Цикл двигателя внутреннего сгорания состоит из
Для выполнения основного рабочего такта, при котором происходит сгорание рабочей смеси и расширение газов, не обходимо выполнить подготовительные такты: впуск горючей смеси, сжатие, и заключительный - выпуск отработавших газов. По способу образования горючей смеси пары топлива и воздух и виду используемого топлива различают двигатели: с внешним смесеобразованием карбюраторные, работающие на бензине, и газосмесительные, работающие на горючем газе ; с внутренним смесеобразованием дизельные, работающие на дизельном топливе. Основная статья: Газодизельный двигатель.
Для обеспечения нормальной работы двигатель внутреннего сгорания имеет следующие механизмы и системы : кривошипно-шатунный механизм; газораспределительный механизм; систему охлаждения; систему смазки; систему питания; систему зажигания. Дизельные двигатели системы зажигания не имеют, так как воспламенение рабочей смеси в цилиндрах двигателя происходит за счет высокой степени сжатия.
Кривошипно-шатунный механизм воспринимает давление газов при их расширении и преобразует прямолинейное, возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала двигателя.
Газораспределительный механизм предназначен для своевременного впуска в камеру сгорания цилиндра двигателя необходимого заряда горючей смеси и выпуска из него отработавших газов. Система охлаждения служит для отвода излишнего тепла от деталей двигателя и для поддержания оптимального температурного режима работающего двигателя.
Существуют жидкостная и воздушная системы охлаждения двигателя. Система смазки предназначена для подачи смазки к трущимся поверхностям деталей двигателя, отвода тепла от деталей; уноса механических частиц, образующихся в результате трения, и очистки моторного масла. Система питания служит для приготовления горючей смеси в карбюраторных и газосмесительных двигателях, подачи ее в камеры сгорания цилиндров двигателя и удаления продуктов сгорания.
В дизельных двигателях система питания обеспечивает впрыск топлива в мелкораспыленном виде в цилиндры. Система зажигания предназначена для преобразования тока низкого напряжения в ток высокого напряжения с целью образования электрического разряда в камере сгорания цилиндра двигателя для воспламенения рабочей смеси.
В одноцилиндровом двигателе на один рабочий ход приходится три подготовительных такта, вследствие чего такой двигатель работает неравномерно. Более того, масса двигателя, приходящаяся на единицу его мощности, будет велика.
С целью устранения этих недостатков применяют двигатели с большим числом цилиндров, шатуны которых связаны с кривошипами общего коленчатого вала.
Конструктивно коленчатый вал изготовлен таким образом, что рабочие такты в цилиндрах не совпадают, а подготовительные такты приходятся на рабочие такты других цилиндров. В этом случае роль маховика снижается, что позволяет уменьшить его массу, и, следовательно, уменьшается общая масса двигателя, приходящаяся на единицу его мощности. Достигается равномерность в работе двигателя. Назван в честь немецкого инженера Николауса Отто.
Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания РПД, двигатель Ванкеля , конструкция которого разработана в году инженером Вальтером Фройде в соавторстве с Феликсом Ванкелем, позволяет осуществить любой 4-тактный цикл Дизеля, Стирлинга или Отто без применения специального механизма газораспределения. Отсутствие механизма газораспределения делает двигатель значительно проще четырехтактного поршневого, компактнее и легче. Так же РПД может успешно использовать в качестве топлива водород, так как менее чувствителен к детонации, чем обычный двигатель, использующий возвратно-поступательное движение поршня.
Цикл Дизеля — термодинамический цикл, описывающий рабочий процесс двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при постоянном давлении при воспламенении впрыскиваемого топлива от разогретого рабочего тела. Рабочее тело - воздух. Запатентован в немецким инженером Рудольфом Дизелем. Схема ДВС, работающего по циклу Тринклера 1 — впускной клапан, 2 — выпускной клапан.
Цикл Тринклера — термодинамический цикл, описывающий рабочий процесс двигателя внутреннего сгорания с комбинированным подводом теплоты частично при постоянном объеме, а частично при постоянном давлении. Изобретен в русским инженером Г. По сути двигатель Тринклера - это бескомпрессорный дизельный двигатель. Рабочий цикл четырехтактного бензинового двигателя Рабочим циклом двигателя называется периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя и обусловливающих превращение тепловой энергии в механическую работу.
Если рабочий цикл совершается за два хода поршня, то есть за один оборот коленчатого вала, то такой двигатель называется двухтактным. Автомобильные двигатели работают, как правило, по четырехтактному циклу, который совершается за два оборота коленчатого вала или четыре хода поршня и состоит из тактов впуска, сжатия, расширения рабочего хода и выпуска.
Принцип работы ДВС для просмотра нажмите на кнопку иллюстрации Крайние положения поршня, при которых он наиболее удален от оси коленчатого вала или приближен к ней, называются верхней и нижней «мертвыми» точками ВМТ и НМТ. Подробнее в статье как устроен двигатель внутреннего сгорания.
По мере того, как коленчатый вал двигателя делает первый полуоборот, поршень перемещается от ВМТ к НМТ, впускной клапан открыт, выпускной клапан закрыт. В цилиндре создается разряжение, вследствие чего свежий заряд горючей смеси, состоящий из паров бензина и воздуха, засасывается через впускной газопровод в цилиндр и, смешиваясь с остаточными отработавшими газами, образует рабочую смесь. После заполнения цилиндра горючей смесью при дальнейшем вращении коленчатого вала второй полуоборот поршень перемещается от НМТ к ВМТ при закрытых клапанах.
По мере уменьшения объема температура и давление рабочей смеси повышаются. Расширение или рабочий ход. В конце такта сжатия рабочая смесь воспламеняется от электрической искры и быстро сгорает, вследствие чего температура и давление образующихся газов резко возрастает, поршень при этом перемещается от ВМТ к НМТ.
В процессе такта расширения шарнирно связанный с поршнем шатун совершает сложное движение и через кривошип приводит во вращение коленчатый вал. При расширении газы совершают полезную работу, поэтому ход поршня при третьем полуобороте коленчатого вала называют рабочим ходом.
В конце рабочего хода поршня, при нахождении его около НМТ открывается выпускной клапан, давление в цилиндре снижается до 0. При этом выпускной клапан открыт, и продукты сгорания выталкиваются из цилиндра в атмосферу через выпускной газопровод.
В конце этого такта в цилиндр впрыскивается определенная порция топлива, которое самовоспламеняется. При движении поршня от ВМТ к НМТ вследствие образующегося разряжения из воздушного фильтра в цилиндр через открытый впускной клапан поступает атмосферный воздух.
Давление воздуха в цилиндре составляет 0. Поршень движется от НМТ к ВМТ, впускной и выпускной клапаны закрыты, вследствие этого перемещающийся вверх поршень сжимает поступивший воздух.
Для воспламенения топлива необходимо, чтобы температура сжатого воздуха была выше температуры самовоспламенения топлива. При ходе поршня к ВМТ цилиндр через форсунку впрыскивается дизельное топливо, подаваемое топливным насосом. Впрыснутое в конце такта сжатия топливо, перемешиваясь с нагретым воздухом, воспламеняется, и начинается процесс сгорания, характеризующийся быстрым повышением температуры и давления.
Около НМТ давление снижается до 0. Давление газов снижается до 0. После окончания такта выпуска при дальнейшем вращении коленчатого вала рабочий цикл повторяется в той же последовательности. Более подробно про работу дизеля в статье Дизельные двигатели. Устройство и принцип работы. Принцип работы многоцилиндровых двигателей На автомобилях устанавливают многоцилиндровые двигатели.
Чтобы многоцилиндровый двигатель работал равномерно, такты расширения должны следовать через равные углы поворота коленчатого вала т. Последовательность чередования одноименных тактов в цилиндрах называют порядком работы двигателя. Порядок работы большинства четырехцилиндровых двигателей или
