У четырехтактных двигателей с электрическим зажиганием (карбюраторных) рабочий цикл протекает примерно так же, как и у дизелей. Разница заключается в том, что в цилиндр во время такта впуска засасывается не чистый воздух, а горючая смесь воздуха с газообразным или испарившимся жидким топливом. Кроме того, в конце сжатия горючая смесь воспламеняется принудительно электрической искрой, а не самовоспламеняется как у дизелей.
У большинства поршневых двигателей для преобразования возвратно–поступательного движения поршня во вращательное движение вала применяется кривошипно–шатунный механизм.
Во
время такта расширения усилие от давления газов Р через поршень передается на
поршневой палец и на шатун и одновременно прижимает поршень к стенке цилиндра с
силой N, (рис. 3.5). Усилие S, направленное по оси шатуна, через шатунную шейку
действует на колено вала. Радиальное усилие К, направленное по радиусу
кривошипа, прижимает коренные шейки коленчатого вала к подшипникам, а тангенциальное
касательное усилие К, направленное перпендикулярно радиусу кривошипа и
приложенное к шатунной шейке, вращает коленчатый вал.
Объем, описываемый поршнем при перемещении от одной мертвой точки в другую, называется рабочим объемом цилиндра Vh.
Объем между крышкой цилиндра и поршнем, находящимся в НТМ, называется полным объемом цилиндра Va. Объем между крышкой цилиндра и поршнем, находящимся в BТМ, называется пространством сжатия Vс.
Основное отличие двухтактного двигателя от четырехтактного заключается в способе газообмена – очистки цилиндра от продуктов сгорания и зарядки его свежим воздухом или горючей смесью. У четырехтактных двигателей поршень рабочего цилиндра действует подобно поршню насоса, выталкивая продукты сгорания и засасывая воздух. Эти процессы протекают во время тактов впуска и выпуска, продолжительность которых составляет приблизительно 50% продолжительности всего цикла.
У двухтактных двигателей продолжительность процесса газообмена составляет всего 25 – 30 % продолжительности цикла. В конце такта расширения и в начале такта сжатия через органы газораспределения в цилиндр нагнетается сжатый воздух или горючая смесь, которые вытесняют продукты сгорания и занимают их место. Эти процессы называются продувкой и зарядкой цилиндра. Продувочный воздух или горючая смесь предварительно сжимаются отдельным продувочным насосом.
Органами газораспределения у двухтактных двигателей являются окна (щели) во втулке цилиндра, перекрываемые поршнем, клапаны, или золотники.
На рис. 3.6 показан принцип работы двухтактного дизеля со щелевым газораспределением и контурной продувкой. Этот дизель работает следующим образом. В конце такта сжатия, так же как у четырехтактных дизелей, в камеру сгорания впрыскивается топливо, которое самовоспламеняется и сгорает. Вследствие выделения тепла сильно повышаются температура и давление газов в цилиндре, и начинается такт расширения. За 65 – 70° угла поворота коленчатого вала до НМТ (что соответствует приблизительно 24 – 27 % хода поршня) начинается открытие выпускных окон и происходит истечение продуктов сгорания из цилиндра. Давление в цилиндре быстро понижается. За 45 – 50° угла поворота коленчатого вала до НМТ (12 – 15 % хода поршня) начинают открываться продувочные окна. В этот момент давление газов в цилиндре приблизительно равно давлению продувочного воздуха. Через открывающиеся продувочные окна в цилиндр поступает свежий воздух, вытесняющий продукты сгорания. Продувка продолжается до тех пор, пока поршень при обратном ходе не закроет продувочные окна. Так как выпускные окна еще остаются открытыми, то при дальнейшем движении поршня к ВМТ, поршень выталкивает часть воздуха и остаточных газов в атмосферу. После закрытия выпускных окон начинается сжатие. Часть хода поршня от НМТ до момента закрытия выпускных окон называется потерянным ходом.
Рис. 3.6. Схема работы двухтактного дизеля
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.