Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Двигатель с неразделенными камерами сгорания что это


Классификация камер сгорания дизельного двигателя

Камера сгорания двигателя  — это замкнутое пространство, полость для сжигания газообразного, или жидкого топлива в двигателях внутреннего сгорания. В камере сгорания происходит приготовление и сжигание топливовоздушной смеси.

Наряду с обеспечением оптимального смесеобразования ⭐ камеры сгорания должны способствовать получению высоких экономических показателей и хороших пусковых качеств двигателей. В зависимости от конструкции и используемого способа смесеобразования камеры сгорания дизелей делятся на две группы:

  • неразделенные
  • разделенные

Неразделенные камеры сгорания

Неразделенные камеры сгорания представляют собой единый объем и имеют обычно простую форму, которая, как правило, согласуется с направлением, размерами и числом топливных факелов при впрыске. Эти камеры компактны, имеют относительно малую поверхность охлаждения, благодаря чему снижаются потери теплоты. Двигатели с такими камерами сгорания имеют приличные экономические показатели и хорошие пусковые качества.

Неразделенные камеры сгорания отличаются большим разнообразием форм. Чаще всего они выполняются в днище поршней, иногда частично в днище поршня и частично в головке блока цилиндров, реже — в головке.

На рисунке показаны некоторые конструкции камер сгорания неразделенного типа.

Рис. Камеры сгорания дизелей неразделенного типа: а — тороидальная в поршне; б — полусферическая в поршне и головке цилиндра; в — полусферическая в поршне; г — цилиндрическая в поршне; д — цилиндрическая в поршне с боковым размещением; е — овальная в поршне: ж — шаровая в поршне; з — тороидальная в поршне с горловиной; и — цилиндрическая, образованная днищами поршней и стенками цилиндра; к — вихревая в поршне; л — трапецеидальная в поршне; м — цилиндрическая в головке под выпускным клапаном

В камерах сгорания, приведенных на рисунке, а—д качество смесеобразования достигается исключительно путем распыления топлива и согласования формы камер с формой факелов впрыска топлива. В этих камерах чаше всего применяются форсунки с многодырчатыми распылителями и используются высокие давления впрыска. Такие камеры имеют минимальные поверхности охлаждения. Для них характерна низкая степень сжатия.

Камеры сгорания, показанные на рис. е—з, имеют более развитую теплопередаюшую поверхность, что несколько ухудшает пусковые свойства двигателя. Однако путем вытеснения воздуха из надпоршневого пространства в объем камеры в процессе сжатия удается создать интенсивные вихревые потоки заряда, которые способствуют хорошему перемешиванию топлива с воздухом. При этом обеспечивается высокое качество смесеобразования.

Камеры сгорания, показанные на рисунке, к—м, находят применение в многотопливных двигателях. Для них характерно наличие строго направленных потоков заряда, обеспечивающих испарение топлива и его введение в зону сгорания в определенной последовательности. Для улучшения рабочего процесса в цилиндрической камере сгорания в головке под выпускным клапаном (рис. м) используется высокая температура выпускного клапана, который является одной из стенок камеры.

Разделенные камеры сгорания

Разделенные камеры сгорания состоят из двух отдельных объемов, соединяющихся между собой одним или несколькими каналами. Поверхность охлаждения таких камер значительно больше, чем у камер неразделенного типа. Поэтому в связи с большими тепловыми потерями двигатели с разделенными камерами сгорания имеют обычно худшие экономические и пусковые качества и, как правило, более высокие степени сжатия.

Однако при разделенных камерах сгорания за счет использования кинетической энергии газов, перетекающих из одной полости в другую, удается обеспечить качественное приготовление топливно-воздушной смеси, благодаря чему достигается достаточно полное сгорание топлива и устраняется дымление на выпуске.

Рис. Камеры сгорания дизелей разделенного типа: а — предкамера; б — вихревая камера в головке; в — вихревая камера в блоке

Кроме того, дросселирующее действие соединительных каналов разделенных камер позволяет значительно уменьшить «жесткость» работы двигателя и снизить максимальные нагрузки на детали кривошипно-шатунного механизма. Некоторое снижение «жесткости» работы двигателей с разделенными камерами сгорания может также обеспечиваться путем повышения температуры отдельных частей камер сгорания.

сгорания | химическая реакция | Британика

Горение , химическая реакция между веществами, обычно включающими кислород и обычно сопровождающаяся выделением тепла и света в форме пламени. Скорость или скорость, с которой реагенты объединяются, высока, отчасти из-за характера самой химической реакции и отчасти потому, что генерируется больше энергии, чем может попасть в окружающую среду, в результате чего температура реагентов повышается ускорить реакцию еще больше.Знакомый пример - зажженная спичка. Когда происходит спичка, трение нагревает головку до температуры, при которой химические вещества реагируют и выделяют больше тепла, чем могут попасть в воздух, и они горят пламенем. Если ветер уносит тепло или химические вещества становятся влажными, а трение не повышает температуру в достаточной степени, спичка исчезает. При правильном зажигании тепло от пламени повышает температуру ближайшего слоя спички и кислорода в воздухе, прилегающем к нему, а древесина и кислород реагируют в реакции горения.Когда достигается равновесие между общими тепловыми энергиями реагентов и общими тепловыми энергиями продуктов (включая фактическое тепло и излучаемый свет), сгорание прекращается. Пламя имеет определенную композицию и сложную структуру; они, как говорят, являются мультиформными и способны существовать при довольно низких температурах, а также при чрезвычайно высоких температурах. Испускание света в пламени происходит из-за присутствия возбужденных частиц и, как правило, заряженных атомов и молекул и электронов.

сгорание Огонь в результате сгорания топлива. Einar Helland Berger

Горение охватывает большое разнообразие явлений с широким применением в промышленности, науках, профессиях и быту, а применение основано на знаниях физики, химии и механики; их взаимосвязь становится особенно очевидной при лечении распространения пламени.

В общих чертах, сгорание является одной из наиболее важных химических реакций и может считаться кульминационным этапом окисления определенных видов веществ.Хотя когда-то считалось, что окисление представляет собой просто сочетание кислорода с каким-либо соединением или элементом, значение этого слова было расширено, чтобы включить любую реакцию, в которой атомы теряют электроны, тем самым становясь окисленными. Как уже указывалось, в любом процессе окисления окислитель забирает электроны из окисляемого вещества, тем самым сам становясь восстановленным (получая электроны). Любое вещество вообще может быть окислителем. Но эти определения, достаточно ясные применительно к атомной структуре для объяснения химических реакций, не столь четко применимы к горению, которое остается, вообще говоря, типом химической реакции с участием кислорода в качестве окислителя, но усложняется тем фактом, что процесс включает другие виды реакций, а также тот факт, что он идет необычайно быстрыми темпами.Кроме того, большинство пламен имеют в своей структуре участок, в котором вместо окисления происходят реакции восстановления. Тем не менее, основным событием в горении часто является сочетание горючего материала с кислородом.

Как работает двигатель внутреннего сгорания - x-engineer.org

Подавляющее большинство автомобилей (легковых и коммерческих автомобилей), которые продаются сегодня, оснащены двигателями внутреннего сгорания . В этой статье мы расскажем, как работает четырехтактный двигатель внутреннего сгорания с двигателем .

Двигатель внутреннего сгорания классифицируется как тепловой двигатель . Он называется внутренним , потому что сгорание топливовоздушной смеси происходит внутри двигателя, в камере сгорания, и некоторые из сгоревших газов являются частью нового цикла сгорания.

По сути, двигатель внутреннего сгорания преобразует тепловую энергию горючей воздушно-топливной смеси в механическую энергию . Он называется , 4 такта, , потому что поршню требуется 4 такта для выполнения полного цикла сгорания. Полное название двигателя для легкового автомобиля: 4-х поршневой двигатель внутреннего сгорания , сокращенно ICE (Двигатель внутреннего сгорания).

Теперь давайте рассмотрим, какие из них являются основным компонентом ICE.

Изображение: детали двигателя внутреннего сгорания (DOHC)

Легенда:
  1. распредвал выпускных клапанов
  2. ведро выпускных клапанов
  3. свеча зажигания
  4. ведро впускных клапанов
  5. впускных распределительных валов
  6. выпускных клапанов
  7. впускных клапан
  8. головка цилиндра
  9. поршень
  10. поршневой палец
  11. шатун
  12. блок двигателя
  13. коленчатый вал

TDC - верхняя мертвая точка

BDC - нижняя мертвая точка

головка цилиндра ( 8) обычно содержит распределительный вал (ы), клапаны, клапанные ковши, возвратные пружины клапана, свечи зажигания и форсунки (для двигателей с прямым впрыском).Через головку цилиндров протекает охлаждающая жидкость двигателя.

Внутри блока двигателя (12) мы можем найти поршень, шатун и коленчатый вал. Что касается головки цилиндров, то через блок цилиндров протекает охлаждающая жидкость, помогающая контролировать температуру двигателя.

Поршень движется внутри цилиндра от BDC до TDC. Камера сгорания - это объем, создаваемый между поршнем, головкой цилиндров и блоком цилиндров, когда поршень находится близко к ВМТ.

На рисунке 1 мы можем рассмотреть полный набор механических компонентов ДВС.Некоторые компоненты зафиксированы (например, головка цилиндра, блок цилиндров), а некоторые из них движутся. На рисунке ниже мы рассмотрим основную движущуюся часть ДВС, которая преобразует давление газа внутри цилиндра в механическую силу.

Изображение: движущиеся части двигателя внутреннего сгорания

Условные обозначения:

  1. звездочка распределительного вала
  2. поршень
  3. коленчатый вал
  4. шатун
  5. клапан
  6. клапан ведро
  7. распределительный вал

Вращение распределительного вала с вращением коленчатого вала через зубчатый ремень или цепь.Положение впускного и выпускного клапанов должно быть точно синхронизировано с положением поршня, чтобы циклы сгорания происходили соответствующим образом.

Полный цикл двигателя для 4-тактного ДВС имеет следующие фазы (такты):

  1. впуск
  2. компрессия
  3. мощность (расширение)
  4. выпуск

Ход - это движение поршня между двумя мертвыми центры (снизу и сверху).

Теперь, когда мы знаем, какие компоненты ДВС, мы можем исследовать, что происходит в каждом такте цикла двигателя.В таблице ниже вы увидите положение поршня в начале каждого хода и подробную информацию о событиях, происходящих в цилиндре.

Ход 1 - INTAKE

Ход впуска двигателя внутреннего сгорания

В начале такта впуска поршень находится вблизи ВМТ. Впускной клапан открывается, поршень начинает двигаться в направлении BDC. Воздух (или воздушно-топливная смесь) втягивается в цилиндр. Этот ход называется INTAKE, потому что свежий воздух / смесь забирается в двигатель.Ход впуска заканчивается, когда поршень находится в BDC.

Во время такта впуска двигатель потребляет энергию (коленчатый вал вращается из-за инерции компонентов).

Ход 2 - СЖАТИЕ

Ход сжатия двигателя внутреннего сгорания

Ход сжатия начинается с поршня в BDC, после завершения такта впуска. Во время такта сжатия оба клапана, впускной и выпускной, закрыты, и поршни движутся в направлении ВМТ.Когда оба клапана закрыты, воздух / смесь сжимаются, достигая максимального давления, когда поршень приближается к ВМТ.

До того, как поршень достигнет ВМТ (но очень близко к нему), во время такта сжатия:

  • для бензинового двигателя: возникает искра
  • для дизельных двигателей: впрыскивается топливо

Во время такта сжатия двигатель потребляет энергию (коленчатый вал вращается из-за инерции компонентов) больше, чем ход впуска.

Ход 3 - POWER

Рабочий ход двигателя внутреннего сгорания

Рабочий ход начинается с поршня в ВМТ.Оба клапана, впускной и выпускной, все еще закрыты. Сгорание воздушно-топливной смеси начинается в конце такта сжатия, что вызывает значительное повышение давления внутри цилиндра. Давление внутри цилиндра толкает поршень вниз к BDC.

Только во время рабочего хода двигатель вырабатывает энергию.

Ход 4 - ВЫХЛОП

Ход выхлопа двигателя внутреннего сгорания

Ход выхлопа начинается с поршня на BDC, после завершения рабочего хода.Во время этого хода выпускной клапан открыт. Движение поршня от BDC к TDC выталкивает большую часть выхлопных газов из цилиндра в выхлопные трубы.

Во время такта выпуска двигатель потребляет энергию (коленчатый вал вращается из-за инерции компонентов).

Как видите, для полного цикла сгорания (двигатель) поршень должен выполнить 4 такта. Это означает, что один цикл двигателя занимает двух полных оборотов коленчатого вала (720 °).

Единственный ход, который производит крутящий момент (энергию), это , рабочий ход , все остальные потребляют энергию.

Линейное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала через шатун.

Для лучшего понимания мы суммируем начальное положение поршня, положение клапана и энергетический баланс для каждого хода.

1 9003 В наличии Энергетический баланс
Ход хода Имя хода Начальное положение поршня Состояние впускного клапана Состояние выпускного клапана Энергетический баланс Энергетический баланс TDC Открыто Закрыто Расходы
2 Сжатие BDC Закрыто Закрыто Потребляется
3 Мощность TDC Закрыто Закрыто Продукция
4 Выхлоп BDC Закрыто Открыто Потребляется

В анимации ниже вы можете ясно увидеть, как работает двигатель внутреннего сгорания.Обратите внимание на положение поршня, положение клапана, момент, когда происходит воспламенение, и последовательность ударов.

Анимация двигателя внутреннего сгорания

В следующих статьях мы подробнее рассмотрим параметры, характеристики и компоненты двигателя внутреннего сгорания. Если у вас есть вопросы или комментарии по поводу этой статьи, используйте форму ниже для размещения.

Не забудьте лайкать, делиться и подписываться!

Проверьте свои знания в области двигателей внутреннего сгорания, пройдя тест ниже:

Викторина! (нажмите, чтобы открыть)

.

Что такое двигатель внутреннего сгорания?

Двигатель внутреннего сгорания - это тип машины, которая предназначена для преобразования накопленной химической энергии в кинетическую энергию. Это достигается посредством прерывистого, хотя и точного, сгорания топлива (то есть бензина, дизельного топлива) в присутствии окислителя (то есть воздуха) в пределах камеры сгорания. В большинстве автомобильных двигателей внутреннего сгорания используется двух- или четырехтактный поршневой дизайн, но роторные двигатели также имеют ограниченное применение.

Двигатели внутреннего сгорания - это сложные машины, которые превращают химическую энергию в кинетическую энергию.

История двигателя внутреннего сгорания

До 19-го века развитие двигателей внутреннего сгорания сдерживалось отсутствием соответствующих источников топлива. Некоторые очень ранние предшественники современного двигателя внутреннего сгорания использовали топливо, такое как водород, угольная пыль и угольный газ. Лишь в 1850-х годах рост нефти привел к тому, что соответствующий источник топлива стал широко доступным, и с тех пор разработка этих двигателей быстро развивалась.

Двигатель Ленуара был первым коммерчески успешным двигателем внутреннего сгорания.

Первый коммерчески успешный двигатель внутреннего сгорания появился в 1960 году, и современный цикл Отто появился не слишком долго после этого. Многие другие инновации, которые узнаваемы сегодня, также появились в 19 веке, в том числе свечи зажигания, катушки зажигания, магниты, двигатель с коробкой передач и дизельный цикл.

Хотя зарождающаяся автомобильная промышленность экспериментировала с рядом типов двигателей и источников топлива, включая очень ранние электрические и гибридные автомобили, бензиновый двигатель внутреннего сгорания доминировал в течение всего 20-го века.

См. Также: История двигателя внутреннего сгорания

Типы двигателей внутреннего сгорания

Двигатели внутреннего сгорания можно классифицировать в зависимости от типа топлива, компоновки и других факторов (т. Е. Используют ли они воздушное или водяное охлаждение). Некоторые из наиболее распространенных типов двигателей по типу топлива:

  • Бензиновые двигатели
    • Гибрид электрический
    • Flex топлива

Кроме того, основные конфигурации двигателя внутреннего сгорания:

  • Поршневой поршень
    • Двухтактный
    • Четырехтактный
    • Дизель

Основные принципы двигателей внутреннего сгорания

На самом базовом уровне двигатель внутреннего сгорания преобразует химическую энергию в кинетическую энергию.Этот процесс включает сжигание топлива в присутствии окислителя в закрытой среде. В поршневых двигателях с возвратно-поступательным движением поршень вверх сжимает воздушно-топливную смесь, которая зажигается либо искрой (бензиновые двигатели), либо самим механизмом сжатия (дизельные двигатели). Быстро расширяющиеся выхлопные газы, которые создаются процесс сгорания затем приводит поршень в действие, и процесс повторяется.

Движение поршней, движущихся вверх и вниз, вызывает вращение компонента, известного как коленчатый вал, и любая другая система на транспортном средстве использует эту кинетическую энергию.Коленчатый вал каким-то образом соединен с трансмиссией, которая передает кинетическую энергию от двигателя к ведущим колесам. Он также соединен через ремни с различными аксессуарами, такими как генератор переменного тока, насос гидроусилителя руля и т. Д., Которые необходимы для правильной работы автомобиля.

Основные компоненты двигателя внутреннего сгорания

Различные двигатели имеют множество составных частей, но некоторые из составных частей большинства поршневых двигателей включают в себя:

  • Цилиндры
  • Поршни
  • Коленчатый вал
  • Шатуны
  • Распредвал
  • Свечи зажигания / свечи накаливания

Бензиновые двигатели внутреннего сгорания

Эта анимация иллюстрирует работу четырехтактного двигателя.

Современные бензиновые двигатели обычно используют цикл Отто, хотя также использовались роторные двигатели Ванкеля, а некоторые газовые / электрические гибриды используют двигатель цикла Аткинсона. В любом случае, эти двигатели сжигают бензин, который известен как бензин в британском английском, в качестве источника топлива.

Хотя многие маленькие бензиновые двигатели являются двухтактными, почти каждый бензиновый двигатель, используемый в серийном автомобиле, сегодня использует четырехтактный цикл Отто. Это означает, что эти двигатели имеют один «рабочий ход» (где сгорание фактически заставляет поршень вращать коленчатый вал) на каждые четыре хода поршня.В этих случаях «ход» определяется как движение поршня от вершины его хода к основанию или наоборот.

В течение всего цикла Отто каждый поршень проходит четыре различных шага или шага:

  1. Впуск
  2. Сжатие
  3. сгорания
  4. Выхлоп

Во время такта впуска топливовоздушная смесь втягивается в камеру сгорания. Это «нисходящий» ход, который увеличивает внутренний объем камеры сгорания, в который втягивается воздушно-топливная смесь (за исключением случаев прямого впрыска.) Затем поршень снова движется вверх, сжимая смесь воздуха и топлива. Затем эта смесь сжатого воздуха и топлива сгорает, что заставляет поршень снова опускаться при «силовом» ходе.

бензиновые роторные двигатели

Роторные двигатели

также могут использовать бензин в качестве топлива, но они работают немного по-другому. Вместо нескольких поршней, которые перемещаются вверх и вниз несколько раз за цикл, роторные двигатели имеют треугольный ротор, который создает три камеры сгорания в корпусе приблизительно овальной формы.

Как и поршневые двигатели, без поршневые роторные двигатели также имеют четыре ступени:

  • Впуск
  • Сжатие
  • Зажигание
  • Выхлоп

Каждая сторона треугольного ротора образует отдельную камеру сгорания в основном овальном корпусе, и эти камеры сгорания меняют форму и объем при вращении ротора. Когда камера проходит через впуск, она втягивает смесь воздуха и топлива, которая сжимается из-за измененной овальной формы корпуса.Когда он сжимается, для его зажигания используется искра, а расширяющиеся выхлопные газы приводят в движение вперед ротор, прежде чем они будут выпущены через выхлоп.

Дизельные двигатели внутреннего сгорания

В дизельных двигателях

используется модифицированный четырехтактный процесс, поскольку самый первый из них был разработан Рудольфом Дизелем специально для улучшения цикла Отто. Для этого у них есть такты впуска, сжатия, сгорания и выхлопа. Тем не менее, дизельные двигатели не используют искры для зажигания воздушно-топливной смеси.

В дизельных двигателях такт впуска всасывает воздух, а не смесь воздуха и топлива, и именно этот объем воздуха сжимается во время такта сжатия. Этот воздух настолько горячий из-за сжатия, что может воспламенить дизельное топливо, которое распыляется в камеру сгорания без необходимости в свече зажигания.

Поскольку дизельные двигатели внутреннего сгорания не используют свечи зажигания для воспламенения смесей воздух / топливо, был использован ряд методов холодного запуска. Наиболее распространенный метод - использование свечей накаливания, которые нагревают воздух либо в предварительных камерах, либо непосредственно в камерах сгорания.

,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020