Пролистать: № 48, 47, 46,
Авто Фото Продажа
Пролистать: № 11
ТестДрайв
Поиск по марке и модели

Новости в формате

Двигатели

№13,22 березня 11  Комментарии (0) Энциклопедия автомобилестроения   





Cхема 4-тактного двигателя и его такты
Cхема 4-тактного двигателя и его такты


Работа роторного двигателя Ванкеля. За одно вращение ротор выполняет те же циклы, что и поршневой двигатель
Работа роторного двигателя Ванкеля. За одно вращение ротор выполняет те же циклы, что и поршневой двигатель


Cхема 2-тактного двигателя и процессы выполняемые за один оборот коленчатого вала
Cхема 2-тактного двигателя и процессы выполняемые за один оборот коленчатого вала


Принято считать, что эпоха автомобилестроения началась как раз с того момента, когда силами двигателя внутреннего сгорания, в 1886 году, с места сдвинулась коляска Карла Бенца. Понятное дело, этот агрегат он смастерил не за ночь накануне, и все имеет свою предысторию.

Первым проектом современного мотора можно назвать идеи Христиана Гюйгенса. В качестве топлива он предлагал использовать порох. Денис Папен загоревшись этой идеей, попытался ее реализовать, но безрезультатно. А вот в 1860 году, французским инженером Жаном Ленуаром был сконструирован двигатель, преобразующий выделяющуюся при сгорании топлива тепловую энергию  в механическую. Мотор работал на газовом топливе, но был несовершенен.

В 1876 году немецкий инженер Август Отто запатентовал первый 4-тактный двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине. В 1881-ом, шотландец Дугальд Кларк удачно опробовал свой 2-тактный двигатель, использующий это же топливо. Одиннадцать лет спустя, в 1892 году, Рудольф Дизель запатентовал первый дизельный мотор.
Сегодня двигатели можно разделить по способу осуществления рабочего цикла, виду применяемого топлива, количеству цилиндров и их расположению, способу наполнения камер сгорания топливной смесью и многим другим параметрам.

Знакомство с двигателями начнем с азов, которыми являются описания рабочих циклов двигателя. Под циклом подразумевается совокупность последовательных и периодически повторяющихся процессов в цилиндре двигателя. Отдельный процесс, совершающийся за один ход поршня, принято называть тактом.

4-тактные двигатели
Тактами в таких двигателях являются впуск, сжатие, сгорание и расширение, выпуск.
Впуск – поршень опускается из верхней мертвой точки (положение поршня в цилиндре, соответствующее максимальному расстоянию между любой точкой поршня и осью вращения коленчатого вала, условное начальное положение которого – 0° поворота кривошипно-шатунного механизма – ВМТ) в нижнюю мертвую точку точки (нижнее положение поршня, движение ниже которого невозможно – НМТ). Одновременно с этим, кулачки распределительного вала открывают впускной клапан, через который всасывается топливовоздушная смесь.

Сжатие – поршень движется из нижней мертвой точки в верхнюю. Свойства газов, которым является воздух, таковы, что под действием давления они способны изменять свой объем и температуру (при сжатии нагреваются). В данном случае повышается температура топливовоздушной смеси.

Сгорание и расширение (рабочий ход поршня) – во время третьего такта, под действием  тепла (вследствие сгорания топливовоздушной смеси, воспламененной в конце второго такта) рабочая смесь расширяется и создает давление, благодаря которому поршень движется в обратном направлении – от ВМТ к НМТ. Так как расширенные газы совершают полезную работу, то этот такт называют еще рабочим ходом.

Выпуск – последний четвертый такт, во время которого происходит очистка цилиндра от сгоревших газов. В этом случае поршень перемещается от НМТ к ВМТ, вытесняя газы через выпускной клапан. 

В 1957 году, немецкий изобретатель Феликс Ванкель представил публике двигатель внутреннего сгорания, в котором отсутствовали кривошипно-шатунный механизм и коленчатый вал. Вместо него Ванкель установил треугольный поршень, который жестко сцепляется с неподвижной шестерней, обкатываясь вокруг нее при работе. Вращаясь, грани треугольного поршня, в зависимости от своего положения, "имитируют" разные объемы камеры сгорания. За один оборот, как и обычный 4-тактный двигатель, роторный двигатель осуществляет цикл, состоящий из тех же четырех тактов: впуск, сжатие, сгорание и расширение и выпуск.

Плюсом такого двигателя является его компактность (конструкция не нуждается в механизме газораспределения) и высокая мощность (с 1-го литра рабочего объема снимается порядка 140 л. с. На первый взгляд этот мотор хорош всем – большая мощность, компактные размеры, однако его шумность и расход топлива не позволяют этой конструкции использоваться массово.

2-тактные двигатели
Как видно из названия, рабочий цикл этого двигателя состоит всего из двух тактов, которыми являются сжатие и расширение. Однако параллельно с ними происходят и недостающие – впуск и выпуск.
Первый такт (всасывание и сжатие) – топливная смесь через впускной канал (вместе с маслом, так как картер не имеет смазки) попадает в картер коленчатого вала. Поршень движется из НМТ к ВМТ, перекрывая сначала продувочное окно, а затем выпускное. После закрытия выпускного окна начинается процесс сжатия ранее поступившей в цилиндр топливной смеси. Поднимаясь вверх, под поршнем создается разряжение воздуха, и новая топливная смесь снова поступает в кривошипную камеру.

Второй такт (рабочий ход поршня и выпуск). При положении около ВМТ сжатая топливная смесь воспламеняется, в результате чего, точно так же как и в 4-тактном двигателе, при повышении температуры и под возросшим давлением газа поршень двигается вниз к НМТ, совершая полезную работу. Опускаясь вниз, поршень сжимает топливовоздушную смесь в кривошипной камере, под действием возникающего давления закрывается продувочный клапан, не позволяя смеси вернуться во впускной коллектор. Выпуск отработанных газов происходит в том момент, когда поршень доходит до выпускного окна. При дальнейшем движении поршня, открывается продувочное окно и смесь из кривошипной камеры поступает по каналу в цилиндр, заполняя камеру сгорания и вытесняя остатки отработанных газов.

Выигрыш такого двигателя перед 4-тактным – простота изготовления (отсутствуют сложные системы газораспределения и смазки), при одинаковом рабочем объеме имеет меньшие размер и массу, более мощный, так как топливная смесь поступает в цилиндр в два раза чаще. Однако там где плюс, там и минус. 2-тактники имеют меньший ресурс, употребляют больше топлива, сильнее загрязняют окружающую среду за счет масла, которое не задерживается в картере двигателя, а вместе с топливной смесью сгорает в цилиндре, а также более шумные.
Главным отличием бензин
овых моторов от дизельных является способ смесеобразования и воспламенения этой смеси. В дизельных моторах топливовоздушная смесь образуется во время впрыска топлива в цилиндр и воспламеняется под действием высокой температуры сжатия. В бензиновом двигателе, топливовоздушная смесь образуется снаружи и воспламеняется принудительно (свеча зажигания).

Но более подробно о способах образования топливной смеси и способах ее подачи в камеру сгорания, читайте в следующем выпуске "АвтоТема".


№13,22 березня 11  Комментарии (0) Энциклопедия автомобилестроения   

Метки новости: двигатель


Комментариев на тему «Двигатели»: 0



Как помогает турбина под капотом?



"Руссо-Балт": российские автомобили рижского покроя



Берег Левый – Берег Правый…



Братья Доджи – семейный подряд во всем



Самые маленькие автомобили мира, ставшие легендой



Переход на сайт еженедельника Авто Фото Продажа Переход на сайт журнала Тест Драйв Переход на сайт еженедельника Авто Тема Переход на сайт еженеделька Недижимость Комфорт Переход на сайт журнала Космо Леди Переход на сайт журнала Аренда