Двигатель движения


Двигатель - движение - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Двигатель - движение

Cтраница 1

Двигатель движения управляется специальной рукояткой, обеспечивающей включение трех скоростей, - переднего и заднего хода. При повороте рукоятки по часовой стрелке автопогрузчик движется вперед, против часовой стрелки - назад. Скорости движения переключаются автоматически в требуемой последовательности.  [1]

Для включения двигателя движения служат два контактора, скользящих по контактному кольцу реостата.  [2]

Аппаратура управления двигателем движения машины смонтирована на передней панели автопогрузчика.  [3]

Концы обмоток возбуждения двигателя движения закреплены на клеммах контактов контроллера П1 и Я2 и в процессе работы переключаются на последовательное или параллельное соединение.  [4]

Изменение включения контактов меняет направление тока в якоре двигателя движения, что ведет к изменению направления вращения вала двигателя и направления движения автопогрузчика.  [5]

Автопогрузчик оборудован тормозом барабанного типа, установленным на валу двигателя движения. Колодки тормоза имеют двойной привод, ножной и ручной. Педаль ножного тормоза расположена под правой ногой водителя, рычаг ручного тормоза с левой стороны от водителя.  [6]

Аккумуляторная батарея, которая служит источником энергии, расположена в задней части машины в виде подковы, охватывающей двигатель движения. Ведущим является заднее колесо; оно получает вращение от вертикально установленного электродвигателя, через редуктор, состоящий из двух пар шестерен, - одной цилиндрической и другой конической.  [7]

На крышке корпуса установлены три токосъемника 20, соединенных проводами: один - с цепью управления машиной, два других - с контакторами двигателя движения. Пружинные контакты 22 токосъемников скользят по поверхности контактного кольца 10 и при повороте рычага замыкают цепь управления и включают контакторы двигателя движения. Кроме того, в конце поворота рычага они выключают из цепи столб сопротивления реостата и ток от аккумуляторной батареи поступает непосредственно на обмотку возбуждения двигателя. При прохождении тока через столб сопротивлений угольные шайбы нагреваются. Для их охлаждения в корпус реостата наливается масло. Быстрое охлаждение масла достигается тем, что корпус реостата выполнен ребристым, а в масло для улучшения теплоотдачи добавляется специальная присадка.  [8]

Груз сталкивается при удержании автопогрузчика на месте на тормозах и при совмещении принудительного перемещения груза с отъездом автопогрузчика от штабеля задним ходом при выключенном двигателе движения.  [9]

Для экономного использования ограниченной емкости аккумуляторной батареи движение аккумуляторных автопогрузчиков необходимо осуществлять на рабочих позициях контроллера, при которых из цепи рабочего тока исключено пусковое сопротивление, а обмотки возбуждения двигателя движения соединены параллельно. У автопогрузчиков 4004 и 4004А это третья и пятая позиции, а у автопогрузчика КВЗ-02 и 04 - четвертая.  [10]

Аккумуляторная батарея автопогрузчика состоит из 26 постоянно последовательно соединенных железо-никелевых аккумуляторов. Обмотки возбуждения двигателя движения соединены параллельно и при изменении скорости передвижения машины не переключаются.  [11]

На крышке корпуса установлены три токосъемника 20, соединенных проводами: один - с цепью управления машиной, два других - с контакторами двигателя движения. Пружинные контакты 22 токосъемников скользят по поверхности контактного кольца 10 и при повороте рычага замыкают цепь управления и включают контакторы двигателя движения. Кроме того, в конце поворота рычага они выключают из цепи столб сопротивления реостата и ток от аккумуляторной батареи поступает непосредственно на обмотку возбуждения двигателя. При прохождении тока через столб сопротивлений угольные шайбы нагреваются. Для их охлаждения в корпус реостата наливается масло. Быстрое охлаждение масла достигается тем, что корпус реостата выполнен ребристым, а в масло для улучшения теплоотдачи добавляется специальная присадка.  [12]

По трехопорной схеме выполнен также аккумуляторный автопогрузчик 4015 ( фиг. Однако совмещение в одном узле функций ведущей и управляемой оси и размещение его в задней части машины, а также опора передней части рамы на двух свободно сидящих на осях катках, новая аппаратура управления двигателем движения и другие особенности компоновки отличают конструктивную схему этой машины от других аккумуляторных автопогрузчиков.  [13]

Обмотки возбуждения электродвигателя соединены параллельно и в процессе работы не переключаются. Управление электродвигателем движения осуществляется контроллером, контактором и пусковым сопротивлением, включенным в цепь рабочего тока. На каждой позиции контроллера осуществляется определенная комбинация включения секции аккумуляторной батареи и пускового сопротивления, сочетание которых в различной степени влияет на число оборотов вала двигателя движения.  [14]

Страницы:      1

www.ngpedia.ru

Как движется автомобиль — Энциклопедия журнала "За рулем"

Многие из нас встречали картинку: улица прошлого века, и на мостовой — экипаж без лошадей. Такими примерно были «самобеглые коляски» русских изобретателей Шамшуренкова и Кулибина. Катил «самобеглую» стоявший на педалях человек. Его «механическая энергия » передавалась на ведущие колеса, которые и толкали коляску. Этот же принцип лег в основу другого «самодвижущегося экипажа», появившегося позднее, — автомобиля. Только источником механической энергии у него стал двигатель внутреннего сгорания. Как же его энергия приводит в движение автомобиль?

Где толкающая сила?

Рычаг-помощник

Откуда же она возникает, если автомобиль не толкают как тележку и его не тянет лошадь?Чтобы ответить на этот вопрос, давайте разберем способ, которым можно тележку передвигать, — при помощи рычага. А чтобы нижний конец его не скользил, — забьем в землю клин.Первый вариант — толкаем рычагом непосредственно тележку. Она сдвинется и в том случае, когда рычаг воздействует прямо на ось колеса, причем плечо, на которое действует рука, получается вдвое большим. Эту работу можно облегчить — придавить рычаг с такой силой, чтобы, опираясь на дорогу, его нижний конец не проскальзывал. Останется лишь непрерывно переставлять его.А если прилагать силу к верхней части колеса по касательной к окружности? Тогда полоску, выделенную на рисунке посредине пунктиром, можно рассматривать как такой же рычаг, вес машины прижимает ведущее колесо к дороге — оно не пробуксовывает, значит, нижний конец нашего «рычага» как бы удерживается колышком и ось колеса переместится под действием силы F.Когда ось продвинется несколько вперед — колесо провернется и «конец рычага» — точка 1 уже не будет соприкасаться с дорогой. Ее место займет точка 2, затем точка 3 и так далее.Таким образом, колесо можно рассматривать как бы состоящим из бесконечного числа рычагов, непрерывно и последовательно сменяющих один другой. Оно удобнее рычага — ничего не нужно переставлять. Способ перекатывания повозки за обод колеса применяют, когда надо помочь лошади. Подобным образом поступают и артиллеристы, выкатывая вручную орудия на огневые позиции: это легче, ибо усилие на оси получается вдвое большим, чем в том случае, если толкать за станину.Однако лучше не толкать и не тянуть колесо, а вращать. Так нельзя ли найти такой способ, чтобы не толкать и не тянуть колесо, перехватывая его все время за обод? Можно. Для этого достаточно передавать на колесо через ось вращающее усилие, или, как принято говорить в технике, подвести к нему крутящий момент. Крутящий момент стремится провернуть колесо, но этому препятствует сила трения, возникающая между ним и дорогой. Колесо как бы отталкивается от земли и начинает катиться. Здесь главный помощник — трение, без него движение невозможно. Известно, как беспомощен автомобиль, например, на льду.

Разные дороги и разные силы

Все — «против»

По асфальту тележка катится легко. Но вот колеса попали на мягкий грунт или песок. Толкать ее,стало труднее. B чем дело? Возросла сила, которую в теории автомобиля называют силой сопротивления качению.А если встретится подъем? Добавляется сила, стремящаяся скатить тележку.А встречный ветер? Каждый из нас знает, как трудно двигаться, когда он сильный. Но мчащийся автомобиль сам '«устраивает» себе искусственный встречный ветер, и тем сильнее, чем больше скорость.Кроме того, при разгоне тележку приходится толкать намного сильнее, чем при. равномерном движении: нужно преодолевать силы инерции.Итак, автомобиль равномерно движется по хорошей горизонтальной дороге: нужна умеренная толкающая сила — лишь для того, чтобы преодолевать трение и сопротивление воздуха.Но ведь сначала надо тронуться с места. А для этого требуется самая большая толкающая сила. Хотим ускорить движение — надо преодолеть инерцию, опять, же необходимо увеличение толкающей силы. Съехали на плохую дорогу или поднимаемся в гору. И здесь толкающая сила должна намного возрасти. Обычно в зависимости от условий движения она меняется в несколько раз. Соответственно должен меняться и подводимый к колесам крутящий момент. Мы видим: чтобы автомобиль мог двигаться по различным дорогам и с разной скоростью, надо иметь возможность увеличивать и уменьшать крутящий момент на его колесах в широких пределах.

Упрямый характер

От двигателя — и колесам

Скорость вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания может изменяться примерно от пятисот, когда он работает на «холостом ходу», до нескольких тысяч оборотов в минуту. Казалось бы, можно двигаться с различной скоростью, даже если мотор непосредственно соединить с колесами: быстрее вращается вал двигателя — и, пожалуйста, с большей скоростью идет машина.

У бензинового «характер» хуже

Но вот дорога пошла в гору, и сразу автомобильный двигатель показывает свой «характер». Он значительно снижает обороты (труднее стало тянуть), но крутящий момент увеличивается недостаточно: на десять процентов, на тридцать, самое большое — на пятьдесят. У дизельных двигателей такая «приспособляемость» еще хуже. Давайте взглянем на график. Он показывает, как меняется величина крутящего момента бензинового автомобильного двигателя. Видно и самое худшее: с какого-то числа оборотов (в этом месте поставлена галочка) крутящий момент непрерывно уменьшается.Действительно, при снижении числа оборотов с 4500 до 3000 крутящий момент возрос с 7 до 9 кгм. Но если подъем, допустим, потребовал большего, двигатель внутреннего сгорания не может справиться с этой задачей: необходимо увеличение момента, а он начинает уменьшаться, скорость движения резко падает — обороты двигателя идут на убыль... крутящий момент становится еще меньше...В том же диапазоне чисел оборотов современного тягового электродвигателя крутящий момент увеличивается примерно в четыре раза.В этом отношении для автомобиля больше подошли бы двигатели паровые или электромоторы, как бы отвечающие золотому правилу механики: при большой нагрузке они сбавляют обороты, а тянут сильнее. Но двигатель плюс котельная установка слишком громоздки для автомобиля, а возить на нем электростанцию просто невозможно. Двигатель же внутреннего сгорания обладает пока многими другими преимуществами. А на его «дурной характер» можно найти управу.

Выход есть!

Можно и быстро и медленно

Силы человека, работавшего на педалях «самобеглой» коляски, хватало на движение по ровной дороге. А на подъеме? Для его преодоления между «двигателем» и ведущими колесами был помещен специальный зубчатый барабан. Он позволял увеличить крутящий момент, подводимый к колесам, за счет скорости их вращения, — а следовательно, и скорости движения коляски. Крутящий момент увеличивался, когда ведущая шестерня соединялась с рядом зубьев барабана, расположенных дальше от оси (наибольшее плечо) и, наоборот, — уменьшался при укорочении плеча.Так же меняется величина крутящего момента и в шестеренчатой передаче, распространенной в современной технике.

И вперед и назад

Менять величину крутящего момента двигателя может механизм, в котором будет несколько пар зацепленных одна с другой шестерен, — допустим, три — с различными передаточными числами: 1:4; 1:2 и 1:1. Первые два позволяют увеличить крутящий момент (толкающую силу) в четыре или в два раза.Схема такого механизма — коробки передач — показана на рисунке. В общем корпусе находятся три пары шестерен с разными передаточными числами. Шестерни ведомого вала, через который вращение передается к колесам, могут передвигаться вдоль него, все время вращаясь с ним. Действуя рычагом переключения, водитель может соединить любую пару и двигаться на любой из трех передач. Это первая услуга коробки.Вторая услуга. На рисунке коробка показана в положении «включена первая передача». Если расцепить и эту пару — вращение от двигателя к колесам передаваться не будет. Такое положение называется нейтральным.При нейтральном положении двигатель не соединен с колесами, и поэтому его легко пустить, прогреть, не надо выключать при остановке перед светофором и т. п.Третья услуга. Даже мотоцикл случается подать назад. Автомобилю — это просто необходимо. Надо и развернуться и встать под погрузку, подъехать к прицепу...В общем, ведущие колеса должны вращаться и назад. А двигатель? Его коленчатый вал вращается только в одну сторону. Значит, коробка должна иметь передачу заднего хода. Между ведущим и ведомым валами в зацепление вводится «лишняя» шестерня или две на общей оси, как показано на рисунке. Она и меняет направление вращения ведомого вала.

Чтобы трогаться плавно

Вот теперь плавно!

Просто соединить шестерни первой передачи не удастся — одна вращается, другая неподвижна. А если включить передачу принудительно — машина «прыгнет» вперед или заглохнет двигатель, да и для зубьев шестерен это небезопасно.Избавиться от таких неприятностей и плавно тронуться с места позволяет особый механизм — «сцепление», которое располагают между двигателем и коробкой. Оно имеет два положения: сцепление включено — крутящий момент передается на коробку; сцепление выключено — она отсоединена от двигателя.Для передачи вращения здесь используется сила трения между маховиком и ведомым диском. Расположенные по окружности пружины прижимают диск к маховику, и он вращается вместе с ним — сцепление включено. В таком положении оно находится при движении автомобиля. Пружины обеспечивают такую силу трения, которая необходима для передачи крутящего момента двигателя, без пробуксовки между маховиком и ведомым диском.Когда водитель нажмет ногой на левую педаль (так принято на автомобилях всего мира), диск, преодолевая усилие пружин, отходит от маховика. Мы говорим: сцепление выключено. Передача крутящего момента от двигателя прекращается, хотя его коленчатый вал и маховик продолжают вращаться.В таком положении — педаль нажата — водитель включает передачу и, плавно отпуская педаль, постепенно приближает ведомый диск к гладкой поверхности маховика. В это время общая сила давления пружин все увеличивается и сила трения возрастает. Маховик постепенно, плавно увлекает диск, который со все уменьшающимся проскальзыванием начинает вращаться, и... машина плавно трогается. Успех этого процесса зависит от искусства водителя, поначалу частенько он проходит не совсем гладко.Когда нужно переключить передачу — «перейти», например, при разгоне с первой на вторую или со второй на третью — водитель каждый раз нажимает на педаль сцепления.

wiki.zr.ru

Не хотите -ли узнать, как работают все двигатели? (ФОТО, АНИМАЦИЯ)

Паровые двигатели были установлены и приводили в движение большую часть паровозов в период начала 1800 и вплоть до 1950 годов прошлого века. Хочется отметить, что принцип работы этих двигателей всегда оставался неизменным, несмотря на изменение их конструкции и габаритов.

Пар из котла поступает в паровую камеру, из которой через паровую задвижку-клапан (обозначена синим цветом) попадает в верхнюю (переднюю) часть цилиндра. Давление, создаваемое паром, толкает поршень вниз к НМТ. Во время движения поршня от ВМТ к НМТ колесо делает пол оборота.В самом конце движения поршня к НМТ паровой клапан смещается, выпуская остатки пара через выпускное окно, расположенное ниже клапана. Остатки пара вырываются наружу, создавая характерный для работы паровых двигателей звук.В то же самое время, смещение клапана на выпуск остатков пара открывает вход пара в нижнюю (заднюю) часть цилиндра. Созданное паром в цилиндре давление заставляет поршень двигаться к ВМТ. В это время колесо делает еще пол оборота.В конце движения поршня к ВМТ остатки пара освобождаются через все то же выпускное окно. Цикл повторяется заново.

электродвигательВращение вызывается силами магнитного притяжения и отталкивания, действующими между полюсами подвижного электромагнита (ротора) и соответствующими полюсами внешнего магнитного поля, создаваемого неподвижным электромагнитом (или постоянным магнитом) — статором. Сложность заключается в том, чтобы добиться непрерывного вращения двигателя. А для этого надо сделать так, чтобы полюс подвижного электромагнита, притянувшись к противоположному полюсу статора, автоматически менялся на противоположный — тогда ротор не замрет на месте, а повернется дальше — по инерции и под действием возникшего в этот момент отталкивания.

Для автоматического переключения полюсов ротора служит коллектор. Он представляет собой пару закрепленных на валу ротора пластин, к которым подключены обмотки ротора. Ток на эти пластины подается через токоснимающие контакты (щетки). При повороте ротора на 180° пластины меняются местами — это автоматически меняет направление тока и, следовательно, полюсы подвижного электромагнита. Так как одноименные полюсы взаимно отталкиваются, катушка продолжает вращаться, а ее полюсы притягиваются к соответствующим полюсам на другой стороне магнита.

Авиационный двигатель Гнома (Gnome) был один из нескольких популярных роторных двигателей военных самолетов времен Первой Мировой войны. Коленчатый вал этого двигателя крепился к корпусу самолета, в то время как картер и цилиндры вращались вместе с пропеллером.

Двигатель Гнома (Gnome) уникален тем, что его впускные клапана расположены внутри поршня. Работа данного двигателя осуществляется по все известному циклу Отто. В каждой заданной точке каждый цилиндр двигателя находится в различной фазе цикла. На представленном чертеже с зеленым шатуном изображен главный, основной цилиндр.

Преимущества данного двигателя:Нет необходимости в установке противовесов.Цилиндры постоянно находятся в движении, что создает хорошее воздушной охлаждения, что позволяет избегать системы жидкостного охлаждения.Вращающиеся цилиндры и поршни создают вращающийся момент, что позволяет избегать применение маховика.Недостатки:Плохое маневрирование самолета из-за большого веса вращающегося двигателя, т.н гироскопический эффект Плохая сисема смазки, поскольку центробежные силы заставляи смазочное масло скапливать на перефирии двигателя. Масло приходилось смешивть с топливом для обеспечения надлежащего смазывания.

Ракетный двигатель.

Для того, чтобы работать в условиях космоса, ракетные двигатели должны иметь собственный запас кислорода для обеспечения сжигания топлива. Топливо-воздушная смесь впрыскивается в камеру сгорания, где происходит ее постоянное сжигание. Образующийся во время сгорания газ под очень большим давлением высвобождается наружу через сопло, создавая реактивную силу и заставляя ракетный двигатель, а вместе с ним и ракету двигаться в противоположном направлении.

Турбореактивный двигатель (ТРД)

Топливо постоянно сжигается внутри камеры сгорания турбины. Освобождающийся через сопло газ создает реактивную силу.На выходе из сопла установлены несколко ступеней турбины, закрепленные на общем валу. проходя через лопатки турбин газ приводит их во вращение. Между колесами турбин установлены неподвижные направляющие лопатки, которые придаю определенное направление потоку газа на пути ко следующей ступени (колесу) турбины, что создает более эффективое вращение.Вместе с турбиной на едином валу в передней части двигателя установлен компрессор, который служит для сжатия и подачи воздуха в камеру сгорания.

Турбовинтовой двигатель (ТВД).

На валу перед компрессором установлен редуктор, приводящий во вращение воздушный винт с более низкими оборотами, чем турбина. Получение мощности, необходимой для вращения ротора компрессора и воздушного винта, обеспечивается турбиной с увеличенным числом ступеней, поэтому расширение газа в турбине происходит почти полностью и реактивная тяга, получаемая за счет реакции газовой струи, вытекающей из двигателя, составляет только 10–15% суммарной тяги, в то время как воздушный винт создает основное тяговое усилие (85–90%).

Турбовентиляторный двигатель (ТВлД)

Этот двигатель является неким копромиссом между турбореактивным и турбовинтовым двигателем. У турбовентиляторного двигателя (ТВлД) на валу перед компрессором установлен вентилятор, имеющий большее количество лопаток, чем воздушный винт и обеспечивающий высокий расход воздуха через двигатель на всех скоростях полета, включая низкие скорости при взлете.

4-хтактный ДВС

2-хтактный ДВС

Роторно-поршневой ДВС

Двухтактный оппозитный двигатель (два поршня встречного движения в одном цилиндре).

Роторно-лопастной ДВС

malsagoff.livejournal.com

Все для вашей иномарки 54 RUS - Двигатель внутреннего сгорания. Основа движения | Устройство, работа и эксплуатация двигателей

Двигатель внутреннего сгорания. Основа движения

 

Всякий раз, садясь в автомобиль, мы заводим двигатель, не всегда прислушиваясь к звуку стартера и тем более к работе самого мотора. Силовые агрегаты современных «японок» редко дают сбои, хорошо заводятся в любые холода и неплохо переносят отечественное топливо. А что, собственно, заставляет автомобиль тронуться с места и двигаться по дороге? Как устроен, скажем классический бензиновый мотор?

В XIX веке в Европе стали работать над созданием двигателя внутреннего сгорания. Многолетние усилия ученых и инженеров увенчались успехом. 9 мая 1876 года немец Николаус Август Отто запатентовал двигатель, оказавшийся настолько удачным, что без изменений выпускался 10 лет и был растиражирован более чем в 30 000 экземплярах. Дальнейшее совершенствование классических бензиновых моторов шло до 30-х годов прошлого века, когда они приобрели те черты, которые почти без изменений сохранились до нынешних дней. Из каких же важнейших деталей состоят эти двигатели?

Основой любого мотора, работающего на жидком топливе, считается блок цилиндров – массивная деталь, обычно отливаемая из чугуна или алюминия. Классической схемой считается отливка поверхностей цилиндров – рабочих полостей – или гильз вместе с остальной частью блока. К основе силового агрегата крепятся головка блока, коробка передач и другие агрегаты, а внутри устанавливаются поршневая группа и кривошипно-шатунный механизм. Основной причиной замены или ремонта узла считается естественный износ поверхности цилиндров. Также поломки могут быть вызваны плохим качеством масла или работой «движка» без него. Поскольку внутри блока цилиндров проходят каналы системы охлаждения, за температурой и уровнем антифриза нужно следить регулярно.

 

Над блоком цилиндров бензинового двигателя расположена его головка (ГБЦ), соединенная с деталями газораспределительного механизма. ГРМ – это механизм распределения впуска топливной смеси и выпуска отработавших газов, то есть именно его составляющие отвечают за своевременное поступление горючего в цилиндры и выхлоп. Основным элементом является распределительный вал, с помощью которого открываются и закрываются клапаны – впускные и выпускные. От кулачков распредвала к штангам механизма усилие передается толкателями, в свою очередь, штанги передают усилие к коромыслам, а последнее звено в этой сложной цепи – клапан. Нормальная работа мотора зависит от синхронизации вращения распредвала с вращением коленчатого вала при помощи ремня, или в большинстве случаев, цепи ГРМ. Существуют три варианта механизмов с изменяемыми для улучшения характеристик мотора фазами газораспределения – это известные на Дальнем Востоке VTEC от компании Honda и VVT-i от Toyota, а также Valvetronic концерна BMW. В зависимости от количества распредвалов в головке блока (один или два), различают механизмы SOHC и DOHC соответственно. Предотвратить выход двигателя из строя поможет своевременная замена цепи, а также иногда полезно слушать звук выхлопа своей машины – при нормальной температуре охлаждающей жидкости перебои в работе – верный признак износа деталей механизма.

 

Элементы системы охлаждения 4-цилиндрового двигателя

Благодаря двигателю внутреннего сгорания, тепловая энергия, выделяющаяся при сжигании топливной смеси, преобразуется в механическую, что позволяет автомобилю двигаться. При сгорании топлива возрастает давление в цилиндре, и поршень, представляющий собой «стакан», с которым соединен поршневой палец, перемещается вниз. Для предотвращения попадания масла в камеру сгорания служат маслосъемные кольца, а утечку горючего в систему смазки останавливают компрессионные кольца. Износ поршневых колец часто становится причиной повреждения стенок цилиндра, повышенного расхода масла и бензина. Для соединения поршня с коленвалом применяют шатуны, при сгорании паров топлива они передают энергию на вал, а при трех других тактах рабочего цикла с их помощью поршень переходит в нужное положение. Наконец, посредством коленчатого вала и маховика, поступательное движение элементов механизма преобразуется во вращательное. Кроме того, ремни, идущие от вала, приводят в движение и систему охлаждения, и генератор, а на некоторых автомобилях – еще и кондиционер.

 

Теперь о системах смазки и охлаждения, от которых зависит жизнеспособность двигателя. Без системы охлаждения невозможна работа мотора – менее половины энергии, получаемой при сгорании топлива, идет на совершение полезной работы, а остальная ее часть расходуется в виде тепловых потерь, и без своевременного отвода тепла двигатель может быстро выйти из строя. Обычно система охлаждения состоит из насоса (помпы), радиатора, вентилятора, расширительного бачка, рубашки (то есть протоков и каналов в блоке двигателя и его головки), а так же радиатора и вентилятора отопителя. Насос охлаждающей жидкости обеспечивает постоянную циркуляцию антифриза в системе: при прогреве – только через блок и головку, а при высокой температуре – включая радиатор. За режимы работы отвечает термостат, при его неисправности силовой агрегат перегревается или наоборот получает слишком холодную жидкость.

 

Последствия перегрева мотора могут быть непредсказуемыми, например, головку блока может «повести», а блок даже может треснуть. В этом плане довольно опасными считаются моторы с воздушным охлаждением, которое применяется все реже. Большое распространение такие силовые агрегаты получили на мотоциклах, а раньше применялись и на микролитражках. Качество их работы напрямую зависит от температуры воздуха «за бортом», то есть если на улице жарко – охлаждение минимально, и существует угроза поломки, а когда слишком холодно – непрогретый мотор работает с перебоями (если, конечно, заведется). Задачей системы смазки является подача моторного масла к трущимся деталям двигателя, частичного их охлаждения (на некоторых автомобилях используется даже масляный радиатор), унос частиц мелких примесей, а также очистка масла. Масло образовывает тончайшую и прочнейшую пленку на поверхности трущихся деталей и предотвращает прямой контакт их микронеровностей друг с другом.

 

Отличительными чертами бензинового мотора являются система зажигания и устройство, подающее в цилиндры смесь бензина и воздуха, в нашем случае это система электронного впрыска топлива. Впрыск, который также называется распределенным, заменил не экологичные и требующие ухода карбюраторы, которые появились еще в конце XIX века (их конструкция устарела, и рассматривать ее не будем). Инжекторный двигатель получает воздух через воздушный фильтр, а топливо – через насос высокого давления. Электроника определяет количество смеси, что положительно сказывается на расходе топлива.

 

На современных автомобилях применяется так называемая батарейная система зажигания, то есть та, которая получает электрический ток от внешнего источника – от аккумулятора при запуске мотора или от генератора в движении. Катушка зажигания представляет собой импульсный трансформатор, преобразующий напряжение в бортовой сети (12 или 24В) в высоковольтные импульсы для подачи тока к свечам (при работе двигателя напряжение в высоковольтной части электропроводки колеблется от 3 до 30 тысяч вольт). Для обслуживания нескольких цилиндров используется либо распределитель зажигания, либо несколько катушек, каждая из которых подведена к одной свече или к их паре. Задачей свечи является подача искры в нужное время, которое называют моментом зажигания.

 

Применяемые на современных автомобилях ДВС относятся к четырехтактным. Их рабочий цикл состоит из 4 операций, или тактов.

 

I такт (впуск). Поршень движется от верхней мертвой точки (в.м.т., крайнего положения) к нижней (н.м.т., другому крайнему положению). Через открытый впускной клапан из впускного газопровода в цилиндр засасывается свежий заряд горючей смеси, состоящей из паров бензина и воздуха, который смешивается с остаточными отработавшими газами и образует рабочую смесь. Содержание выхлопных газов не превышает 20%, а если бы их не было, сгорание топлива происходило бы чересчур резко, такой процесс называется детонацией.

 

II такт (сжатие). Поршень возвращается в крайнее верхнее положение, оба клапана закрыты. Смесь сжимается, давление растет, и ее температура повышается до 200 - 400ºС.

 

III такт (рабочий ход). В конце сжатия возникает искровой разряд, топливо сгорает при температуре 1600 - 2200ºС и давление в цилиндре резко возрастает, газы, образовавшиеся при сгорании топливной смеси расширяются, возвращая поршень в н.м.т., в результате чего энергия, полученная при сгорании, преобразовывается в полезную механическую работу.

 

IV такт (выпуск, или выхлоп). При открытом выпускном клапане поршень движется вверх, выталкивая отработавшие газы в атмосферу. На современных двигателях в выпускной трубопровод встроены каталитические нейтрализаторы, заметно снижающие количество выбросов в окружающую среду. За своевременное открытие и закрытие клапанов отвечает именно ГРМ, а подача искры в нужный момент зависит от четкой работы системы зажигания.

 

За один рабочий цикл (четыре такта) ДВС коленчатый вал совершает два оборота. В трех тактах из четырех движение поршня обеспечивается энергией, запасенной маховиком, который жестко соединен с коленвалом и представляет собой диск с массивным ободом. Маховик запасает энергию, необходимую для продолжения вращения вала вне времени рабочего хода, при этом скорость вращения заметно не меняется. Из-за этой особенности, в классических бензиновых моторах (также называемых двигателями Отто), маховик должен быть очень массивным. Кроме того, для обеспечения наилучших условий работы двигателя, все его цилиндры в каждый момент работы находятся в разных тактах рабочего цикла.

 

Главной характеристикой любого двигателя является коэффициент полезного действия (КПД), то есть цифра, указывающая какая часть энергии, выделенная при сгорании топлива, превращается в полезную работу. Максимальный КПД для наиболее совершенных бензиновых силовых агрегатов составляет 44%. Значит механизм, с помощью которого мы можем перемещаться на самые далекие расстояния, еще далек от идеала. Это дает стимул для развития техники и появления альтернативных источников энергии.

 

Автор:  Марк Нечайзер

inomarka54.ru

Двигатель внутреннего сгорания - авто - устройство авто - устройство авто - Автомотивация

По количеству тактов. Существуют двухтактные и четырехтактные двигатели. По рабочей температуре охлаждающей жидкости: высокотемпературные и низкотемпературные По максимальному крутящему моменту: Высоко и низкооборотистые По расположению цилиндров: рядные, v-образные и оппозитные (цилиндры развернуты на 180 градусов) По суммарному рабочему объему цилиндров: Мало и многолитражные По виду топлива: бензиновые и дизельные двигатели.

Принцип работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания

Полный рабочий цикл такого двигателя состоит всего из двух тактов (отсюда и название) и проходит за один полный оборот коленчатого вала - 360 градусов. Двигатель сконструирован так, что впускной и выпускной коллекторы находятся в боковых стенках цилиндра напротив друг-друга, но на разной высоте. При движении вверх поршень перекрывает сначала отверстие впускного, а затем выпускного коллектора, при движении вниз все происходит в обратном порядке. В первом такте происходит движение поршня из нижней мертвой точки (НМТ) в верхнюю мертвую точку (ВМТ) и сжатие горючей смеси в самом цилиндре. В это-же время, за счет движения поршня вверх, происходит разрежение давления в кривошипно-шатунной камере и туда засасывается горючая смесь из впускного коллектора. Во втором такте происходит воспламенение сжатой горючей смеси, которая требует большего объема и толкает поршень вниз, к НМТ. По ходу движения поршень открывает выпускной коллектор, который был им перекрыт, и часть отработанной смеси сразу устремляется туда. В кривошипно-шатунной камере возрастает давление за счет сжатия пространства и когда поршень доходит до НМТ, свежая смесь устремляется вверх, выдувает остатки отработанной смеси. Потом цикл повторяется. Схема работы такого двигателя приведена на рисунке 1.

Принцип работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания

Нет смысла отдельно описывать работу дизельного двигателя, поскольку, он отличается от бензинового собрата лишь тем, что дизельное топливо воспламеняется не от электрической искры, а от степени сжатия. Поэтому в дизельных двигателях не нужна система зажигания, но нужна более высокая степень сжатия. Кроме того, на автомобилях с дизельными двигателями установлена система электрического обогрева топливной системы, требующая более емкого аккумулятора.

Рабочий цикл четырехтактного двигателя внутреннего сгорания состоит из четырех тактов и проходит за два оборота коленчатого вала - 720 градусов. Рассмотрим работу такого двигателя на примере четырехцилиндрового двигателя с рядным расположением цилиндров. Первый такт - поршень двигается от ВМТ к НМТ, при этом открыт впускной клапан и в цилиндр всасывается горючая смесь. Коленчатый вал проворачивается на 180 градусов.Второй такт - поршень двигается от НМТ к ВМТ, все клапана закрыты, происходит сжатие горючей смеси и коленвал проворачивает следующие 180 градусов завершая полный оборот. Чуть раньше, чем закончится оборот и полное сжатие смеси, в цилиндре проскакивает электрическая искра, которая воспламеняет горючую смесь и начинаетсяТретий такт - рабочий ход. Все клапана закрыты, поршень двигается к НМТ под воздействием взрыва смеси и сам проворачивает коленчатый вал на следующие пол-оборота.Четвертый такт - выброс отработанных газов. Когда поршень достиг НМТ, открывается выпускной клапан, поршень движется к ВМТ выталкивая отработанные газы из цилиндра, коленвал совершает заключительные пол-оборота. Когда поршень достигает ВМТ, закрывается выпускной клапан, открывается впускной и цикл повторяется. Рисунок 2

Работой клапанов в двигателе управляет распределительный вал, который тесно связан с коленчатым валом цепью или зубчатым ремнем. Очень важна точность сборки. Шкивы валов имеют контрольные метки, которые устанавливают в положение соответствующее 12 часам перед тем, как одеть цепь или ремень. Смещение одного из валов хотя бы на один зубец может привести к тому, что поршень, достигая ВМТ, ударит по открывшемуся клапану и погнет его. Для того, чтобы не происходило произвольного перескакивания цепи или ремня существует роликовый натяжитель.

Здесь мы видим, что из четырех тактов работы двигателя, только один такт является рабочим и три такта подготовительных. Полтора оборота коленвал должен совершать по инерции, если речь идет об одноцилиндровом двигателе. В четырехцилиндровом двигателе на каждые пол-оборота коленвала приходится один рабочий ход какого-нибудь из цилиндров. Таким образом, за один оборот коленвала успевают отстреляться только два цилиндра, за следующий оборот - другие два. Коленчатый вал такого двигателя имеет довольно примитивную раскладку: два поршня вверху, два поршня внизу. При вращении верхние поршни двигаются вниз, а нижние - вверх, у верхних происходит: всасывание смеси у одного и рабочий ход у другого, у нижних - Сжатие смеси у одного и выброс отработанных газов у другого. Схема работы такого двигателя приведена ниже, на рисунке 3

Но на этом инженерная мысль не остановилась. Позже стали появляться шести, восьми, двенадцати и, даже, пятицилиндровые двигатели. Если с восьми и двенадцатицилиндровыми двигателями всё ясно на первый взгляд - любой пятиклассник может поделить количество цилиндров на четыре такта работы двигателя, то с шести и пятицилиндровами двигателями - в голове не укладывается. Ошибка в том, что не следует делить количество цилиндров на количество тактов. Нет смысла заставлять цилиндры работать попарно. На деле все выглядит иначе. Если полный рабочий цикл проходит за два оборота коленчатого вала (720 градусов), то и следует делить 720 на количество цилиндров. Если в четырехцилиндровом двигателе через каждые пол-оборота (180 градусов) срабатывает следующий цилиндр, то в моторах с большим количеством цилиндров следующий цилиндр срабатывает чуть раньше, чем закончится рабочий такт предыдущего. Поделим 720 на 5 и получим 144. Это означает, что в пятицилиндровом двигателе срабатывает какой-нибудь из цилиндров при обороте коленвала не на 180, а на 144 градуса. Для шестицилиндрового двигателя это число составляет 120 градусов, для восьми и двенадцати цилиндров соответственно - 90 и 60 градусов. Руководствуясь этим принципом можно создать двигатель с любым количеством цилиндров.

С механикой, похоже, разобрались. Теперь рассмотрим системы впрыска топлива и зажигания. Нет смысла, наверное, рассматривать работу карбюратора, поскольку, они интенсивно вытесняются инжекторами. О них и поговорим. В основу работы инжектора заложено знание человечества о том, что бензин наиболее эфективно сгорает, когда на одну порцию бензина приходится 15 порций воздуха. Точнее - 14.9. Этим и занимается инжектор - измеряет объем всасываемого воздуха и готовит под этот объем порцию бензина. Кроме того, в наш век предельной скорости - нет времени ждать, пока горючая смесь самотеком заползет в цилиндр, как это было в карбюраторных двигателях. Нам нужен впрыск. Давление в системе создается при помощи электрического бензонасоса (около 3 атмосфер), а электромагнитные форсунки по сигналу конторллера открываются и впрыскивают очередную, просчитанную и выверенную, порцию горючей смеси. Всем этим процессом руководит электронный блок управления (контроллер), который получает информацию не только от измерителя расхода воздуха, но и от датчика верхней мертвой точки первого цилиндра, датчика температуры охлаждающей жидкости, датчика дроссельной заслонки, а в последних моделях еще и от лямбда-зонда. Датчик маховика снимает 232 импульса за один оборот коленчатого вала (число у разных автомобилей может быть разным, все зависит от фирмы-изготовителя). Таким образом, контроллер имеет полное представление о мельчайших изменениях в работе двигателя. Давайте представим, что мотор вращается со скоростью 5000 оборотов в минуту. Сколько сигналов получит контроллер от датчика маховика? Поделим 5000 на 60 секунд и получим 83,3333... оборота в секунду. Умножим 83 на 232 импульса получаемых от датчика и получим частоту сигнала 19256 Hz. Это так, лирическое отступление. Если первые контроллеры занимались только впрыском топлива и расчетом пропорций, то современные, помимо этого, управляют опережением угла зажигания. Все процессы двигателя подчинены контроллеру. Он может расчитать - когда и сколько впрыснуть, а также - когда это все подпалить, чтобы сгорело наиболее продуктивно

automotive.at.ua


Смотрите также