными отработавшими газами, образуя при этом рабочую смесь. В конце такта впуска давление в цилиндре составляет 0,08. 0,09 МПа, а температура рабочей смеси – 80. 120 °С. Такт сжатия (рис.3, б) происходит при перемещении поршня от НМТ к ВМТ. Впускной и выпускной клапаны закрыты. Объем рабочей смеси уменьшается, а давление в цилиндре повышается и в конце такта сжатия составляет 0,9. 1,5 МПа. Повышение давления сопровождается увеличением температуры рабочей смеси до 450. 500°С. При такте рабочего хода (рис.3, в) впускной и выпускной клапаны закрыты. Воспламененная в конце такта сжатия от свечи зажигания рабочая смесь быстро сгорает (в течение 0,001 . 0,002 с). Температура и давление образовавшихся газов в цилиндре возрастают соответственно до 2200. 2500°С и 4. 5,5 МПа. Газы давят на поршень, он движется от ВМТ до НМТ и совершает полезную работу, вращая через шатун 2 коленчатый вал 1. По мере перемещения поршня к НМТ и увеличения объема пространства над ним давление в цилиндре уменьшается и в конце такта составляет 0,35. 0,45 МПа. Снижается и температура газов до 900..Л200 °С. Такт выпуска (рис. 3, г) происходит при движении поршня от НМТ к ВМТ. Впускной клапан закрыт. Отработавшие газы вытесняются поршнем из цилиндра через выпускной клапан, открытый распределительным валом. Давление и температура в цилиндре уменьшаются и в конце такта составляют 0,1 . 0,12 МПа и 700. 800°С. Из рассмотренного рабочего процесса (цикла) следует, что полезная работа совершается только в течение одного такта — рабочего хода. Остальные три такта (впуск, сжатие, выпуск) являются вспомогательными, и на их осуществление затрачивается часть энергии, накопленной маховиком двигателя, который установлен на заднем конце коленчатого вала, при рабочем ходе. Рабочий процесс четырехтактного дизеля существенно отличается от рабочего цикла бензинового двигателя по смесеобразованию и воспламенению рабочей смеси. Основное различие рабочих циклов состоит в том, что в цилиндры дизеля при такте впуска поступает не горючая смесь, а воздух, и при такте сжатия в цилиндры впрыскивается мелкораспыленное топливо, которое самовоспламеняется под действием высокой температуры сжатого воздуха. Рассмотрим более подробно рабочий цикл дизеля. Такт впуска (рис.4, а) осуществляется при движении поршня 2 от ВМТ к НМТ. Выпускной клапан 6 закрыт. Вследствие образовавшегося вакуума в цилиндр 7 через воздушный фильтр 4 и открытый впускной клапан 5 поступает воздух из окружающей среды. В конце такта впуска давление в цилиндре составляет 0,08. 0,09 МПа, а температура - 40. 60°С.

Рис. 4. Схема рабочего процесса четырехтактного дизеля: а — впуск; б — сжатие; в — рабочий ход; г — выпуск; 1 — топливный насос; 2 —поршень; 3 — форсунка; 4 — воздушный фильтр; 5 — впускной клапан; 6 —выпускной клапан; 7 — цилиндр; 8 — шатун; 9 — коленчатый вал

При такте сжатия (рис. 4, б) поршень движется от НМТ до ВМТ. Впускной и выпускной клапаны закрыты. Поршень сжимает находящийся в цилиндре воздух, и его температура в конце такта сжатия достигает 550. 700 °С при давлении 4. 5 МПа. При такте рабочего хода (рис.4, в) поршень подходит к ВМТ, и в цилиндр двигателя из форсунки 3 под большим давлением впрыскивается распыленное дизельное топливо, подаваемое топливным насосом 1 высокого давления. Впрыснутое топливо перемешивается с нагретым воздухом, и образовавшаяся смесь самовоспламеняется. При этом резко возрастают у образовавшихся газов температура до 1800. 2000°С и давление до 6. 9 МПа. Под действием давления газов поршень перемещается от ВМТ до НМТ и совершает полезную работу, вращая через шатун 8 коленчатый вал 9. К концу рабочего хода давление газов становится 0,3-0,5 МПа, а температура — 700. 900°С. Такт выпуска (рис. 4, г) происходит при движении поршня от НМТ к ВМТ. Впускной клапан закрыт. Через открытый выпускной клапан 6 поршень выталкивает из цилиндра отработавшие газы. К концу такта выпуска давление газов в цилиндре уменьшается до 0,11.-0,12 МПа, а температура — до 500. 700 °С. После окончания такта выпуска при вращении коленчатого вала рабочий цикл двигателя повторяется в той же последовательности.

4. Порядок работы двигателя

Порядком работы двигателя называется последовательность чередования рабочих ходов по цилиндрам двигателя. Для равномерной и плавной работы двигателя рабочие ходы и другие одноименные такты должны чередоваться в определенной последовательности в его цилиндрах. При этом чередование должно происходить через равные углы поворота коленчатого вала двигателя, величина которых зависит от числа цилиндров двигателя. В четырехтактном двигателе рабочий процесс совершается за два оборота коленчатого вала, т.е. за поворот вала на 720°. Число рабочих ходов равно числу цилиндров двигателя. Их чередование для четырех-, шести- и восьмицилиндровых двигателей будет происходить соответственно через 180, 120 и 90° поворота коленчатого вала.

Порядок работы двигателя во многом зависит от типа двигателя и числа цилиндров. Так, например, у коленчатого вала рядного четырехцилиндрового двигателя, представленного на рис.5, а,

Рис. 5. Схема (а) и таблица (б) порядка работы четырехцилиндрового двигателя: 1, 2, 3, 4 — цилиндры двигателя

5. Внешняя скоростная характеристика двигателя

Внешней скоростной характеристикой двигателя называется зависимость эффективной мощности Ne и крутящего момента Ме от частоты вращения коленчатого вала при полной подаче топлива. Эффективной называется мощность, развиваемая на коленчатом валу двигателя. Внешняя скоростная характеристика определяет возможности двигателя и характеризует его работу. По внешней скоростной характеристике определяют техническое состояние двигателя. Она позволяет сравнивать различные типы двигателей и судить о совершенстве новых двигателей.

На внешней скоростной характеристике (рис.6) выделяют следующие точки, определяющие характерные режимы работы двигателя:

Nmax – максимальная (номинальная) мощность;

nN – частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности;

Мmax – максимальный крутящий момент;

nM – частота вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте;

nmin – минимальная частота вращения коленчатого вала, при которой двигатель работает устойчиво при полной подаче топлива;

nmax – максимальная частота вращения.

Из характеристики видно, что двигатель развивает максимальный момент при меньшей частоте вращения, чем максимальная мощность.

Это необходимо для автоматического приспосабливания двигателя к возрастающему сопротивлению движения. Например, автомобиль двигается по горизонтальной дороге при максимальной мощности двигателя и начинает преодолевать подъем. Сопротивление дороги возрастает, скорость автомобиля и частота вращения коленчатого вала уменьшаются, а крутящий момент увеличивается, обеспечивая возрастание тяговой силы на ведущих колесах автомобиля. Чем больше увеличение крутящего момента при уменьшении частоты вращения, тем выше приспосабливаемость двигателя и тем меньше вероятность его остановки. Для бензиновых двигателей увеличение (запас) крутящего момента достигает 30 %, а у дизелей — 15 %.

В эксплуатации большую часть времени двигатели работают в диапазоне частот вращения nM—nN, при которых развиваются соответственно максимальные крутящий момент и эффективная мощность. Внешнюю скоростную характеристику двигателя строят по данным результатов его испытаний на специальном стенде. При испытаниях с двигателя снимают часть элементов систем охлаждения, питания и др. (вентилятор, радиатор, глушитель и др.), без которых обеспечивается его работа на стенде. Полученные при испытаниях мощность и крутящий момент приводят к нормальным условиям, соответствующим давлению окружающего воздуха 1 атм и температуре 15 °С. Эти мощность и момент называются стендовыми, и они указываются в технических характеристиках, инструкциях, каталогах, проспектах и т.п. В действительности мощность и момент двигателя, установленного на автомобиле, на 5. 10 % меньше, чем стендовые. Это связано с установкой на двигатель элементов, которые были сняты при испытаниях (насос гидроусилителя, компрессор и др.). Кроме того, давление и температура при работе двигателя на автомобиле отличаются от нормальных.

При проектировании нового двигателя внешнюю скоростную характеристику получают расчетным способом, используя для этого специальные формулы. Однако действительную внешнюю скоростную характеристику получают только после изготовления и испытания двигателя.

Список использованной литературы

1. Сарбаев В.И. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. − Ростов н/Д: «Феникс», 2004.

2. Вахламов В.К. Техника автомобильного транспорта. − М.: «Академия», 2004.

3. Барашков И.В. Бригадная организация технического обслуживания и ремонта автомобилей. – М.: Транспорт, 1988г.

Материалы: http://xreferat.com/96/1178-1-naznachenie-i-tipy-avtomobil-nyh-dvigateleiy.html