Карбюраторный двигатель внутреннего сгорания

Принцип действия карбюраторного двигателя основан на преобразовании тепловой энергии, выделяющейся при сгорании топлива внутри цилиндра с подвижным торцом-поршнем» в механическую работу. Цилиндр с одного конца открыт, с другого заканчивается герметичной камерой сгорания. Возвратно-поступательное движение поршня вдоль внутренней поверхности цилиндра как по направляющей вызывает вращение коленчатого вала, который через шатун связан с поршнем. На поршень действуют силы давления горячих расширяющихся газов, которые образуются а камере сгорания при воспламенении в ней паров топлива. Через поршень и шатун вращение передается массивному коленчатому валу. Он продолжает вращаться по инерции и после того, как силы давления уже не действуют. Поршень движется за счет накопленной коленчатым валом энергии до тех пор, пока снова не начнут действовать силы давления расширяющихся газов. При периодическом действии этих сил коленчатый вал вращается непрерывно.

В карбюраторном двигателе в качестве топлива используют бензин. В цилиндр поступает горючая смесь, приготовленная в карбюраторе из мелкораспыленного бензина и воздуха. В камере сгорания горючая смесь вместе с остатками отработавших газов образует рабочую смесь, которая сжимается поршнем и воспламеняется электрической искрой, проскакивающей между электродами свечи зажигания. Удаление отработавших газов и заполнение цилиндра горючей смесью называют процессом газообмена.

Основные понятия рабочего процесса двига­теля. Положение поршня в цилиндре характеризуют двумя крайними точками, в которых поршень «замирает» перед тем, как изменить направление движения: верхней мертвой точкой (ВМТ) и нижней мертвой точкой (НМТ). Расстояние между мертвыми точками называют ходом поршня. Каждому ходу поршня соответствует поворот коленчатого вала на пол-оборота, за полный оборот поршень делает два хода. Процесс, происходящий в цилиндре во время одного хода поршня, называют тактом.

В связи с возвратно-поступательным движением поршня сгорание топлива в двигателе возможно лишь отдельными порциями, причем сгоранию каждой порции должен предшествовать ряд подготовительных процессов. Совокупность процессов, которые сопровождают сгорание отдельной порции топлива, называют рабочим циклом двигателя. Во время работы двигателя рабочие циклы периодически повторяются.

Если рабочий цикл выполняется за четыре такта, двигатель называют четырехтактным, если за два — двухтактным. Однако из-за меньшей длительности двухтактного рабочего цикла усложняется процесс газообмена.

Рабочий цикл четырехтактного двигателя. Состоит из тактов впуска, сжатия, рабочего хода (сгорания-расширения) и выпуска (рис. 1).

Рис. 1. Рабочий цикл четырехтактного двигателя :

аj — впуск; б — сжатие; в — рабочий ход; г — выпуск; 1, 2 — впускной и вы пускной клапаны.

Впуск рабочей смеси и выпуск отработавших газов производится с помощью впускного и выпускного клапанов, работой которых управляет специальный механизм, связанный с коленчатым валом.

На такте впуска горючей смеси поршень движется от ВМТ к НМТ. Впускной клапан открыт, выпускной — закрыт. Под действием разрежения, которое образуется над поршнем, в цилиндр поступает приготовленная карбюратором горючая смесь.

На такте сжатия горючей смеси поршень движется от НМТ к ВМТ. Оба клапана закрыты. По мере движения поршня образованная рабочая смесь сжимается, в цилиндре растут давление и температура.

На такте рабочего хода поршень движется под действием расширяющихся газов, которые образуются в результате воспламенения рабочей смеси, сжатой в камере сгорания. Оба клапана по-прежнему закрыты.

На такте выпуска отработавших газов открыт выпускной клапан, и поршень движется от НМТ к ВМТ. Газы, обладая все еще большим запасом энергии (высокими давлением и температурой), устремляются из цилиндра. Этому помогает поршень, выталки­вая их.

В рабочем цикле четырехтактного двигателя процесс газообмена занимает два отдельных такта: впуска и выпуска. Во время этих тактов поршень в цилиндре работает как воздушный насос. Рис 1-1

Рис.1-1

Принцип действия и конструкция двигателей

подвесных моторов

Практически все отечественные подвесные моторы снабжены двигателями, работающими по двухтактной схеме. Проследим, как совершается рабочий цикл в двухтактном двигателе.

При движении поршня вверх от НМТ (нижней мертвой точки) в картере двигателя увеличивается разрежение и через впускное окно, расположенное в средней части картера, всасывается бензо-воздушная смесь происходит впуск (рис.2). Достигнув верхней мертвой точки (ВМТ), поршень направляется вниз. Смесь в картере начинает сжиматься.

Рис. 2. Схема работы двухтактного двигателя

I — впуск горючей смеси в картер; II — сжатие в цилиндре; III — сжатие в картере; IV — рабочий ход; V — выпуск и продувка в цилиндре; VI — окончание сжатия в картере

Рис 2-1

Так как к этому моменту впускное окно уже перекрыто (механизм управления впуском описан ниже). Когда верхняя кромка поршня дойдет до выпускного окна, камера сгорания соединится с атмосферой (однако выпуска не произойдет, потому что воспламенения смеси еще не было). Двигаясь дальше, верхняя кромка поршня открывает продувочное окно и смесь, предварительно сжатая в картере, устремляется в камеру сгорания.

После прохождения НМТ поршень снова движется вверх. В картере под поршнем начинается процесс формирования нового заряда для продувки, а в камере сгорания смесь в это время сжимается. Поршень, двигаясь вверх, перекрывает сначала продувочные окна, а затем выпускные окна — продувка заканчивается и начинается сжатие (рис. 2, II). В момент подхода поршня к ВМТ в запальной свече возникает искра, топливо воспламеняется и возросшее давление толкает поршень вниз — происходит рабочий ход (рис. 2, IV). Выпускные окна открываются — начинается выпуск, давление в камере сгорания падает. Отработанные газы улетают через выпускное окно в атмосферу, а после открытия продувочных окон поступающая через них свежая смесь выталкивает остатки отработанных газов — происходит продувка.

Дата добавления: 2014-01-07