Двигатели внутреннего сгорания

горючей смеси, состоящий из паров бензина и воздуха,

засасывается 

через впускной газопровод 5 в цилиндр и, смешиваясь с 

остаточными 

отработавшими газами, образует рабочую смесь [1]. 

2. Такт сжатия (рис.2,II). После заполнения цилиндра 

горючей смесью 

при дальнейшем вращении коленчатого вала (второй

полуоборот) поршень 

перемещается  от НМТ к ВМТ при закрытых клапанах 3 и 4.

По мере 

уменьшения объема температура и давление рабочей  смеси 

повышаются. 

3. Такт расширения  или рабочий ход (рис.2,III). 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 1 

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 0.3 - 

0.75 МПа, а температура  до 950 - 1200 С. 

4. Такт выпуска  (рис.2, IV). При четвертом полуобороте 

коленчатого 

вала поршень  перемещается от НМТ к ВМТ. При этом

выпускной клапан 3 

открыт, и продукты сгорания выталкиваются из цилиндра

в атмосферу 

через выпускной  газопровод 6 [1]. 

Принцип действия четырехтактного дизеля 

В четырехтактном двигателе (рис.3) рабочие процессы

происходят 

следующим образом: 

1. Такт впуска (рис.3,I). При движении поршня 2 от  ВМТ к 

НМТ 

вследствие образующегося  разряжения из

воздухоочистителя 4 в полость 

цилиндра 7 через  открытый впускной клапан 5 поступает 

атмосферный 

воздух. Давление воздуха в цилиндре составляет 0.08 -

0.095 МПа, а 

температура 40 - 60 С. 

2. Такт сжатия (рис.3,II). Поршень движется от НМТ  к 

ВМТ; впускной 

5 и выпускной  6 клапаны закрыты, вследствие  этого 

перемещающийся  вверх 

поршень 2 сжимает  поступивший воздух. Для 

воспламенения топлива 

необходимо, чтобы  температура сжатого воздуха  была

выше температуры 

самовоспламенения топлива. При ходе поршня к ВМТ 

цилиндр через 

форсунку 3 впрыскивается  дизельное топливо, подаваемое

топливным 

насосом 1. 

3. Такт расширения, или рабочий ход (рис.3,III).

Впрыснутое в  конце 

такта сжатия топливо, перемешиваясь с нагретым воздухом, 

воспламеняется, и начинается процесс сгорания,

характеризующийся 

быстрым повышением температуры и давления. При этом

максимальное 

давление газов  достигает 6 - 9 МПа, а температура 1800 -

2000 С. Под 

действием давления газов поршень 2 перемещается от

ВМТ в НМТ - 

происходит рабочий  ход. Около НМТ давление снижается 

до 0.3 - 0.5 МПа, 

а температура  до 700 - 900 С. 

4. Такт выпуска  (рис.3,IV). Поршень перемещается от НМТ

в ВМТ и 

через открытый выпускной клапан 6 отработавшие газы

выталкиваются из 

цилиндра. Давление газов снижается до 0.11 - 0.12 МПа, а 

температура 

до 500-700 С. После  окончания такта выпуска при 

дальнейшем вращении 

коленчатого вала рабочий цикл повторяется в той же

последовательности. 

Для обобщения  на рис.4 [1] показаны схемы рабочего

цикла карбюраторных 

двигателей и  дизелей. 

Принцип действия двухтактного двигателя 

Двухтактные двигатели  отличаются от четырехтактных

тем, что у  них 

наполнение цилиндров горючей смесью или воздухом

осуществляется  в 

начале хода сжатия, а очистка цилиндров от отработавших

газов в конце 

хода расширения, т.е. процессы выпуска и впуска

происходят без 

самостоятельных ходов поршня. Общий процесс для  всех

типов двухтактных 

двигателей - продувка, т.е. процесс удаления отработавших

газов из 

цилиндра с  помощью потока горючей смеси  или воздуха.

Поэтому двигатель 

данного вида имеет  компрессор (продувочный насос).

Рассмотрим работу 

двухтактного  карбюраторного двигателя с

кривошипно-камерной продувкой 

(рис.4). У этого  типа двигателей отсутствуют  клапаны, их 

роль 

выполняет поршень, который при своем перемещении 

закрывает впускные, 

выпускные и  продувочные окна. Через эти окна цилиндр в 

определенные 

моменты сообщается с впускным и выпускным

трубопроводами  и кривошипной 

камерой (картер), которая не имеет непосредственного 

сообщения с 

атмосферой. Цилиндр 4 в средней части имеет три  окна:

впускное 7, 

выпускное 6 и  продувочное 2, которое сообщается

клапаном 1 с 

кривошипной камерой 9 двигателя. 

Рабочий цикл в  двигателе осуществляется за два  такта: 

1. Такт сжатия (рис.4,а). Поршень 3 перемещается от  НМТ к 

ВМТ, 

перекрывая сначала  продувочное 2, а затем выпускное 6

окно. После 

закрытия поршнем  выпускного окна 6 в цилиндре 4

начинается сжатие 

ранее поступившей  в него горючей смеси. Одновременно

в кривошипной 

камере 9 вследствие ее герметичности создается 

разряжение, под 

действием которого из карбюратора 8 через открытое

впускное окно 7 

поступает горючая смесь в кривошипную камеру. 

2. Такт рабочего  хода. При положении поршня около  ВМТ 

сжатая 

рабочая смесь  воспламеняется электрической искрой от

свечи 5, в 

результате чего температура и давление газов  резко 

возрастают. Под 

действием теплового  расширения газов поршень

перемещается  к НМТ 

(рис.4,б), при  этом расширяющиеся газы совершают 

полезную работу. 

Одновременно  опускающийся поршень закрывает 

впускное окно 7 и сжимает 

находящуюся в  кривошипной камере горючую смесь. 

Когда поршень  дойдет до выпускного окна 6 (рис.4, в), оно 

открывается и  начинается выпуск отработавших газов  в 

атмосферу, 

давление в  цилиндре понижается. При дальнейшем

перемещении поршень 

открывает продувочное  окно 2 и сжатая в кривошипной 

камере горючая 

смесь перетекает по каналу 1, заполняя цилиндр и

осуществляя продувку 

его от остатков отработавших газов [6]. 

Рабочий цикл двухтактного дизельного двигателя 

отличается от 

рабочего цикла  двухтактного карбюраторного двигателя 

тем, что у  дизеля 

в цилиндр поступает  воздух, а не горючая смесь, и в конце

процесса 

сжатия впрыскивается  мелкораспыленное топливо. 

Мощность двухтактного двигателя при одинаковых

размерах цилиндра и 

частоте вращения вала теоретически в два раза больше

четырехтактного 

за счет большего числа рабочих циклов. Однако неполное

использование 

хода поршня для расширения, худшее освобождение

цилиндра от остаточных 

газов и затраты  части вырабатываемой мощности на

привод продувочного 

компрессора приводят практически к увеличению

мощности только на 

60...70%. 

Рабочий цикл четырехтактных карбюраторных 

и дизельных  двигателей 

Рабочий цикл четырехтактного  двигателя состоит из пяти

процессов: 

впуск, сжатие, сгорание, расширение и выпуск, которые 

совершаются за 

четыре такта  или за два оборота коленчатого вала. 

Графическое представление  о давлении газов при 

изменении объема в 

цилиндре двигателя  в процессе осуществления каждого  из

четырех циклов 

дает индикаторная диаграмма. Она может быть построена 

по данным 

теплового расчета  или снята при работе двигателя с