Что поступает в цилиндр карбюраторного двигателя при такте впуска


Тест по предмету, факультатив "Устройство двигателей"

Тест на тему: Устройство и работа четырехтактного двигателя.

1. При такте впуска поршень в четырехтактном двигателе движется:

a)  От ВМТ к НМТ

b)  От НМТ к ВМТ
2. В каком ответе правильно указано положение клапанов в четырехтактном двигателе при такте впуска?

a)  Оба клапана открыты

b)  Оба клапана закрыты

c)  Выпускной клапан открыт, впускной закрыт

d)  Впускной клапан открыт, выпускной закрыт

3. При такте впуска в цилиндр карбюраторного двигателя поступает:

a)  Чистый воздух

b)  Горючая смесь

4. При такте впуска в цилиндр дизельного двигателя поступает:

a)  Чистый воздух

b)  Горючая смесь

c)  Воздух с жидким дизельным топливом

d)  Жидкое топливо

5. При такте впуска давление в цилиндре карбюраторного двигателя:

a)  Выше атмосферного

b)  Ниже атмосферного

c)  Равно атмосферному

6. При такте сжатия поршень в цилиндре движется:

a)  От ВМТ к НМТ

b)  От НМТ к ВМТ

7. В каком положении находятся клапаны четырехтактного поршневого двигателя при такте сжатия?

a)  Впускной клапан открыт, выпускной закрыт

b)  Выпускной клапан открыт, впускной закрыт

c)  Оба клапана открыты

d)  Оба клапана закрыты

8. Что происходит в цилиндре четырехтактного карбюраторного двигателя при такте сжатия?

a)  Горючая смесь впускается

b)  Горючая смесь сжимается

c)  Горючая смесь воспламеняется

d)  Вытесняются отработавшие газы из цилиндра

9. При такте сжатия в цилиндрах дизельного двигателя сжимается:

a)  Горючая смесь

b)  Дизельное топливо

c)  Чистый воздух

10. В конце такта сжатия горючая смесь в цилиндре карбюраторного двигателя:

a)  Воспламеняется электрической искрой

b)  Самовоспламеняется от температуры при сжатии

11. В конце такта сжатия в цилиндры дизельного двигателя подается:

a)  Чистый воздух

b)  Горючая смесь

c)  Жидкое топливо

d)  Электрическая искра

12. В цилиндре дизельного двигателя образовавшаяся горючая смесь:

a)  Воспламеняется электрической искрой

b)  Самовоспламеняется

13. В каком положении находятся клапаны в цилиндре четырехтактного двигателя при такте расширения?

a)  Оба открыты

b)  Оба закрыты

c)  Впускной открыт, выпускной закрыт

d)  Выпускной открыт, впускной закрыт

14. В каком положении находятся клапаны четырехтактного двигателя при такте выпуска?

a)  Оба открыты

b)  Оба закрыты

c)  Впускной открыт, выпускной закрыт

d)  Выпускной открыт, впускной закрыт

15. Какие недостатки присущи одноцилиндровому четырехтактному двигателю?

a)  Низкое давление в цилиндре при такте сжатия

b)  Низкое давление в цилиндре при такте расширения

c)  Низкое давление в цилиндрах при тактах сжатия и расширения

d)  Неравномерность вращения коленчатого вала двигателя

 

 

 

 

 


 

Скачано с www.znanio.ru

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя автомобиля

Категория:

   Устройство и работа двигателя

Публикация:

   Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя автомобиля

Читать далее:



Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя автомобиля

В четырехтактном карбюраторном двигателе рабочий цикл совершается за два оборота коленчатого вала, или четыре хода поршня, и состоит из тактов впуска, сжатия, расширения (рабочий ход) и выпуска.

Такт впуска. Во время такта впуска цилиндр заполняется горючей смесью. При этом кривошип коленчатого вала поворачивается на полоборота, а поршень перемещается от в. м. т. до н. м. т.; впускной клапан открыт, а выпускной закрыт. При движении поршня вниз объем над ним увеличивается, и в цилиндре создается разрежение, вследствие чего в цилиндр поступает горючая смесь. Горючая смесь, поступающая в цилиндр двигателя, смешивается с отработавшими газами, оставшимися в небольшом количестве в камере сгорания от предыдущего цикла. Смесь, получившаяся при этом, называется рабочей смесью.

Когда кривошип приходит в нижнее положение, а поршень доходит до н. м. т., впускной клапан закрывается.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Вследствие сопротивления впускной системы потоку смеси и некоторых других причин в конце такта впуска давление в цилиндре становится ниже атмосферного и равно примерно 0,7—0,8 кГ/см2. При увеличении числа оборотов двигателя это давление уменьшается, что ограничивает полноту заполнения полости цилиндра смесью. Температура смеси в конце впуска равна 100-130 °С.

Рис. 1. Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя: а — впуск; б — сжатие; в — рабочий ход; г — выпуск

Такт сжатия. При такте сжатия происходит сжатие рабочей смеси, что необходимо для обеспечения более быстрого ее сгорания и получения большого давления газов в цилиндре.

При сжатии смеси поршень перемещается от н. м. т. до в. м. т. Впускной и выпускной клапаны при этом закрыты. Чем больше степень сжатия, тем сильнее сжимается рабочая смесь и тем выше при сгорании давление газов на поршень и экономичнее работа двигателя.

Однако предельные значения степени сжатия для карбюраторных двигателей ограничиваются свойствами применяемого топлива (бензина) и в основном его антидетонационной стойкостью.

Чрезмерно высокая степень сжатия может привести к особому, детонационному воспламенению смеси и нарушению нормального процесса ее сгорания, которое будет происходить с очень большими скоростями и резкими местными повышениями давления в цилиндре. В результате этого нарушается нормальная работа двигателя, снижается его мощность и экономичность и возрастает износ деталей.

Во избежание нарушения нормальных условий сгорания рабочей смеси в карбюраторных двигателях ее следует сжимать не более чем в 6—10 раз, т. е. степень сжатия карбюраторных двигателей не должна быть выше 6—10. При этом для двигателей с более высокими степенями сжатия требуется применение топлива с хорошими антидетонационными свойствами, т. е. с высоким октановым числом. Увеличение степени сжатия вновь создаваемой модели двигателя возможно также путем повышения числа его оборотов, уменьшения рабочего объема цилиндров, улучшения формы камеры сжатия и применения для изготовления деталей двигателя (поршней и головки цилиндров) легких алюминиевых сплавов, способствующих хорошему отводу тепла из полости камеры сгорания.

К концу такта сжатия давление в цилиндре возрастает примерно до 8— 12 кГ/см2, а температура смеси достигает 450—500 °С.

Такт расширения (рабочий ход). При рабочем ходе поршень в цилиндре перемещается под действием давления газов, приводя во вращение коленчатый вал двигателя.

В конце такта сжатия, Когда поршень приходит в в. м. т., в цилиндр подается электрическая искра, поджигающая сжатую рабочую смесь. Смесь сгорает очень быстро с выделением большого количества тепла. Вследствие сильного нагревания газов, образовавшихся при сгорании, давление в цилиндре резко возрастает, и поршень под действием этого давления с большой силой перемещается вниз от в. м. т. до н. м. т., приводя во вращение через шатун коленчатый вал. Впускной и выпускной клапаны при этом закрыты.

В момент сгорания рабочей смеси температура газов в цилиндре повышается до 1800—2000° С, а давление — до 25—30 кГ/см2. При движении поршня к н. м. т. газы расширяются и давление и температура их в цилиндре постепенно уменьшаются. В конце рабочего хода давление в цилиндре падает до 3—4 кГ/см2, а температура снижается до 1100—800 °С.

Такт выпуска. При такте выпуска происходит очищение цилиндра от отработавших газов. При этом поршень перемещается от н. м. т. до в. м. т., впускной клапан закрыт, а выпускной открыт. При движении поршня к в. м. т. оставшиеся в цилиндре после сгорания и расширения отработавшие газы выталкиваются через’ выпускной клапан в атмосферу. Так как удалить полностью отработавшие газы из цилиндра не представляется возможным, давление в конце такта выпуска достигает 1,05—1,15 кГ/см2. Температура отработавших газов составляет 700—800 °С, понижаясь к концу выпуска до 300—400 °С.

При дальнейшем вращении коленчатого вала снова происходит такт впуска, затем такт сжатия, рабочий ход и такт выпуска и т. д. При работе двигателя указанные такты непрерывно чередуются в такой же последовательности.

Таким образом, в четырехтактном одноцилиндровом двигателе коленчатый вал вращается под действием давления газов только при рабочем ходе. При совершении вспомогательных тактов (выпуска, впуска и сжатия рабочей смеси) противодавление действующих на поршень газов создает сопротивление вращению вала, для преодоления которого необходимо к валу приложить внешний момент. Для повышения равномерности вращения коленчатого вала и осуществления вспомогательных тактов на коленчатом валу устанавливают маховик, представляющий собой тяжелый чугунный диск, закрепленный на конце коленчатого вала.

Так как маховик имеет знаиительный вес, он накапливает энергию при рабочем ходе и продолжает вращаться по инерции и после окончания рабочего хода. Вместе с маховиком вращается и коленчатый вал, который перемещает поршень в течение всех вспомогательных тактов. При последующем рабочем ходе маховик снова накапливает механическую энергию и отдает ее при следующих вспомогательных тактах, вращаясь по инерции. При наличии махоЕика вращение коленчатого вала совершается более равномерно. Маховик способствует также переводу деталей кривошипно-шатунного механизма через положения, соответствующие мертвым точкам поршня.

Рекламные предложения:


Читать далее: Рабочий цикл четырехтактного дизеля

Категория: - Устройство и работа двигателя

Главная → Справочник → Статьи → Форум


Горючая смесь для карбюраторного двигателя

Горючая смесь для карбюраторного двигателя  [c.60]

Процесс впуска четырехтактного двигателя (рис. 3.3, а см. вклейку) начинается с момента начала движения поршня 5 вниз. К этому моменту впускной клапан 1 уже открыт, и горючая смесь для карбюраторного двигателя или воздух для дизеля поступает в цилиндр 4 через канал, выполненный в его головке 3. Открывается впускной клапан еще до прихода поршня в крайнее верхнее положение (в. м. т.), что для двигателя УД-15, например, соответствует 10 6° поворота коленчатого вала 9.  [c.67]


Для работы карбюраторного двигателя в его цилиндры подается смесь паров и мельчайших капелек жидкого горючего с воздухом, называемая горючей смесью. В качестве горючего для карбюраторных двигателей применяют бензин— быстро испаряющуюся на воздухе и легко воспламеняющуюся светлую жидкость. Основными свойствами бензина являются испаряемость, теплотворность и антидетонационная стойкость.  [c.65]

При пуске автомобильного двигателя его коленчатому валу необходимо сообщить определенную частоту вращения, при которой в карбюраторе образуется горючая смесь надлежащего состава, затем происходит наполнение цилиндров смесью, сжатие ее и воспламенение. Для карбюраторного двигателя эта частота вращения коленчатого вала составляет 50-100 об/мин, а для дизеля 120 — 200 об/мин. Автомобильные двигатели можно пускать от руки и электрическим стартером.  [c.178]

Простейший карбюратор может приготовлять смесь необходимого состава только для одного скоростного или нагрузочного режима работы двигателя. Карбюраторный двигатель, особенно транспортный, работает на самых различных скоростных и нагрузочных режимах при частой их смене. Чтобы карбюратор мог надежно устанавливать требуемое соотношение между топливом и воздухом в горючей смеси при работе на любом режиме двигателя, он снабжается рядом систем и устройств главной дозирующей системой с корректированием подачи топлива с целью обеспечения необходимого состава смеси при работе двигателя на всех основных эксплуатационных режимах системой холостого хода для обеспечения устойчивой работы двигателя при малой нагрузке и на режиме холостого хода системой для обогащения смеси при работе двигателя на режиме максимальной мощности и близких к нему режимах (для этой цели в карбюраторе устанавливается экономайзер) устройством для обеспечения хорошей приемистости двигателя (ускорительный насос для подачи дополнительного количества топлива с целью обогащения  [c.227]

В двигателях низкого сжатия смесеобразование происходит вне рабочего цилиндра в специальном приборе, который называется карбюратором, поэтому такие д. в. с. называются карбюраторными. В систему питания карбюраторного двигателя входят устройства для питания его воздухом (воздушный фильтр, воздухопроводы) и топливная система, состоящая из топливного бака, топливного насоса, одного или двух топливных фильтров, топливопроводов и карбюратора. В карбюраторных двигателях горючей смесью является смесь воздуха с парами топлива в таком соотношении, чтобы горение ее в цилиндре протекало быстро и топливо при этом полностью сгорало.  [c.169]


Топливо и горючая смесь. Карбюраторные двигатели работают на бензине, который получают из нефти. Автомобильный бензин — смесь жидких углеводородов (приблизительно 85 % углерода, 15 % водорода и небольшое количество примесей), легко испаряющихся и воспламеняющихся, что и сделало бензин помимо других достоинств самым удобным топливом для автомобилей.  [c.47]

Для автомобильного карбюраторного двигателя характерны следующие основные режимы работы пуск двигателя, требующий вследствие плохого испарения топлива очень богатую смесь режим холостого хода и малых нагрузок, которому соответствует смесь с а = = 0,6...0,8 режим частичных нагрузок (а = 0,9...1,1) режим максимальной (полной) нагрузки (а=0,8...0,9) кроме того, резкое открытие дроссельной заслонки не должно сопровождаться ощутимым обеднением горючей смеси. Соответственна основным режимам работы двигателя в современном карбюраторе предусмотрены следующие системы и устройства пусковое устройство, система холостого хода, главное дозирующее устройство, экономайзер и ускорительный насос.  [c.51]

Как следует их описанных рабочих процессов ДВС, теплота сгорающего в рабочей полости топлива преобразуется в механическое движение только на третьем такте, которому должны предшествовать такты впуска и сжатия. Это означает, что для начала работы ДВС его коленчатый вал следует привести во вращение внешней силой. Запустить карбюраторный двигатель небольшой мощности можно от руки вращением коленчатого вала рукояткой, палец которого сцепляется с храповиком на переднем конце вала. Более мощные ДВС запускают установленным на машине электродвигателем постоянного тока, называемым стартером и питаемым от аккумуляторной батареи. Дизели средней и большой мощности запускают с помощью вспомогательного карбюраторного двигателя, обычно одноцилиндрового двухтактного, установленного на основном дизеле и запускаемого в свою очередь стартером. Рабочий процесс двухтактного двигателя отличается от работы четырехтактного тем, что у него горючая смесь поступает в рабочую камеру в начале хода сжатия, а отработавшие газы удаляются в конце рабочего хода продувкой потоком горючей смеси.  [c.29]

В карбюраторном двигателе, в отличие от дизеля, горючая смесь приготовляется до поступления ее в цилиндр. Эта смесь готовится Б карбюраторе, расположенном перед впускным трубопроводом. Назначение карбюратора является образование смеси с правильным соотношением топлива и воздуха, т. е. получение оптимального коэффициента избытка воздуха, обеспечение наилучших условий сгорания смеси, что достигается хорошим распыливанием топлива и тщательным перемешиванием его с воздухом, и правильная количественная подача (дозировка) горючей смеси, необходимой для работы двигателя на том или ином режиме.  [c.293]

Рассмотренный карбюратор является простейшим и в таком виде не может обслуживать двигатель с переменным числом оборотов. Если простейший карбюратор отрегулировать на требуемый состав смеси при некотором положении дроссельной заслонки, то при большом открытии ее увеличивается количество топлива в смеси, т. е. смесь становится более богатой топливом. При работе же карбюраторного двигателя на разных режимах требуется горючая смесь неодинакового состава для холостого хода и больших нагрузок (мощностей) необходима богатая смесь (а1).  [c.294]

Приборы системы питания карбюраторных двигателей. Современные карбюраторы имеют ряд устройств и сг. стем, с помощью которых возможно приготовить горючую смесь нужного состава для всех режимов работы двигателя.  [c.53]

Для автомобильных карбюраторных двигателей характерны следующие режимы работы пуск двигателя, требующий вследствие плохого испарения топлива очень богатую смесь холостой ход и малые нагрузки, которым соответствует состав смеси а = 0,6 0,8 частичные нагрузки а = 0,9-4-1,1) максимальные (полные) нагрузки (а = 0,8 0,9) резкое открытие дроссельной заслонки, которое не должно сопровождаться ощутимым обеднением горючей смеси.  [c.66]


Для автомобильных двигателей применяется, как правило, жидкое или газообразное топливо. В абсолютном большинстве автомобильных двигателей нашей страны, в том числе и в изучаемых, применяется дизельное топливо или бензин. И дизельное топливо, и бензин являются продуктом переработки нефти и имеют достаточно высокую теплотворную способность. При сгорании одного килограмма дизельного топлива или бензина выделяется до И тыс. килокалорий тепла. Подготовка горючей смеси в карбюраторных и дизельных двигателях производится принципиально различными способами. В карбюраторном двигателе горючая смесь готовится при помощи специального прибора — карбюратора и поступает в цилиндры в готовом виде. Подготовка топлива к сгоранию в цилиндрах дизельного двигателя является более сложным процессом. За сотые и тысячные доли секунды, при постоянной периодичности процесса, необходимо подать в цилиндры двигателя определенную порцию топлива, распылить и испарить его, хорошо перемешать с определенной порцией воздуха и образовать горючую смесь, которая смогла бы быстро и полностью сгорать. После совершения рабочего хода необходимо за короткое время отвести отработавшие газы в атмосферу и очистить цилиндры. Эту сложную задачу выполняет система питания.  [c.75]

Карбюраторный двигатель - двигатель, у которого горючая смесь из топлива и воздуха образуется вне цилиндров (в карбюраторе) с принудительным зажиганием горючей смеси электрической искрой для преобразования полученной при сгорании топлива тепловой энергии в механическую работу.  [c.410]

Смесеобразование в поршневых двигателях внутреннего сгорания. В двигателях внешнего смесеобразования горючая смесь образуется вне цилиндра двигателя — в специальном приборе, называемом карбюратором или смесителем. Топливом для таких двигателей является бензин, лигроин и другое легкое нефтяное топливо или горючие газы. В первом случае двигатели принято называть карбюраторными, во втором — газовыми.  [c.230]

В состав системы питания входят воздухоочиститель, очищающий атмосферный воздух от частичек пыли топливный бак, предназначенный для создания запаса топлива на определенное время работы двигателя топливный насос низкого давления (бензонасос у карбюраторного и подкачивающая помпа у дизельного двигателя), подающий топливо из топливного бака к карбюратору (у карбюраторного двигателя) или к насосу высокого давления (у дизеля) топливные фильтры, очищающие топливо от загрязняющих примесей карбюратор, приготовляющий горючую смесь определенного состава в зависимости от режима работы двигателя топливный насос высокого давления (у дизелей), подающий необходимое количество топлива к форсункам, которые впрыскивают его под давлением 8 МПа и выше в мелкораспыленном состоянии в цилиндры дизеля топливопроводы, соединяющие агрегаты системы питания впускной трубопровод (коллектор), подводящий горючую смесь или атмосферный воздух к цилиндрам двигателя выпускной трубопровод (коллектор), отводящий отработавшие газы от цилиндров двигателя.  [c.240]

Для полного сгорания 1 кг жидкого или 1 газообразного топлива требуется количество воздуха о. называемое теоретически необходимым количеством воздуха. Величина о достаточна для полного сгорания топлива, если перемешивание его с воздухом настолько хорошее, что все элементы топлива полностью сгорают. В действительности такое перемешивание в д. в. с. не осуществляется и количество воздуха, требуемое для полного сгорания 1 кг или 1 м топлива, больше теоретически необходимого. Здесь, однако, надо иметь в виду, что в автомобильных и авиационных карбюраторных двигателях при работе на режиме наибольшей мощности горючая смесь обогащается топливом и тогда количество воздуха в смеси меньше теоретически необходимого. Понятно, что в этом случае происходит неполное сгорание. Отношение количества воздуха Ь, действительно поступающего в двигатель и участвующего в сгорании топлива, к теоретически необходимому количеству воздуха ц называется коэффициентом избытка воздуха  [c.228]

На фиг. 19 изображена схема карбюраторного двигателя, в цилиндре которого рабочая смесь воспламеняется от электрической искры. Для этой цели в головке цилиндра между клапанами установлена свеча С. К впускному трубопроводу присоединен карбюратор К, в котором при прохождении через него воздуха образуется горючая смесь.  [c.37]

Поршневой двигатель внутреннего сгорания с подводом теплоты при постоянном объеме является в настоящее время самым распространенным тепловым двигателем. Необходимая для превращения в работу теплота получается в нем за счет сжигания горючей смеси в цилиндре. Горючая смесь, представляющая собой смесь топлива (паров бензина, горючего газа) с воздухом, приготавливается в специальных смесителях, называемых карбюраторами. Поэтому такого рода двигатели часто называют карбюраторными.  [c.106]

Автомобильный двигатель не всегда работает на одном, постоянном составе смеси. Для определения состава горючей смеси, на котором работает двигатель, вводят понятие о коэффициенте избытка воздуха а (альфа), который представляет собой отношение количества действительного участвующего в процессе сгорания воздуха к теоретически необходимому его количеству. В том случае, когда действительное количество воздуха совпадает с теоретическим, а = 1. Когда в горючей смеси имеемся избыток воздуха, т. е. сгорает бедная смесь, то коэффициент избытка воздуха будет больше единицы, а при сгорании богатых смесей — меньше единицы. Карбюраторные двигатели работают обычно с изменениями коэффициента избытка воздуха в пределах 0,8-1,2.  [c.47]


Карбюраторный двигатель может развивать максимальную мощность при установке в карбюраторе жиклеров, обеспечивающих обогащенный состав горючей смеси, или при включении в действие специального устройства (называемого экономайзером). обогащающего горючую смесь топливом. Двигатели, предназначенные для строительных машин, не регулируют на максимальную мощность, так как длительная эксплуатация на этой мощности приводит к преждевременному износу двигателя.  [c.131]

В цилиндры карбюраторного двигателя топливо и необходимый для его сгорания воздух поступают в виде горючей топливовоздушной смеси, приготавливаемой в карбюраторе и частично во впускном трубопроводе. При смешении ее с небольшим количеством отработавших газов, остающихся от предшествующего рабочего цикла, в цилиндрах образуется рабочая смесь.  [c.38]

В качестве пусковых д. в. с. для пуска тракторных дизелей применяют двух- и четырехтактные карбюраторные двигатели, работающие на бензине. Горючая смесь таких двигателей должна состоять из паров топлива, тщательно перемешанных с воздухом. Их количественное соотношение должно обеспечивать полное сгорание — окисление кислородом воздуха всего топлива, входящего в состав горючей смеси. Необходимость испарения топлива диктуется тем, что только при его парообразном состоянии обеспечивается возможность воспламенения смеси электрической искрой и быстрое ее сгорание.  [c.70]

Система питания карбюраторного двигателя служит для приготовления горючей смеси, за счет сгорания которой в цилиндрах двигателя осуществляется его работа. Горючая смесь состоит из топлива и воздуха, соединенных в определенной пропорции и тщательно перемешанных друг с друге .  [c.179]

Рабочий процесс двухтактного карбюраторного двигателя происходит за два хода поршня или за один оборот коленчатого вала. В этом двигателе нет специального газораспределительного механизма. Вместо него цилиндр имеет окна (рис. 10) впускное окно /, соединяющее цилиндр 4 с карбюратором, выпускное окно 2 и перепускное 6, соединяющее цилиндр 4 с герметичным картером 8 при помощи канала 7. Перемещающийся внутри цилиндра поршень в определенной последовательности открывает и закрывает окна, выполняя функции газораспределительного механизма. В цилиндр двухтактного двигателя с кривошипно-ка-мерной продувкой горючая смесь из карбюратора поступает через картер. Для подготовки двигателя к работе необходимо наполнить цилиндр горючей смесью, для этого поршень должен сделать два подготовительных хода первый ход — впуск горючей смеси в картер второй ход—перепуск горючей смеси из картера в цилиндр. После этого двигатель подготовлен к работе. Рассмотрим, что происходит в нем во. время первого и второго тактов.  [c.20]

Для улучшения рабочего процесса двухтактного карбюраторного двигателя в цилиндре, как правило, делают по два окна для впуска горючей смеси, выпуска отработавших газов и перепуска смеси. Картер у такого двигателя сухой, т. е. масло в него не наливают. Масло, нужное для смазки двигателя, добавляют в топливо в определенной пропорции (1 15 или 1 20), тщательно перемешивают, а затем масляно-топливную смесь заливают в топливный бак. Горючая смесь, поступающая из карбюратора в цилиндр, состоит из мелкораспыленного топлива, масла и чистого воздуха.  [c.21]

В карбюраторном двигателе для улучшения смесеобразования горючую смесь подогревают во впускном трубопроводе. Учитывая, что подогрев горючей смеси при поступлении в цилиндр компенсирует часть затрат теплоты на испарение топлива в карбюраторе, при расчете рабочего цикла такого двигателя можно принимать ДГ = О ч- 20° С.  [c.80]

Принцип действия поршневого двигателя внутреннего сгорания. На рис. 164 приведена схема поршневого двигателя внутреннего сгорания. Цилиндр 6 сверху закрыт крышкой 1, называемой головкой. В головке имеются два отверстия, закрываемые впускным 5 и выпускным 4 клапанами, и одно отверстие для установки форсунки 3 (в дизеле) или свечи зажигания (в карбюраторном двигателе). Через впускное отверстие в цилиндр поступает воздух (в дизеле) или горючая смесь (в карбюраторном двигателе), а через выпускное — выходят отработавшие газы. Внутри цилиндра размещ,ается поршень 7, соединенный поршневым пальцйм  [c.219]

Всасывающий клапан закрывается после того, как поршень пройдет н. м. т. При этом, несмотря на начавшийся подъем поршня, через открытый всасывающий клапан в цилиндр по инерции лродолжает поступать воздух (или горючая смесь в карбюраторном двигателе). Величина запаздывания закрытия всасывающего клапана зависит в основном от числа оборотов коленчатого вала в минуту. Для различных двигателей она составляет 20—75°.  [c.139]

Основным топливом для карбюраторных двигателей являются бензины различных видов и марок, очень редко используется керосин. Бензин должен обладать хорошими карбюрационными свойствами, т. е. обеспечивать легкий пуск двигателя и образовывать однородную по составу горючую смесь, дающую устойчивую работу двигателя на всех режимах. Кроме того, бензин должен хорошо распыливаться и полностью испаряться, а также обладать определенной плотностью и вязкостью.  [c.157]

Рабочая смесь в карбюраторном двигателе воспламеняется от электрической искры, возникающей между электродами свечи зажигания. Искровой промежуток в свече зажигания, который равен 0,5—0,8 мм, представляет собой часть электрической цепи со значительным сопротивлением для тока. Это сопротивление повышается с увеличением давления газов в цилиндре, для его преодоления необходимо напряжение 12—20 кВ. При появлении искры сопротивление между электродами снижается и повышается температура искры, которая превращается в дугу в виде искрового разряда. Искра воспламеняет небольшую часть горючей смеси у электродов свечн, затем фронт пламени распространяется по всей камере сгорания. При батарейном зажигании ток высокого напряжения получается в индукционной катушке зажигания трансформацией постоянного тока, поступающего в нее через прерыватель из источника тока. Схема батарейной системы зажигания показана на рис. 163. В эту систему входят источники тока (аккумуляторная батарея 8 и генератор /), катушка зажигания 3, прерыватель 2, распределитель 4, свечи зажи-  [c.233]

Двигателем газообразного топлива, или газовым, называется двигатель, в котором топливо подводится к органам смесеобразования в газообразном состоянии. Наибольшее распространение получили газовые двигатели, в которых воспламенение горючей смеси происходит от электрической искры, а горючая смесь приготовляется в особом приборе — смесителе. Процесс сгорания смеси в двигателях этой группы как четырехтактных, так и двухтактных протекает при постоянном объеме. В настоящее время в качестве топлив для двигателей, работающих на сжатых газах, применяются, главным образом, светильный и естественный (метан) газы. Газовые двигатели для мощных стационарных установок выполняются в виде самостоятельных констрз кций.. Для транспортных силовых установок газовые двигатели строятся на базе карбюраторных двигателей или дизелей. Принципиальная схема действия газового двигателя изображена на фиг. 134, а. Чередование процессов, происходящих в цилиндре газового двигателя, такое же, как и в четырехтактном карбюраторном двигателе, так как различие между процессами чисто количественное, а не качественное.  [c.302]


При пуске карбюраторного двигателя частота вращения коленчатого вала должна быть достаточной для подготовки горючей смеси, способной воспламениться от электрической искры. Небольшие пусковые частоты вращения, низкая температура деталей двигателя, воздуха и топлива затрудняют образование топливовоздушной смеси оптимального состава не только по коэффициенту избытка воздуха, но и по воспламеняемости. Горючая смесь требуемого состава для пуска и послепускового прогрева двигателя создается с помощью воздушной заслонки в приемном патрубке карбюратора или полуавтоматизированными и автоматизированными пусковыми карбюраторами.  [c.50]

Система питания служит для приготовления и подачи горючей смеси в цилиндры двигателя. Общая схема системы питания карбюраторного двигателя показана на рис. 31. Топливо из бака 1 по топливопроводу 2 насосом 4 подается в карбюратор 5, где смешивается с воздухом в нужной пропорции. Готовая го- рючая смесь поступает по впускному трубопроводу 7 в цилиндры. В цилиндрах смесь сгорает, выполняя работу, и отработавшие газы по выпускному трубопроводу 8 через глушитель 9 поступают в атмосферу.  [c.70]

Давление в цилиндре в конце выпуска выше давления окружающей среды на 0,02- 0,10 ата, так как в процессе выталкивания некоторый перепад давлений расходуется на преодоление сопротивлений в выпускной системе. Отрицательное влияние повышенного давления в камере сжатия состоит в том, что при свободном впуске поступление свежего заряда в цилиндр начинается лишь с момента, когда давление остаточных газов становится меньше давления окружающей среды. Это ухудшает наполнение двигателя. Для осуществления наполнения цилиндра свежим зарядом необходим перепад давлений Ар между внешней средой и цилиндром в целях создания скоростного напора и преодоления сопротивления движению газов во впускной системе. Этот перепад обычно составляет 0,1-5-0,05 ата. Пониженное давление в цилиндре в период впуска приводит к понижению плотности заряда, а следовательно, к уменьшению мощности двигателя. Плотность поступающего заряда уменьшается также за счет его подогрева о стенки впускных клапанов и цилиндра, нагретых от предыдущих циклов. Этот подогрев возрастает по мере повышения нагрузки двигателя. В карбюраторных двигателях часто горючую смесь предварительно специально подогревают во впускнохМ трубопроводе для лучшего испарения топлива. Подогрев заряда, понижая его плотность, оказывает дополнительное отрицательное влияние на мощность двигателя.  [c.191]

Богатые горючие смеси обычно используют только в карбюраторных двигателях 1) при их работе на малых нагрузках и холостом ходе, когда горючая смесь сильно разбавляется остаточными газами и обогащение необходимо во избежание замедленного сгорания и, следовательно, ухудшения экономичности или даже остановки двигателя 2) при полной нагрузке, т. е. при полностью открытой дроссельной заслонке для получения макси.мальной мощности двигателя.  [c.83]

Механизм газораспределения служит для впуска свежего заряда (горючая смесь или воздух) в цилиндры двигателя и выпуска отработавшргх газов в соответствии с протеканием рабочего цикла. В автомобильных карбюраторных двигателях применяется механизм газораспределения клапанного типа с 1 ижним или верхним расположением клапанов.  [c.69]


Работа карбюратора ДВС и его устройство

Карбюраторный двигатель - один из типов двигателя внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием.

В карбюраторном двигателе топливно-воздушная смесь, поступающая по выпускному коллектору в цилиндры двигателя, приготавливается в специальном приборе - карбюраторе. Также карбюраторные двигатели разделяются на двигатели без наддува или атмосферные, у которых впуск воздуха или горючей смеси осуществляется за счет разряжения в цилиндре при всасывающем ходе поршня; двигатели с наддувом, у которых впуск воздуха или горючей смеси в рабочий цилиндр происходит под давлением, создаваемым турбокомпрессором, с целью увеличения заряда воздуха и получения повышенной мощности и КПД двигателя;

В качестве топлива для карбюраторного двигателя в разное время применялись спирт, керосин, лигроин, бензин. Наибольшее распространение получили бензиновые карбюраторные двигатели.

Карбюратор— устройство в системе питания карбюраторных двигателей внутреннего сгорания, предназначенное для смешивания бензина и воздуха, создания горючей смеси и регулирования её расхода. В настоящее время карбюраторные системы подачи топлива вытесняются инжекторными.

Простейший карбюратор состоит из четырёх основных элементов: поплавковой камеры (10) с поплавком (3), жиклёра (9) с распылителем (7), диффузора (6) и дроссельной заслонки (5).

Топливо по трубке (1) поступает из бака в поплавковую камеру (10). В поплавковой камере плавает пустотелый, обычно латунный поплавок (3), на который опирается запорная игла (2). Когда уровень топлива в поплавковой камере достигнет необходимой высоты, поплавок всплывёт настолько, что заставит запорную иглу перекрыть трубку (1), прекращая подачу топлива в поплавковую камеру. По мере расходования топлива его уровень в поплавковой камере понижается, поплавок опускается, и запорная игла снова открывает подачу топлива, таким образом в поплавковой камере поддерживается постоянный уровень топлива, что очень важно для правильной дозировки подачи топлива.

Из поплавковой камеры топливо поступает через жиклёр (9) в распылитель (7). Количество топлива, вытекающего из распылителя (7), зависит при прочих равных условиях от размеров и формы жиклёра.

При движении поршня в такте впуска давление в цилиндре снижается. При этом наружный воздух засасывается в цилиндр через карбюратор и впускной трубопровод, проходя через воздушную трубу (8) карбюратора, в которой находится диффузор (6). В самой узкой части диффузора помещается конец распылителя. В сужающейся части диффузора скорость потока воздуха увеличивается, а давление воздуха уменьшается.

Благодаря отверстию (4) в поплавковой камере поддерживается атмосферное давление, в результате под влиянием разности давлений происходит истечение топлива из распылителя. Топливо, вытекающее из распылителя, раздробляется струями воздуха, распыляется, частично испаряется и, перемешиваясь с воздухом, образует горючую смесь. Как правило, вместо одного диффузора используется двойной или даже тройной диффузор. Дополнительные диффузоры расположены концентрически в главном диффузоре и имеют небольшие размеры. Через них проходит только часть общего потока воздуха. Вследствие высокой скорости в центральной части при небольшом сопротивлении основному потоку воздуха достигается более качественное приготовление горючей смеси.

Количество горючей смеси, поступающей в цилиндры двигателя, а следовательно, и мощность двигателя регулируется дроссельной заслонкой (5), которая обычно приводится в движение педалью акселератора (или ручным приводом у мотоциклов и некоторых автомобилей).

Управление карбюратором

Обычно работой карбюратора управляет водитель автомобиля. На некоторых моделях карбюраторов использовались дополнительные системы, частично автоматизировавшие управление им.

Для управления дроссельной заслонкой на автомобилях обычно используется педаль газа. Она может приводить её в движение при помощи системы тяг или тросового привода. Тяги в целом надёжнее, но конструкция привода получается сложнее и ограничивает возможности конструктора по компоновке подкапотного пространства. Привод тягами широко использовался в прежние годы, но начиная с 1970-х годов получила распространение система с металлическим тросиком. Системы с пневмо- или электромеханическим приводом распространения на карбюраторных двигателях не получили.

На старых автомобилях часто предусматривалась двойная система привода дроссельной заслонки карбюратора: от руки, рычажком или вытяжной рукояткой («постоянный газ»), и от ноги— педалью. Ручное и ножное управления связывалось между собой так, что при нажатии на педаль рукоятка ручного управления остаётся неподвижной, а при её вытягивании педаль опускается. Дальнейшее открытие дросселя можно было производить педалью. При отпускании педали дроссель остаётся в положении, установленном ручным управлением. Например, на «Волге» ГАЗ-21 на панели приборов справа от радиоприёмника была расположена рукоятка ручного управления дроссельной заслонкой, дублирующая педаль газа. Вытянув её, можно было добиться устойчивой работы холодного двигателя без использования воздушной заслонки, или использовать для установления «постоянного газа». На грузовых автомобилях режим «постоянного газа» служил в частности для упрощения движения задним ходом.

На мотоциклах и некотором числе автомобилей применяется ручное управление дросселем, осуществляемое специальной рукояткой на руле через тросик.

Воздушная заслонка может иметь механический или автоматический привод. В первом случае её закрывает водитель при помощи рукоятки, размещённой обычно на панели приборов. Автоматический привод широко применялся за границей, а в практике отечественного автопрома распространения практически не получил ввиду низкой надёжности, недолговечности и ненадёжной работы при характерных для климата большей части территории СССР/России больших перепадах температур. В этом случае воздушную заслонку закрывал биметаллический или церезиновый термоэлемент, обогреваемый жидкостью из системы охлаждения. По мере прогрева двигателя, термоэлемент нагревался, расширялся и открывал воздушную заслонку. В иных системах использовался электромеханический привод с датчиком температуры. Из отечественных автомобилей, такое пусковое устройство имели только карбюраторы отдельных моделей ВАЗ.

Очень широко распространён полуавтоматический привод воздушной заслонки. В этом случае она закрывается водителем вручную, а после пуска двигателя автоматически приоткрывается диафрагмой, работающей от возникающего во впускном коллекторе двигателя разрежения. Это предотвращало возможную остановку двигателя из-за переобогащения рабочей смеси и несколько снижало расход топлива на прогрев. Пусковую диафрагму имели практически все отечественные карбюраторы, разработанные после начала 1960-х годов. До этого некоторые модели использовали менее совершенный кулачковый механизм, немного приоткрывающий дроссельную заслонку при закрывании воздушной.

Регулировки карбюратора

Карбюратор— устройство, имеющее минимум регулировок, но требующее исправной работы узлов и механизмов. Работоспособность карбюратора и его техническое состояние существенно влияют на работу двигателя. Нарушение регулировки карбюратора приводит к ухудшению экономичности, приёмистости двигателя, а также к увеличению токсичности отработавших газов.

Доступные регулировки самого карбюратора:

  1. «Винт количества»— обороты в режиме холостого хода
  2. «Винт качества» — обогащённость топливо воздушной смеси (и, как следствие, содержание токсичного угарного газа в выхлопных газах) в режиме холостого хода.

В процессе эксплуатации необходимо проверять и восстанавливать работоспособность следующих узлов:

  1. работа клапана (герметичность) экономайзера и системы холостого хода
  2. работа ускорительного насоса (задержка срабатывания, количество и время впрыска топлива, направленность топливного распылителя)
  3. плавность работы, свободный ход, возвращение пружиной и необходимый уровень приоткрытия закрытой ДЗ
  4. работу системы холодного запуска (закрытие воздушной, и приоткрытие дроссельной и воздушной заслонок)
  5. работу устройства открытия второй ДЗ (если имеется)
  6. работу поплавкового механизма (уровень топлива в поплавковой камере, герметичность запорного клапана, отсутствие дефектов поплавка, и т.д.)
  7. работу эмульсионных колодцев и распылителей, пропускная способность жиклёров
  8. отсутствие неучтённых подсосов воздуха

Так же на работу карбюратора оказывают своё влияние:

  1. механизмы управления карбюратором
  2. устройство подачи воздуха (воздушный фильтр, система подогрева воздуха в холодное время года)
  3. система подачи топлива (бензонасос, бензофильтры, заборник, топливные магистрали, вентиляция бака)
  4. система вентиляции картера двигателя
  5. сливная трубка избытка топлива, впускного коллектора
  6. герметичность впускного тракта после карбюратора
  7. негерметичность/неисправность клапанного механизма
  8. качество и состав топлива

1.1. Карбюраторный и газовый четырехтактные двигатели

1.1. Карбюраторный и газовый четырехтактные двигатели


1.1. Карбюраторный и газовый четырехтактные двигатели

В карбюраторном двигателе горючее поступает в цилиндры двигателя в парообразном и частью в мелкораспыленном состоянии в смеси с воздухом. Эта смесь, называемая горючей, приготовляется вне цилиндров двигателя, в особом приборе - карбюраторе.

В газовых двигателях горючая смесь (смесь газа и воздуха) образуется в смесителе, к которому газ поступает из газогенераторной или газобаллонной установки.


Рис. 14 - Схема и положения кривошипно-шатунного механизма:
а - в верхней мертвой точке; б - при движении поршня вниз; в - в нижней мертвой точке; г - при движении поршня вверх; 1 - цилиндр; 2 - верхняя головка шатуна; 3 - поршневой палец; 4 - поршень; 5 - шатун; 6 - нижняя головка шатуна; 7 - коленчатый вал.

В цилиндрах двигателя горючая смесь предварительно сжимается, а затем воспламеняется электрической искрой. При сгорании быстро возрастает давление и вследствие этого повышается температура образовавшихся газообразных продуктов сгорания. Стремясь расшириться, они давят на поршень 4 (рис. 14) и заставляют его опускаться внутри цилиндра 1. Поршень посредством поршневого пальца 3 связан с верхней головкой 2 шатуна 5. Нижняя головка 6 шатуна соединена с кривошипом (коленом) коленчатого вала 7. Поэтому прямолинейное движение поршня вызывает вращение коленчатого вала двигателя. Вместе с тем сам поршень при вращении вала совершает поступательно-возвратное движение (вниз и вверх).

Крайние положения поршня в цилиндре называются верхней и нижней мертвыми точками. Путь поршня от одной мертвой точки до другой называется ходом поршня. Каждому ходу поршня соответствует поворот коленчатого вала на один полуоборот (180°).

Замкнутое пространство наименьшего объема внутри цилиндра (при положении поршня в верхней мертвой точке) называется камерой сгорания. Объем, освобождаемый поршнем при движении его от верхней мертвой точки до нижней, называется рабочим объемом цилиндра. Объем камеры сгорания и рабочий объем цилиндра вместе составляют полный объем цилиндра.

Сумма рабочих объемов всех цилиндров (для многоцилиндрового двигателя), выраженная в литрах, называется литражем двигателя.


Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания называется степенью сжатия. Чем выше степень сжатия, тем больше мощность, развиваемая двигателем при данном объеме цилиндра, и его экономичность (см. раздел 3 "Понятие о мощности, крутящем моменте и экономичности двигателя" настоящей главы).

Однако повышать степень сжатия горючей смеси карбюраторных и газовых двигателей можно только до известного предела, иначе нарушается нормальное протекание рабочего цикла (см. раздел 1 "Свойства и сорта горючего" главы VII).

На рис. 15 показана схема устройства одноцилиндрового двигателя. Рассмотрим основные механизмы и системы этого двигателя.


Рис. 15 - Схема одноцилиндрового двигателя:
1 - шестеренчатый привод; 2 - распределительный вал; 3 - толкатель; 4 - клапанная пружина; 5 - выпускная труба; 6 - впускная труба; 7 - карбюратор; 8 - клапаны; 9 - съемная головка цилиндра; 10 - цилиндр; 11 - рубашка охлаждения; 12 - поршень; 13 - шатун; 14 - верхняя часть картера; 15 - маховик; 16 - коленчатый вал; 17 - нижняя часть картера (поддон).

Кривошипно-шатунный механизм воспринимает давление газов в цилиндре при сгорании смеси и превращает прямолинейное и переменное по направлению движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

К кривошипно-шатунному механизму относятся цилиндр 10, поршень 12 с поршневыми кольцами, шатун 13 с пальцем, коленчатый вал 16 с маховиком 15, верхняя 14 и нижняя 17 части картера. Распределительный механизм служит для своевременного впуска в цилиндр горючей смеси и выпуска из него отработавших газов. Этот механизм состоит из распределительного вала 2 с шестеренчатым приводом 1, толкателей 3 с направляющими, клапанов 8 с направляющими втулками и пружин 4 с опорными тарелками.

Система охлаждения предотвращает перегрев двигателя.

Система смазки уменьшает трение и охлаждает трущиеся детали.

Система питания обеспечивает образование горючей смеси и поступление ее в цилиндр.

Система зажигания предназначена для воспламенения смеси электрической искрой.

Цилиндр 10 (рис. 15) представляет собой чугунную отливку, закрытую сверху съемной головкой 9. Головка и верхняя часть цилиндра имеют двойные стенки; пространство между этими стенками заполняется циркулирующей жидкостью, охлаждающей цилиндры, и называется рубашкой 11 охлаждения (водяная рубашка). В боковом приливе тела цилиндра имеются два отверстия - впускное и выпускное, перекрываемые клапанами 8. Впускное отверстие через впускную трубу 6 соединено с карбюратором 7 (в газовых двигателях - со смесителем), а выпускное - с выпускной трубой 5. Клапаны поднимаются (открываются) под давлением на них толкателей 3. На толкатели набегают кулачки распределительного вала 2, приводимого во вращение коленчатым валом 16 через шестеренчатый привод 1. Опускаются (закрываются) клапаны при помощи клапанных пружин 4.

В цилиндре находится поршень 12, имеющий в верхней части пружинящие кольца. Посредством шатуна 13 поршень соединен с коленчатым валом 16, вращающимся в подшипниках, установленных в верхней части 14 картера двигателя. На заднем конце вала укреплен тяжелый литой диск-маховик 15. Верхняя часть картера служит основанием, на котором монтируются механизмы и приборы двигателя.

На рис. 16 показана схема работы карбюраторного двигателя при различных положениях поршня и клапанов, соответствующих четырем различным процессам, периодически повторяющимся во время работы двигателя.


Рис. 16 - Схема работы четырехтактного карбюраторного двигателя:
1 - кулачок распределительного вала для выпускного клапана; 2 - толкатель выпускного клапана; 3 - кулачек распределительного вала для впускного клапана; 4 - толкатель впускного клапана; 5 - выпускная труба; 6 - выпускной клапан; 7 - запальная свеча; 8 - штанга впускного клапана; 9 - коромысло впускного клапана; 10 - карбюратор; 11 - впускной клапан; 12 - впускная труба; 13 - цилиндр; 14 - поршень.

Впуск. Предположим, поршень 14 (рис. 16) находится в верхней мертвой точке и началось вращение коленчатого вала двигателя; поршень при этом пойдет вниз.

По мере опускания поршня пространство в цилиндре 13 над поршнем увеличивается и в цилиндре создается разрежение, т. е. давление оказывается ниже атмосферного. Одновременно с движением поршня вниз кулачок 3 распределительного вала набегает на толкатель 4. Движение толкателя через штангу 8 и коромысло 9 передается впускному клапану 11, и он открывается (выпускной клапан 6 в это время закрыт). Вследствие разрежения в цилиндре при открытии впускного клапана из карбюратора 10 (в газовых двигателях - из смесителя) через впускную трубу 12 в цилиндр устремляется горючая смесь (рис. 16, 1-й такт).

Процесс поступления горючей смеси в цилиндр двигателя называется тактом впуска.

Сжатие. При дальнейшем вращении коленчатого вала двигателя поршень, миновав нижнюю мертвую точку, начнет подниматься, впускной клапан закроется и рабочая смесь (смесь свежей горючей смеси с остаточными газами) вследствие уменьшения пространства над поршнем начнет сжиматься. Объем смеси по достижении поршнем верхней мертвой точки уменьшается в современных двигателях обычно в 6-6,5 раза по сравнению с первоначальным. Процесс сжатия смеси в цилиндре двигателя (рис. 16, 2-й такт) называется тактом сжатия.

Назначение такта сжатия - хорошо перемешать, окончательно испарить горючее и уплотнить смесь, что необходимо для увеличения скорости ее сгорания (при сжатии частицы горючего сближаются друг с другом, повышается давление и вследствие этого возрастает температура смеси).


Такт расширения (рабочий ход). В конце такта сжатия между электродами запальной свечи 7, ввернутой в цилиндр, проскакивает электрическая искра, воспламеняющая рабочую смесь. При сгорании смеси температура газов внутри цилиндра повышается до 1800-2000° Ц. Смесь сгорает настолько быстро, что поршень не успевает отойти на значительное расстояние от верхней мертвой точки. Сгорание, следовательно, происходит в малом и почти постоянном объеме; поэтому в момент вспышки давление газов в цилиндре повышается и достигает 30-40 кг/см2.

Под давлением газов, образующихся в цилиндре, поршень движется вниз и посредством шатуна вращает коленчатый вал (рис. 16, 3-й такт).

При движении поршня вниз объем внутри цилиндра увеличивается, вследствие чего происходит падение давления (до 3-5 кг/см2) и температуры газов.

При расширении газов совершается полезная работа, и поэтому ход поршня, соответствующий такту расширения, называется рабочим ходом.

Выпуск. При дальнейшем вращении коленчатого вала поршень 14, миновав нижнюю мертвую точку, снова поднимается, а кулачок 1 набегает на толкатель 2 и открывает выпускной клапан 6 (рис. 16, 4-й такт). Поднимаясь, поршень выталкивает из цилиндра через выпускную трубу 5 отработавшие газы в атмосферу и тем подготавливает цилиндр к приему свежей порции горючей смеси при следующем такте впуска.

Процесс очищения цилиндра двигателя от отработавших газов называется тактом выпуска.

В процессе выпуска часть отработавших газов остается в камере сгорания. Они называются остаточными газами. Смешиваясь с остаточными газами, горючая смесь, поступающая при такте впуска, образует так называемую рабочую смесь, которая и воспламеняется электрической искрой в цилиндре двигателя.

Рабочий цикл. Процессы, периодически повторяющиеся в определенной последовательности в цилиндре и необходимые для работы двигателя, называются рабочим циклом двигателя. Процесс, происходящий за время движения поршня от одной мертвой точки до другой, называется тактом.

Двигатели, рабочий цикл которых совершается за четыре хода поршня, или за два оборота коленчатого вала, называются четырехтактными двигателями.

Схема протекания рабочего цикла одноцилиндрового четырехтактного двигателя показана в табл. 1.

Таблица 1
Угол поворота коленчатого вала Направление движения поршня Положение клапанов Процесс (такт)
впускного выпускного
0-180°
1-й полуоборот
1-й ход - вниз Открыт Закрыт Впуск
180-360°
2-й полуоборот
2-й ход - вверх Закрыт Закрыт Сжатие
360-540°
3-й полуоборот
3-й ход - вниз Закрыт Закрыт Рабочий ход
540-720°
4-й полуоборот
4-й ход - вверх Закрыт Открыт Выпуск

Для запуска автомобильных двигателей коленчатый вал вращают при помощи какой-либо внешней силы (усилие водителя, прилагаемое к пусковой рукоятке, или пусковой электродвигатель - стартер) до получения первых вспышек, после чего двигатель начинает работать самостоятельно. При работе двигателя вспомогательные такты (впуск, сжатие и выпуск) в одноцилиндровых двигателях совершаются за счет энергии, накапливаемой маховиком при рабочем ходе, а в многоцилиндровом - также и за счет рабочих ходов, происходящих в это время в других цилиндрах.

Основной недостаток одноцилиндрового двигателя - неравномерное вращение коленчатого вала.

Для устранения этого недостатка и получения достаточной мощности автомобильные двигатели имеют обычно 4, 6 и 8 цилиндров, причем вспышки в цилиндрах происходят последовательно через равные промежутки времени. Так, в четырехцилиндровом двигателе на два оборота коленчатого вала приходится четыре вспышки, возникающие в разных цилиндрах через каждые полоборота коленчатого вала, в шестицилиндровом - шесть вспышек, происходящих через каждую треть оборота коленчатого вала, и т. д.





Двигатели внутреннего сгорания

Двигатели внутреннего сгорания

Классификация ДВС

По способу смесеобразования :
  • с внешним смесеобразованием, у которых горючая смесь приготовляется вне цилиндров (карбюраторные и газовые)
  • с внутренним смесеобразованием (рабочая смесь образуется внутри цилиндров) - дизели
По способу осуществления рабочего цикла :
  • четырехтактные
  • двухтактные
По числу цилиндров :
  • одноцилиндровые
  • двухцилиндровые
  • многоцилиндровые
По расположению цилиндров :
  • с вертикальным или наклонным расположением цилиндров в один ряд
  • V-образные с расположением цилиндров под углом (при расположении цилиндров под углом 180 двигатель называется двигателем с противолежащими цилиндрами, или оппозитным)
По способу охлаждения :
  • с жидкостным охлаждением
  • с воздушным охлаждением
По виду применяемого топлива :
  • бензиновые
  • дизельные
  • газовые
  • многотопливные
По степени сжатия :
  • высокого (E=12...18) сжатия
  • низкого (E=4...9) сжатия
По способу наполнения цилиндра свежим зарядом :
  • без наддува, у которых впуск воздуха или горючей смеси осуществляется за счет разряжения в цилиндре при всасывающем ходе поршня
  • с наддувом, у которых впуск воздуха или горючей смеси в рабочий цилиндр происходит под давлением, создаваемым компрессором, с целью увеличения заряда и получения повышенной мощности двигателя
По частоте вращения :
  • тихоходные
  • повышенной частоты вращения
  • быстроходные

Основы устройства поршневого ДВС

Основными частями ДВС являются кривошипно-шатунный механизм и газораспределительный механизм, а также системы питания, охлаждения, зажигания и смазочная система. Кривошипно-шатунный механизм преобразует прямолинейное возвратно- поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Механизм газораспределения обеспечивает своевременный впуск горючей смеси в цилиндр и удаление из него продуктов сгорания. Система питания предназначена для приготовления и подачи горючей смеси в цилиндр, а также для отвода продуктов сгорания.

Смазочная система служит для подачи масла к взаимодействующим деталям с целью уменьшения силы трения и частичного их охлаждения, наряду с этим циркуляция масла приводит к смыванию нагара и удалению продуктов изнашивания. Система охлаждения поддерживает нормальный температурный режим работы двигателя, обеспечивая отвод теплоты от сильно нагревающихся при сгорании рабочей смеси деталей цилиндров поршневой группы и клапанного механизма. Система зажигания предназначена для воспламенения рабочей смеси в цилиндре двигателя.

Итак, четырехтактный поршневой двигатель состоит из цилиндра и картера, который снизу закрыт поддоном. Внутри цилиндра перемещается поршень с компрессионными (уплотнительными) кольцами, имеющий форму стакана с днищем в верхней части. Поршень через поршневой палец и шатун связан с коленчатым валом, который вращается в коренных подшипниках, расположенных в картере. Коленчатый вал состоит из коренных шеек, щек и шатунной шейки. Цилиндр, поршень, шатун и коленчатый вал составляют так называемый кривошипно-шатунный механизм. Сверху цилиндр накрыт головкой с клапанами и, открытие и закрытие которых строго согласовано с вращением коленчатого вала, а следовательно, и с перемещением поршня. Перемещение поршня ограничивается двумя крайними положениями, при которых его скорость равна нулю. Крайнее верхнее положение поршня называется верхней мертвой точкой (ВМТ), крайнее нижнее его положение - нижняя мертвая точка (НМТ). Безостановочное движение поршня через мертвые точки обеспечивается маховиком, имеющим форму диска с массивным ободом. Расстояние, проходимое поршнем от ВМТ до НМТ, называется ходом поршня S, который равен удвоенному радиусу R кривошипа: S=2R. Пространство над днищем поршня при нахождении его в ВМТ называется камерой сгорания; ее объем обозначается через Vс; пространство цилиндра между двумя мертвыми точками (НМТ и ВМТ) называется его рабочим объемом и обозначается Vh. Сумма объема камеры сгорания Vс и рабочего объема Vh составляет полный объем цилиндра Vа: Vа=Vс+Vh. Рабочий объем цилиндра (его измеряют в кубических сантиметрах или метрах): Vh=пД^3*S/4, где Д - диаметр цилиндра. Сумму всех рабочих объемов цилиндров многоцилиндрового двигателя называют рабочим объемом двигателя, его определяют по формуле: Vр=(пД^2*S)/4*i, где i - число цилиндров. Отношение полного объема цилиндра Va к объему камеры сгорания Vc называется степенью сжатия: E=(Vc+Vh)Vc=Va/Vc=Vh/Vc+1. Степень сжатия является важным параметром двигателей внутреннего сгорания, т.к. сильно влияет на его экономичность и мощность.

Принцип работы

Действие поршневого двигателя внутреннего сгорания основано на использовании работы теплового расширения нагретых газов во время движения поршня от ВМТ к НМТ. Нагревание газов в положении ВМТ достигается в результате сгорания в цилиндре топлива, перемешанного с воздухом. При этом повышается температура газов и давления. Т.к. давление под поршнем равно атмосферному, а в цилиндре оно намного больше, то под действием разницы давлений поршень будет перемещаться вниз, при этом газы - расширяться, совершая полезную работу. Чтобы двигатель постоянно вырабатывал механическую энергию, цилиндр необходимо периодически заполнять новыми порциями воздуха через впускной клапан и топливо через форсунку или подавать через впускной клапан смесь воздуха с топливом. Продукты сгорания топлива после их расширения удаляются из цилиндра через впускной клапан. Эти задачи выполняют механизм газораспределения, управляющий открытием и закрытием клапанов, и система подачи топлива. Рабочим циклом двигателя называется периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя и обусловливающих превращение тепловой энергии в механическую работу. Если рабочий цикл совершается за два хода поршня, т.е. за один оборот коленчатого вала, то такой двигатель называется двухтактным. Автомобильные двигатели работают, как правило, по четырехтактному циклу, который совершается за два оборота коленчатого вала или четыре хода поршня и состоит из тактов впуска, сжатия, расширения (рабочего хода) и выпуска.

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя

  1. Впуск. По мере того, как коленчатый вал двигателя делает первый полуоборот, поршень перемещается от ВМТ к НМТ, впускной клапан открыт, выпускной клапан закрыт. В цилиндре создается разряжение 0.07 - 0.095 МПа, вследствие чего свежий заряд горючей смеси, состоящий из паров бензина и воздуха, засасывается через впускной газопровод в цилиндр и, смешиваясь с остаточными отработавшими газами, образует рабочую смесь.

  2. Сжатие. После заполнения цилиндра горючей смесью при дальнейшем вращении коленчатого вала (второй полуоборот) поршень перемещается от НМТ к ВМТ при закрытых клапанах. По мере уменьшения объема температура и давление рабочей смеси повышаются.

  3. Расширение или рабочий ход. 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 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. Выпуск. При четвертом полуобороте коленчатого вала поршень перемещается от НМТ к ВМТ. При этом выпускной клапан открыт, и продукты сгорания выталкиваются из цилиндра в атмосферу через выпускной газопровод.

Рабочий цикл четырехтактного дизеля

  1. Впуск. При движении поршня от ВМТ к НМТ вследствие образующегося разряжения из воздухоочистителя в полость цилиндра через открытый впускной клапан поступает атмосферный воздух. Давление воздуха в цилиндре составляет 0.08 - 0.095 МПа, а температура 40 - 60 С.

  2. Сжатие. Поршень движется от НМТ к ВМТ; впускной и выпускной клапаны закрыты, вследствие этого перемещающийся вверх поршень сжимает поступивший воздух. Для воспламенения топлива необходимо, чтобы температура сжатого воздуха была выше температуры самовоспламенения топлива. При ходе поршня к ВМТ цилиндр через форсунку впрыскивается дизельное топливо, подаваемое топливным насосом.

  3. Расширение или рабочий ход. 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. Выпуск. 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.

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. 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 в средней части имеет три окна: впускное, выпускное и продувочное, которое сообщается клапаном с кривошипной камерой двигателя. Рабочий цикл в двигателе осуществляется за два такта:

  1. Сжатие. Поршень перемещается от НМТ к ВМТ, перекрывая сначала продувочное, а затем выпускное окно. После закрытия поршнем выпускного окна в цилиндре начинается сжатие ранее поступившей в него горючей смеси. Одновременно в кривошипной камере вследствие ее герметичности создается разряжение, под действием которого из карбюратора через открытое впускное окно поступает горючая смесь в кривошипную камеру.

  2. Рабочий ход. При положении поршня около ВМТ сжатая рабочая смесь воспламеняется электрической искрой от свечи, в результате чего температура и давление газов резко возрастают. Под действием теплового расширения газов поршень перемещается к НМТ, при этом расширяющиеся газы совершают полезную работу. Одновременно опускающийся поршень закрывает впускное окно и сжимает находящуюся в кривошипной камере горючую смесь. Когда поршень дойдет до выпускного окна, оно открывается и начинается выпуск отработавших газов в атмосферу, давление в цилиндре понижается. При дальнейшем перемещении поршень открывает продувочное окно и сжатая в кривошипной камере горючая смесь перетекает по каналу, заполняя цилиндр и осуществляя продувку его от остатков отработавших газов.

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%.

В качестве силовой установки на автомобилях используется двигатель внутреннего сгорания.

По виду применяемого топлива двигатели подразделяются на карбюраторные, дизельные и газовые.

Карбюраторные – это двигатели, работающие на жидком топливе (бензине), с принудительным зажиганием. Перед подачей в цилиндры двигателя, топливо перемешивается с воздухом в определенной пропорции с помощью карбюратора.

Дизельные - это двигатели, работающие на жидком топливе (дизельном топливе), с воспламенением от сжатия. Подача топлива осуществляется форсункой, а смешивание с воздухом происходит внутри цилиндра.

Газовые - это двигатели, которые работают на пропано-бутановом газе, с принудительным зажиганием. Перед подачей в цилиндры двигателя, газ смешивается с воздухом в карбюраторе. По принципу работы такие двигатели практически не отличаются от карбюраторных (бензиновых). Поэтому в объеме этой книги не имеет смысла подробно останавливаться на рассмотрении газовых установок. Однако, если вы переоборудовали свой автомобиль «на газ», то советую внимательно изучить прилагаемую к оборудованию инструкцию.

При работе двигателя внутреннего сгорания из каждых десяти литров использованного топлива, к сожалению, только около двух идет на полезную работу, а все остальные - на «согревание» окружающей среды. Коэффициент полезного действия ныне выпускаемых двигателей составляет всего около 20%. Но мир пока не придумал более совершенного устройства, которое могло бы долго и надежно работать при более высоком КПД.

Карбюраторные поршневые двигатели.

К основным механизмам и системам карбюраторного поршневого двигателя относятся:
  • кривошипно-шатунный механизм,
  • газораспределительный механизм,
  • система питания,
  • система выпуска отработавших газов,
  • система зажигания,
  • система охлаждения,
  • система смазки.
Рис. 6 Одноцилиндровый карбюраторный двигатель внутреннего сгорания а) «стакан» в «стакане»; б) поперечный разрез
1 - головка цилиндра; 2 - цилиндр; 3 - поршень; 4 - поршневые кольца; 5 - поршневой палец; 6 - шатун; 7 - коленчатый вал; 8 - маховик; 9 - кривошип; 10 - распределительный вал; 11 - кулачок распределительного вала; 12 - рычаг; 13 - клапан; 14 - свеча зажигания

Для начала, давайте возьмем простейший одноцилиндровый карбюраторный двигатель (рис.6) и разберемся с принципом его работы. Рассмотрим протекающие в нем процессы, и выясним, наконец, откуда все-таки берется тот самый крутящий момент, который в конечном итоге приходит на ведущие колеса автомобиля.
Основной частью одноцилиндрового карбюраторного двигателя (рис. 6), является цилиндр с укрепленной на нем съемной головкой. Если продолжить сравнение элементов автомобиля с предметами, всем известными в быту, то цилиндр вместе с головкой, очень похож на обыкновенный стакан, перевернутый вверх дном.
Внутри цилиндра помещен еще один «стакан», также вверх дном, это - поршень. На поршне в специальных канавках находятся поршневые кольца. Именно они скользят по зеркалу внутренней поверхности цилиндра, и они же не дают возможности газам, образующимся в процессе работы двигателя, прорваться вниз. В тоже время кольца препятствуют попаданию вверх масла, которым смазывается внутренняя поверхность цилиндра.
С помощью пальца и шатуна, поршень соединен с кривошипом коленчатого вала, который вращается в подшипниках, установленных в картере двигателя. На конце коленчатого вала крепится массивный маховик.

Через впускной клапан в цилиндр поступает горючая смесь (смесь воздуха с бензином), а через выпускной клапан выходят отработавшие газы. Клапаны открываются при набегании кулачков вращающегося распределительного вала на рычаги. При сбегании же кулачков с рычагов, клапаны надежно закрываются под воздействием мощных пружин. Распределительный вал с кулачками приводится во вращение от коленчатого вала двигателя.
В резьбовое отверстие головки цилиндра ввернута свеча зажигания, которая электрической искрой, проскакивающей между ее электродами, воспламеняет рабочую смесь (это горючая смесь перемешанная с остатками выхлопных газов, о чем более подробно рассказано ранее).
Думаю, что после знакомства с основными деталями одноцилиндрового двигателя, вы уже начали догадываться о том, как он работает. Но давайте все-таки разберемся с тем, как происходит преобразование возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре во вращательное движение коленчатого вала. Этим в двигателе занимается шатунно-поршневая группа.

Вспомните теплый летний вечер, когда вы катались на велосипеде и даже не задумывались о том, как он перемещается в пространстве. А сейчас давайте посмотрим на действия велосипедиста со стороны. Нажимая на педаль одной ногой, мы поворачиваем ось педалей на пол-оборота, затем помогает вторая нога, нажимая на вторую педаль и... колесо вращается, велосипед едет! Необходимо отметить, что работа двух ног - это пример двухцилиндрового двигателя. Чтобы не чувствовать себя обманутым, можете привязать одну ногу к педали и использовать только ее для нашего эксперимента.
При дальнейшем изучении работы ноги велосипедиста можно увидеть принцип работы шатунно-поршневой группы двигателя. Роль шатуна выполняет голень ноги, поршнем с верхней головкой шатуна является - колено, ну а нижняя головка шатуна на кривошипе – это ступня на педали.
Колено велосипедиста движется только вверх - вниз (как поршень), а ступня с педалью уже по окружности (как кривошип коленчатого вала). Так это и есть преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное. В двигателе, взаимодействие деталей шатунно-поршневой группы точно такое же, как и в рассмотренном нами примере с ногой велосипедиста.

Рис. 7 Ход поршня и объемы цилиндра двигателя
а) поршень в нижней мертвой точке
б) поршень в верхней мертвой точке,

На рисунке 7 показаны некоторые параметры цилиндра и поршня, которые используются для оценки того или иного двигателя (объемы цилиндра и ход поршня).
Крайние положения поршня, при которых он наиболее удален от оси коленчатого вала или приближен к ней, называются верхней и нижней «мертвыми» точками (ВМТ и НМТ). При езде на велосипеде колено вашей ноги, также как и поршень, периодически будет находиться в крайнем верхнем или крайнем нижнем положениях.
Ходом поршня называется путь, пройденный от одной «мертвой» точки до другой - S.

Объемом камеры сгорания называется объем, расположенный над поршнем, находящимся в ВМТ - Vс.

Рабочим объемом цилиндра называется объем, освобождаемый поршнем при перемещении от ВМТ к НМТ - VР.

Полным объемом цилиндра является сумма объемов камеры сгорания и рабочего объема: Vп = VР + Vс.

Рабочий объем двигателя, это сумма рабочих объемов всех цилиндров и измеряется он в литрах. Пока мы с вами рассматриваем только одноцилиндровый двигатель, а вообще двигатели современных легковых автомобилей имеют, как правило - 4, 6, 8 и даже 12 цилиндров. Соответственно, чем больше рабочий объем - тем более мощным будет двигатель. Измеряется мощность в киловаттах или в лошадиных силах (кВт или л.с.).
Например, рабочий объем двигателя ВАЗ 2105 - 1,3 литра, его мощность 46,8 кВт (63,7 л.с.). А рабочий объем двигателя ВАЗ 21083 - 1,5 литра и его мощность 51,5 кВт (70 л.с.).

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя.

Двигатели внутреннего сгорания отличаются друг от друга рабочим циклом, по которому они работают.
Рабочий цикл - это комплекс последовательных рабочих процессов, периодически повторяющихся в каждом цилиндре при работе двигателя.
Рабочий процесс, происходящий в цилиндре за один ход поршня, называется тактом.
По числу тактов, составляющих рабочий цикл, двигатели делятся на два вида:

  • четырехтактные - в которых рабочий цикл совершается за четыре хода поршня,
  • двухтактные - в которых рабочий цикл совершается за два хода поршня.
На легковых автомобилях отечественного производства применяются четырехтактные двигатели, а на мотоциклах и моторных лодках – двухтактные. О путешествиях по водным просторам поговорим как-нибудь потом, а вот с четырьмя тактами работы автомобильного двигателя разберемся сейчас. Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя состоит из следующих тактов:
  • впуск горючей смеси,
  • сжатие рабочей смеси,
  • рабочий ход,
  • выпуск отработавших газов.
Рис. 8 Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя а) впуск; б) сжатие; в) рабочий ход; г) выпуск

Первый такт – впуск горючей смеси (рис. 8а).
Горючей смесью называется смесь мелко распыленного бензина с воздухом в определенной пропорции. Приготовлением смеси в двигателе занимается карбюратор, о чем мы с вами поговорим чуть позже. А пока следует знать, что соотношение бензина к воздуху 1:15 считается оптимальным для обеспечения нормального процесса горения.
При такте впуска поршень от верхней мертвой точки перемещается к нижней мертвой точке. Объем над поршнем увеличивается. Цилиндр заполняется горючей смесью через открытый впускной клапан. Иными словами, поршень всасывает горючую смесь.
Хочется посоветовать читателю, почаще включать свое воображение, сравнивая сложное с простым. Если вам удастся почувствовать, как бы ощутить на себе те процессы, которые протекают в двигателе, да и в автомобиле в целом, то многие из «секретов» машины станут для вас «открытой книгой».

Например, наверняка каждый из вас видел, как медицинская сестра, готовясь сделать укол, набирает шприцем лекарство из ампулы. За счет перемещения поршня шприца, над ним создается разряжение, которое и засасывает из ампулы то, что позже «вольется» в «мягкое место» пациента. Почти то же самое происходит и в цилиндре двигателя в процессе такта впуска.
Впуск смеси продолжается до тех пор, пока поршень не дойдет до нижней мертвой точки. За первый такт работы двигателя кривошип коленчатого вала поворачивается на пол-оборота.
В процессе заполнения цилиндра горючая смесь перемешивается с остатками отработавших газов и меняет свое название, теперь эта смесь называется – рабочая.

Второй такт - сжатие рабочей смеси (рис. 8б).
При такте сжатия поршень от нижней мертвой точки перемещается к верхней мертвой точке.
Оба клапана плотно закрыты и поэтому рабочая смесь сжимается. Из школьной физики всем известно, что при сжатии газов их температура повышается. Так и здесь. Давление в цилиндре над поршнем в конце такта сжатия достигает 9 - 10 кг/см2, а температура 300 - 400оС.
В заводской инструкции к автомобилю можно увидеть один из параметров двигателя, имеющий название – степень сжатия (например 8,5). А что это такое? Надеюсь сейчас это станет понятно.

Степень сжатия показывает во сколько раз полный объем цилиндра больше объема камеры сгорания (Vп/Vс - см. рис.7). У карбюраторных двигателей в конце такта сжатия, объем над поршнем уменьшается в 8 - 10 раз.
В процессе такта сжатия коленчатый вал двигателя поворачивается на очередные пол-оборота. А в сумме, от начала первого такта и до окончания второго, он повернется уже на один оборот.

Третий такт - рабочий ход (рис. 8в).
Во время третьего такта происходит преобразование выделяемой при сгорании рабочей смеси энергии в механическую работу. Давление от расширяющихся газов передается на поршень и затем, через шатун и кривошип, на коленчатый вал. Вот откуда берется та сила, которая заставляет вращаться коленчатый вал двигателя и, в конечном итоге, ведущие колеса автомобиля.
В самом конце такта сжатия, рабочая смесь воспламеняется от электрической искры, проскакивающей между электродами свечи зажигания. В начале такта рабочего хода, сгорающая смесь начинает активно расширяться. А так как впускной и выпускной клапаны все еще закрыты, то расширяющимся газам остается только один единственный выход - давить на подвижный поршень. Поршень под действием этого давления, достигающего 40 кг/см2, начинает перемещаться к нижней мертвой точке. При этом на всю площадь поршня давит сила 2000 кг и более, которая через шатун передается на кривошип коленчатого вала, создавая крутящий момент. При такте рабочего хода, температура в цилиндре достигает 2000 градусов и выше.

Коленчатый вал при рабочем ходе поршня делает очередные пол-оборота.
Позднее мы вернемся к этим огромным цифрам, похожим на температуры в доменной печи. А пока следует отметить для себя, что процесс рабочего хода происходит за очень короткий промежуток времени, по сравнению с которым, удивленное «хлопание» ресницами ваших глаз после прочтения этого сюжета, длится целую вечность.

Четвертый такт - выпуск отработавших газов (рис.8г)
При движении поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке, открывается выпускной клапан (впускной все еще закрыт) и отработавшие газы с огромной скоростью выбрасываются из цилиндра двигателя. Вот почему слышен тот сильный грохот, когда по дороге едет автомобиль без глушителя выхлопных газов, но об этом позже. А пока обратим внимание на коленчатый вал двигателя - при такте выпуска он делает еще пол-оборота. И всего, за четыре такта рабочего цикла, он сделал два полных оборота.
После такта выпуска начинается новый рабочий цикл, и все повторяется: впуск – сжатие – рабочий ход – выпуск... и так далее.

А теперь, интересно, кто из вас обратил внимание на то, что полезная механическая работа совершается двигателем только в течение одного такта - рабочего хода! Остальные три такта называются подготовительными (выпуск, впуск и сжатие) и совершаются они за счет кинетической энергии маховика, вращающегося по инерции.

Рис. 9 Коленчатый вал двигателя с маховиком
1 - коленчатый вал двигателя; 2 - маховик с зубчатым венцом; 3 - шатунная шейка; 4 - коренная (опорная) шейка; 5 - противовес

Маховик (рис. 9) - это массивный металлический диск, который крепится на коленчатом валу двигателя. Во время рабочего хода, поршень, через шатун и кривошип, раскручивает коленчатый вал двигателя, который и передает запас инерции маховику.
Запасенная в массе маховика инерция позволяет ему, в обратном порядке, через коленчатый вал, шатун и поршень осуществлять подготовительные такты рабочего цикла двигателя. То есть, поршень движется вверх (при такте выпуска и сжатия) и вниз (при такте впуска), именно за счет отдаваемой маховиком энергии. Если же двигатель имеет несколько цилиндров, работающих в определенном порядке, то подготовительные такты в одних цилиндрах совершаются за счет энергии, развиваемой в других, ну и маховик конечно тоже помогает.

В далеком детстве у вас наверняка была игрушка, которая называлась «Волчок». Вы раскручивали его энергией своей руки (рабочий ход) и радостно наблюдали за тем, как долго он вращается. Точно также и массивный маховик двигателя - раскрутившись, он запасает энергию, но только значительно большую, чем детская игрушка, а затем эта энергия используется для перемещения поршня в подготовительных тактах.

Дизельные двигатели

Главной особенностью работы дизельного двигателя является то, что топливо подается форсункой или насос-форсункой непосредственно в цилиндр двигателя под большим давлением в конце такта сжатия. Необходимость подачи топлива под большим давлением обусловлена тем, что степень сжатия у таких двигателей в несколько раз больше, чем у карбюраторных. И так как давление и температура в цилиндре дизельного двигателя очень высоки, то происходит самовоспламенение топлива. А это означает, что искусственно поджигать смесь не надо. Поэтому у дизельных двигателей отсутствуют не только свечи, но и вся система зажигания.

Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя.

Первый такт - впуск, служит для наполнения цилиндра двигателя только воздухом.
При движении поршня от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке, происходит всасывание воздуха через открытый впускной клапан.

Второй такт - сжатие, необходим для подготовки к самовоспламенению дизельного топлива.
При своем движении к верхней мертвой точке, поршень сжимает воздух в 18 - 22 раза (у карбюраторных в 8 - 10 раз). Поэтому в конце такта сжатия, давление над поршнем достигает 40 кг/см2, а температура поднимается выше 500 градусов.

Третий такт - рабочий ход, служит для преобразования энергии сгораемого топлива в механическую работу.
В конце такта сжатия, в камеру сгорания, через форсунку под давлением подается дизельное топливо, которое самовоспламеняется за счет высокой температуры сжатого воздуха.
При сгорании дизельного топлива (взрыве), происходит его расширение и увеличение давления. При этом возникает усилие, которое перемещает поршень к нижней мертвой точке и через шатун проворачивает коленчатый вал. Во время рабочего хода давление в цилиндре достигает 100 кг/см2, а температура превышает 2000о.

Четвертый такт – выпуск отработавших газов, служит для освобождения цилиндра от отработавших газов.
Поршень от нижней мертвой точки поднимается к верхней мертвой точке и, через открытый выпускной клапан, выталкивает отработавшие газы.
При своем последующем движении вниз, поршень засасывает свежую порцию воздуха, происходит такт впуска и рабочий цикл повторяется.
В дизельном двигателе, нагрузки на все механизмы и детали значительно больше, чем в карбюраторном бензиновом, и это закономерно приводит к увеличению его массы, размеров и стоимости. Однако дизельный двигатель имеет и неоспоримые преимущества - меньший расход топлива, чем у его карбюраторного «брата» (приблизительно на 30%), а также отсутствие системы зажигания, что значительно уменьшает количество возможных неисправностей при эксплуатации.

Главное достоинство дизельных двигателей - это низкие затраты на топливо, поскольку моторы этого типа имеют малые удельные расходы топлива на основных эксплуатационных режимах, да и само горючее во многих странах заметно дешевле бензина.

К числу недостатков дизеля по сравнению с бензиновыми двигателями относятся: сравнительно низкие мощностные показатели, более дорогая в изготовлении и обслуживании топливная аппаратура, худшие пусковые качества, повышенный выброс некоторых токсичных компонентов с отработавшими газами, повышенный уровень шума.

Экономические и экологические показатели автомобильного дизельного двигателя в первую очередь зависят от особенностей рабочего процесса и, в частности, от типа камеры сгорания, системы впрыскивания топлива. Камеры сгорания дизельного двигателя делятся на разделенные (вихрекамерные и форкамерные), полуразделенные и неразделенные. Дизельные двигатели с неразделенной камерой иногда называют двигателями с непосредственным впрыском.

Разделенная вихрекамерная камера сгорания Разделенная форкамерная камера сгорания
Полуразделенная камера сгорания Неразделенная камера сгорания
Дизельные двигатели с разделенной камерой сгорания обычно устанавливаются на грузовики малой грузоподъемности и легковые автомобили. Это определяется необходимостью снижения уровня шума и меньшей жесткостью работы. При подходе поршня к ВМТ воздух из основного объема камеры сгорания вытесняется в дополнительный, создавая в нем интенсивную турбулизацию заряда, что способствует лучшему перемешиванию капель топлива с воздухом. Недостатком дизельных двигателей с разделенной камерой сгорания являются: некоторое увеличение расхода топлива вследствие повышения потерь в охлаждающую среду из-за увеличенной поверхности камеры сгорания, больших потерь на перетекание воздушного заряда в дополнительную камеру и горящей смеси обратно в цилиндр. Кроме того, ухудшаются пусковые качества.

Дизельные двигатели с неразделенной камерой сгорания имеют низкие расходы топлива и легче запускаются. Недостатком их является повышенная жесткость работы и соответственно - высокий уровень шума.

Для полного сгорания топлива изготовитель выбирает оптимальное соотношение между количеством сопловых отверстий у форсунки и интенсивностью вихревого движения заряда в цилиндре - так, чтобы струи топлива полностью охватили весь воздушный заряд. Чем меньше сопловых отверстий, тем более интенсивным должно быть вращательное движение заряда. У четырехтактных дизельных двигателей вращательное движение воздуха во время хода впуска обеспечивается тангенциальным расположением впускного канала, наличием ширмы у клапана, винтовым (улиткообразным) каналом перед впускным клапаном. В процессе сжатия при подходе поршня к ВМТ воздух перетекает из надпоршневого пространства в камеру сгорания в поршне, увеличивая интенсивность вращательного движения свежего заряда. Поэтому при ремонте дизельных двигателей необходимо следить, чтобы зазор между днищем поршня и головкой цилиндров соответствовал заданной инструкцией величине. При большем зазоре интенсивность турбулизации заряда будет недостаточна, при меньшем на больших нагрузках может появиться стук поршня от его ударов по головке. Во время сборки дизельного двигателя этот зазор проверяется установкой свинцовых пластинок на днище поршня и прокруткой коленчатого вала после затяжки болтов крепления головки.

Способы создания вихревого движения заряда во время впуска:
Тангенциальное расположение канала Установка на клапане ширмы Винтовой канал
Пуск дизельного двигателя:
У дизельных двигателей с разделенной камерой сгорания (вихрекамерные или форкамерные) пусковые качества значительно хуже, чем у дизельных двигателей с неразделенной камерой.

Для облегчения пуска дизельные двигатели с разделенной камерой оснащаются электрическими свечами накаливания, устанавливаемыми в форкамеру или вихревую камеру. Реже свечи устанавливаются в дизельных двигателей с непосредственным впрыском.

Свечи бывают открытого и закрытого типа со спиралью накаливания или нагревательным элементом. Они выпускаются теми же фирмами, что и свечи зажигания. Кожух свечи располагается в камере сгорания дизельного двигателя так, чтобы конус распыленного топлива попадал только на его раскаленный наконечник.

В период, когда токсичность отработавших газов оценивалась по выбросу СО и СН (углеводородов), в широкой прессе отмечалось, что дизели имеют из всех ДВС наиболее низкую токсичность. Однако в дальнейшем, когда товарные бензины стали выпускаться без этиловой жидкости, а бензиновые двигатели начали оснащаться трехкомпонентными каталитическими нейтрализаторами, снижающими содержание СО, СН, NОх на 90-95%, о низкой токсичности дизельных двигателей по сравнению с бензиновыми двигателями стали скромно умалчивать.

Повышенная токсичность дизелей определяется следующими факторами:
Первый из них - низкая эффективность каталитических нейтрализаторов. Это связано с тем, что степень сжатия, а следовательно, и степень расширения дизелей значительно выше, чем у бензиновых двигателей. Поэтому температура отработавших газов недостаточна для эффективной работы нейтрализаторов. В связи с этим не удается добиться снижения выброса оксидов азота, которые в несколько десятков раз более токсичны, чем СО.

Второй фактор - повышенный выброс на некоторых режимах, особенно во время прогрева, продуктов неполного сгорания с характерным неприятным запахом (акролеина, альдегидов и др.), многие из которых являются канцерогенами. Третий - частицы сажи являются носителями канцерогенов. Попадая в дыхательные пути, они вызывают раковые опухоли. Из-за того, что ни в одной из стран до сих пор нет быстродействующих газоанализаторов, нет и возможности нормировать их выброс. Поэтому законодатели используют косвенные показатели - ограничение выброса углеводородов и твердых частиц.

Основные причины повышенной токсичности и повышенного расхода топлива дизельных двигателей следующие:
- низкое качество топлива,

- нарушение работы системы топливоподачи (слишком низкий коэффициент избытка воздуха, неравномерная подача топлива по цилиндрам, смещение фаз впрыска, межцикловая неравномерность подачи топлива),

- повышенный расход масла на угар из-за износа деталей цилиндропоршневой группы,

- в двигателях с турбонаддувом - слишком низкое давление наддува.

Одна из главных характеристик дизельного топлива - это его цетановое число, показывающее способность к самовоспламенению.
Оно определяется на одноцилиндровой установке сравнением со смесью эталонного топлива, подбираемого так, чтобы период задержки воспламенения был таким же, как и у испытуемого горючего. Величина цетанового числа должна быть не менее 45. Она зависит от химического состава топлива и наличия в нем специальных присадок. Увеличение цетанового числа достигается повышением содержания в топливе парафиновых углеводородов. При этом улучшаются пусковые качества, однако при цетановом числе 50...55 ухудшается полнота сгорания.


Карбюраторный двигатель рабочее тело

Карбюратор — это энергия, отвечающая за подпитку цилиндров топливно-воздушной смесью. Он расположен у впускного коллектора, и его основным источником является подача топливно-воздушной смеси в цилиндры двигателя. Воздушный фильтр расположен непосредственно над карбюратором, который отвечает за очистку воздуха, который затем поступает в цилиндры автомобиля.

prokarbyrator.ru

Карбюратор работает совершенно иначе, чем нынешние форсунки в двигателях. Топливо доставляется им через горло. Впрыск топлива во впускную систему за счет работы воздухозаборников, которые открываются на несколько миллисекунд.

Под карбюраторным двигателем подразумевают систему внутреннего сгорания,. Как работает карбюраторный двигатель? В такой системе происходит смешивание воздуха с бензином, смесь сгорает, есть возможность регулировать ее расход. На практике. Машины с карбюраторами выходят из моды, на замену им приходят инжекторные двигателя.

Карбюраторы практически больше не используются в автомобильной промышленности из-за экологических ограничений (чистый выхлопной газ), и такие решения по-прежнему распространены в мотоциклах. Идея системы подачи топлива в карбюратор заключается в том, что необходимое количество топлива для создания топливно-воздушной смеси не впрыскивается через форсунку (как в случае системы впрыска топлива), а всасывается из распылителя, расположенного по центру в горловине карбюратора, воздухом, протекающим через него на высокой скорости.

В системе впрыска компьютер, анализируя сигналы, поступающие от различных датчиков (лямбда-зонд, расходомер), выбирает оптимальную дозу топлива, которая затем будет использоваться для создания топливно-воздушной смеси. В системе подачи карбюратора количество всасываемого топлива определяется только импульсом воздуха в горловине и статическими элементами управления (редукторами, форсунками, эмульсионными трубками — изменение их настроек требует разборки карбюратора и их ручной регулировки).

Карбюратор представляет собой систему, которая состоит из:

  1. Поплавка.
  2. Камеры поплавка.
  3. Жиклера.
  4. Распылителя.
  5. Дифузора.
  6. Дросельной заслонки.

Карбюратор автомобиля по словам сайта prokarbyrator.ru установлен на впускном коллекторе и отвечает за подачу бензина в двигатель после его смешивания с воздухом. Также прямо над ним находится источник воздуха.

Топливо в карбюратор подается (всасывается) за счет отрицательного давления в горловине, в то время как впрыск впрыскивает топливо во впускной коллектор, открывающийся на несколько миллисекунд.

Карбюратор можно разделить на поплавковую камеру и горловину с проходом. Поплавковая камера и одноименное название от поплавка, который плавает на скопившемся в нем топливе. На рычаге поплавка установлен игольчатый клапан, который перекрывает поток бензина из топливного бака, предотвращает самопроизвольное перетекание топлива из сопла в горловину. Верхний конец местных форсунок находится в горловине выше максимального уровня топлива в поплавковой камере. Бензин просто необходимо всасывать из сопла для воздействия вакуума в самом узком месте.

Потому, когда нажимается педаль акселератора, открывается дроссельная заслонка, двигатель всасывает больше воздуха и больше топлива всасывается из форсунки. Именно в горле всасываемая доза бензина смешивается с воздухом и перемещается во впускной коллектор, а затем в цилиндр, который в данный момент всасывает.

Карбюратор — это не только горловина, дроссельная заслонка и поплавковая камера.

Карбюраторы имеют множество компонентов, обеспечивающих правильное питание двигателя. Оказывается, использование вакуума для всасывания топлива в двигатель не может гарантировать оптимальный состав смеси при всех режимах работы двигателя (холодный запуск двигателя, холостой ход, динамическое ускорение, торможение двигателем). Поэтому карбюраторы оснащены бустерными устройствами, а некоторые из них имеют большее количество проходов.

В каждом горле (проходе) есть дроссель. Однако каждая из этих заслонок может открываться в разной степени. Например, с двухкамерным карбюратором, если нажимается педаль акселератора наполовину, первый дроссель будет наполовину открыт, а второй дроссель будет закрыт. Однако, когда при нажатии на газ сильнее, первый дроссель откроется на 100%, а связанный механизм откроет второй дроссель до соответствующего диапазона. Некоторые конструкции, например, в старых спортивных автомобилях, имели карбюраторы, в которых каждый проход отвечал за питание одного цилиндра.

Карбюраторный двигатель внутреннего сгорания

Для сообщения рабочему телу количества теплоты Q1 необходимо топливо. Оказалось, что КПД двигателя выше, если сжигать топливо внутри цилиндра.
Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – двигатель, в котором топливо сгорает внутри цилиндра.

Рабочее тело ДВС – горючая смесь бензина и воздуха (на 1 кг бензина для его полного сгорания требуется около 15 кг воздуха).

Карбюратор– устройство, смешивающее воздух с бензином.

1. При прямом ходе поршня (сверху вниз) через впускной клапан 1 горючая смесь поступает в цилиндр, давление постоянно.

2. При обратном ходе поршня (снизу вверх) происходит быстрое (адиабатическое) сжатие.

3. В конце сжатия электрическая искра воспламеняет горючую смесь, которая выделяет количество теплоты Q1, резко увеличивая в цилиндре температуру и давление. Процесс сгорания изохорический (происходит очень быстро, объем почти не меняется). Далее газ адиабатически расширяется и совершает работу (рабочий ход поршня).

· Процессы 2 и 3 проходят при закрытых клапанах.

4. В конце цикла поршень идет вверх, через выпускной клапан 2 газ выходит в атмосферу, отдавая тепло Q2 окружающей среде.

График рабочего цикла р(V)

:

· Чем больше сжатие газа в цилиндре, тем выше КПД ДВС. Однако, самопроизвольное возгорание (детонация) горючей смеси ограничивает степень сжатия и КПД карбюраторного ДВС (h»24%).

Двигатель Дизеля

В 1892 г. Рудольф Дизель (1858–1913, Германия) предложил сжимать не горючую смесь, а только воздух. В конце такта адиабатического сжатия в цилиндр впрыскивалось топливо и воспламенялось от высокой температуры сжатого воздуха (t

0 = 600–700 0 С). Степень сжатия и КПД при этом возросли. Дизельные двигатели имеют h » 40% и используются в мощных грузовых автомобилях, тракторах, речных судах и т. д.

Необратимость тепловых процессов

Рассмотрим процессы: 1) падение тела с высоты; 2) теплообмен; 3) вращение колеса на ступице. Из опытов следует, что самопроизвольно

все эти процессы протекают только в одном направлении:

1) тело падает сверху вниз;

2) тепло передается от более нагретого тела менее нагретому;

3) скорость вращения колеса уменьшается, ступица нагревается.

Обратные процессы – подъем тела снизу вверх, переход энергии от холодного тела к горячему и переход тепловой энергии в механическую – возможны и не противоречат закону сохранения и превращения энергии. Однако, самопроизвольно (без применения дополнительного оборудования и усложнения самого процесса) не происходят.

Необратимый процесс – процесс, естественным образом протекающий только в одном направлении.

· Из практики известно, что тепловые процессы – необратимые

.

· Все естественные (природные) процессы – необратимые.

Второй закон термодинамики

Исследовав необратимость тепловых процессов, Рудольф Клаузиус (1822-1888, Германия) в 1850 г. сформулировал фундаментальный второй закон термодинамики: если в теплообмене участвуют два тела с разными температурами, то самопроизвольно тепло переходит от более нагретого тела к менее нагретому.

Значит, построить вечный двигатель, основанный на самопроизвольном переходе всей тепловой энергии в механическую, невозможно.

Тепловое расширение

Из опытов известно, что газы, жидкости и твердые тела расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении. Различают линейное и объемное тепловые расширения.

Линейное расширение – увеличение одного из линейных размеров тела (как правило длины) при повышении температуры.

· О линейном расширении говорят применительно к твердым телам, т.к.газ и жидкость принимают форму сосуда, в котором находятся.

Объемное расширение – увеличение объема вещества при повышении температуры.

· Можно говорить об объемном расширении вещества во всех агрегатных состояниях (твердом, жидком и газообразном).

Линейное расширение

Пусть стержень при t

= 0 0 С имеет длину l. При увеличении температуры до
t
длина стала l = l + Dl, где Dl – увеличение длины при повышении температуры на D
t
=
t

t
. Из опытов известно, что Dl

Коэффициент линейного расширения (a

) – отношение относительного изменения длины тела
к вызвавшему его изменению температуры Dt
.

· a

зависит от вещества.

· Линейное расширение учитывают при проектировании зданий, мостов и др. объектов, испытывающих перепады температуры.

Объемное расширение

Пусть вещество при t

= 0 0 С имеет объем
V
. При увеличении температуры до
t
объем увеличится до
V
=
V
+ D
V
, где D
V
– увеличение объема при повышении температуры на D
t
=
t

t
.

Из опытов известно, что DV

Коэффициент объёмного расширения (b

) – отношение относительного изменения объема вещества
к вызвавшему его изменению температуры Dt
.

· b

зависит от вещества (для твёрдых тел
b
» 3a).

· Объемное расширение учитывают при проектировании механизмов, испытывающих перепады температур (ДВС, турбины и др.).

4. Агрегатные состояния вещества и фазовые переходы

Фаза вещества

Вповседневной реальности мы привыкли к тому, что одни вещества – твердые, другие – жидкости, третьи – газы. Это наблюдение сделано при малом изменении температуры и давления (в пределах нескольких %). Если условия меняются значительно, то можно наблюдать, например, переход железа из твердого состояния в жидкое, а затем в газообразное. Воздух при понижении температуры и увеличении давления сначала переходит в жидкое состояние, затем – в твёрдое. Значит, вещество может находиться в различных термодинамических фазах (п.2.2) – твердой, жидкой, газообразной.

ЧТО ЕЩЕ ВХОДИТ В КОНСТРУКЦИЮ?

Но это упрощенная схема карбюратора. На деле же все значительно сложнее, ведь двигатель во время эксплуатации работает в разных режимах, при этом для каждого из них необходима смесь соответствующего состава.

Поэтому современный карбюратор поплавкового типа имеет сложную конструкцию со значительным количеством каналов, вспомогательных систем и дополнительного оборудования. Все это позволяет карбюратору обеспечивать смесеобразование на любых режимах работы.

Поэтому в конструкции карбюратора, помимо двух камер, имеется:

  • система пуска;
  • главная дозирующая система;
  • система холостого хода;
  • насос ускорительный;
  • экономайзер;
  • эконостат;

Каждая из этих составляющих имеет свое назначение и обеспечивают подачу оптимальной по количеству и качеству смеси на любых режимах функционирования силового агрегата.

СИСТЕМА ПУСКА

Система пуска обеспечивает подачу обогащенной смеси в цилиндры во время запуска мотора. Основным элементом этой системы является воздушная заслонка. В отечественных карбюраторах она имеет ручное управление (рукоятка подсоса, выведенная в салон). В зарубежных аналогах часто встречается автоматическая система пуска, которая самостоятельно регулирует степень открытия воздушной заслонки.

При этом система пуска конструктивно сделана так, чтобы предотвратить подачу переобогащенной смеси в цилиндры сразу после пуска мотора. Для этого привод заслонки сделан так, чтобы она имела возможность самостоятельно приоткрываться, обеспечивая обеднение смеси. К тому же она связана посредством системы тяг с дроссельной заслонкой, что позволяет карбюратору во время запуска и прогрева регулировать степень открытия этих заслонок.

ГЛАВНАЯ ДОЗИРУЮЩАЯ СИСТЕМА

Главная система дозировки обеспечивает основную подачу смеси в цилиндр при всех режимах работы мотора. Единственное, она не задействуется при работе двигателя на холостом ходу. Основная ее задача – подача необходимого количества смеси (несколько обедненной) в цилиндры.

Для того, чтобы исключить переобогащение смеси в переходных режимах эта система осуществляет компенсацию недостающего количества воздуха путем подачи из распылителя не чистого бензина, а эмульсии, в которую уже подмешана часть воздуха.

Для этого на большинстве карбюраторов топливо, перед попаданием в распылитель, проходит через специально проделанные эмульсионные колодца, где и осуществляется предварительное смешивание.

СИСТЕМА ХХ

Система холостого хода обеспечивает устойчивую работу силовой установки на малых оборотах, когда дроссельная заслонка полностью закрыта. Представляет она собой систему каналов по которым подается воздух и топливо под дроссельную заслонку.

То есть, смесительная камера при таком режиме не задействуется, поскольку система ХХ изготавливает необходимое количество смеси и подает во впускной коллектор в обход ее. Дополнительно эта система включает в себя еще один канал – переходной, в задачу которого входит обеспечение поддержания стабильной работы мотора во время смены режима от ХХ до средних оборотов.

УСКОРИТЕЛЬНЫЙ НАСОС

Ускорительный насос обеспечивает подачу необходимого количества смеси при резком ускорении, когда главная дозирующая система не успевает обеспечить это, поскольку она обеспечивает нормальную подачу только при плавном открытии дросселя.

В задачу этого насоса входит кратковременное обогащение смеси, что позволяет избежать «провала» при ускорении. Для этого имеется специальный канал, перекрытый шариковыми клапанами и оснащенный мембраной, привод которой осуществляется от дросселя.

При резком нажатии на акселератор, шарики приоткрывают канал, а мембрана выдавливает порцию эмульсии в специальный распылитель, установленный перед диффузором.

ЭКОНОМАЙЗЕР И ЭКОНОСТАТ

Экономайзер обеспечивает максимальный выход мощности от мотора, когда это необходимо. Достигается это подачей обогащенной смеси за счет подачи дополнительной порции эмульсии в основной распылитель в обход главной системы дозировки.

Эконостат позволяет двигателю выдавать максимальную мощность при высоких оборотах. Для этого данный элемент обеспечивает подачу и бензина непосредственно из поплавковой полости и распыление его перед диффузором.

Это основные элементы и системы карбюратора. Также в его конструкции используется поплавковая камера сбалансированного типа. Чтобы бензин в ней поддерживался на заданном уровне, в камере не должно образовываться разрежение и для этого ее соединяют с атмосферой. Сбалансированная же камера подразумевает объединение ее с горловиной карбюратора, что предотвращает попадание в нее загрязняющих веществ вместе с воздухом.

Рабочие тела и их свойства

В поршневых двигателях внутреннего сгорания рабочее тело состоит из окислителя, топлива и продуктов его сгорания. Окислителем для большинства двигателей служит атмосферный воздух, содержащий 21 % (по объему) кислорода и 79 % инертных газов, в основном азота. При реализации цикла рабочее тело претерпевает физические и химические изменения. В зависимости от типа двигателя, в период впуска в цилиндр поступает либо воздух, либо горючая смесь, состоящая из газообразного или жидкого топлива и воздуха. Воздух или горючую смесь, поступающие в цилиндр и остающиеся в нем к моменту начала сжатия, называют свежим зарядом

. В процессе сжатия в цилиндре находится смесь свежего заряда с остаточными газами, которая называется
рабочей
. В процессе расширения и выпуска рабочим телом являются
продукты сгорания топлива
.

При расчете рабочего цикла двигателя необходимо знать низшую теплоту сгорания топлива, которая зависит от композиционного состава топлива и количественного соотношения элементов, составляющих его горючую часть. Подвод теплоты к рабочему телу в действительном цикле осуществляется в результате сгорания топлива непосредственно в цилиндре двигателя, что предъявляет определенные требования к физическим и химическим свойствам топлива, которые приведены в таблице 2.1.

Характеристики жидких топлив для двигателей внутреннего сгорания

ТопливоЭлементарный состав (средний) 1 кг топлива, кгМолекулярная масса, mT, Кг/кмольНизшая теплота сгорания, hu, MДж/кг
СНТ
Автомобильные бензины Дизельное0.855 0.8700.145 0.126– 0.004110–120 180–20042.5

Сгорание топлива в цилиндрах двигателя протекает согласно следующим реакциям:

;.

Количество кислорода, необходимое для полного сгорания топлива, можно подсчитать следующим образом:

Для топлива, имеющего состав по весу:

весовое количество кислорода, необходимое для полного сгорания 1 кг топлива, составит:

,или

или, исчисляя в кмоль,

.

При расчете состав сухого атмосферного воздуха принимают равным: в % по весу О – 23, N – 77, а в % по объему О – 21, N – 79.

Тогда теоретически необходимое количество сухого атмосферного воздуха для полного сгорания 1 кг жидкого топлива может быть определено по следующим формулам:

В весовом выражении

В молярном выражении

.

Связь между lи Lимеет вид:

.

Сгорание топлива в двигателе обычно происходит при некотором недостатке или некотором избытке воздуха по сравнению с теоретически необходимым количеством.

Отношение количества воздуха L (l)

в горючей смеси к количеству воздуха
L (l)
, которое необходимо для полного сгорания топлива, называется
коэффициентом избытка воздуха
:

При работе двигателя состав горючей смееи изменяется. Горючую смесь принято называть нормальной, если α = 1, бедной, если α > 1 и богатой, если α называется коэффициентом остаточных газов:

.

Подставив выражение

в выражение для
Ма, получим: .
Процесс сгорания сопровождается тепловыми потерями. Часть тепла в процессе сгорания передается в охлаждающую среду через стенки цилиндра. Часть топлива проникает в картер через неплотности поршневых колец. Из-за недостатка времени и несовершенства смесеобразования часть топлива не успевает сгореть и догорает во время расширения. В то же время под влиянием высоких температур происходит расщепление молекул Н2О и CO2 продуктов сгорания, расщеплению сопутствует поглощение тепла.

Коэффициентом использования тепла называется часть теплотворной способности топлива, которая действительно используется для повышения энергии газов при сгорании:

,

где: hu

низшая теплотворная способность топлива;

Δ Q – потери тепла в процессе сгорания.

Коэффициент использования тепла всегда меньше единицы. Он тем выше, чем совершеннее смесеобразование, выше скорость распространения пламени, короче промежуток времени, затрачиваемый на сгорание.

Коэффициент использования тепла, в зависимости от режима работы двигателя, изменяется в карбюраторных двигателях в пределах 0.85–0.95, в дизельных от 0.7 до 0.9.

При полном сгорании жидкого топлива, когда α≥ 1, образуются следующие основные продукты сгорания: CO2 и Н2О – продукты полного сгорания углерода и водорода, содержащихся в топливе, N2 – азот воздуха и O2 – свободный кислород воздуха.

Суммарное количество продуктов сгорания 1 кг топлива равно:

.

Подставив в правую часть уравнения значения слагаемых:

В процессе сгорания происходит увеличение количества кмоль газов.

.

Это увеличение зависит от состава топлива и коэффициента избытка воздуха.

Для карбюраторных ДВС

Отношение количества кмоль продуктов сгорания М2 к количеству кмоль смеси до сгорания М1 называется коэффициентом молекулярного изменения.

Эксплуатационные показатели

Двухтактный карбюраторный двигатель принцип работы
Теперь об эксплуатационных показателях.

Литровая мощность.

Во многом 2-тактные двигатели по этим показателям лучше. Сказывается затраченная и полученная энергия на осуществление одного рабочего цикла.

У 2-тактного двигателя каждый оборот – это один полный цикл, что обеспечивает больший показатель литровой мощности – отношению объема цилиндра к выходной мощности. В среднем литровая мощность 2-тактного мотора выше, чем у 4-тактного в 1,5 раза.

Удельная мощность.

Еще один показатель, по которому 2-тактный мотор превосходит 4-тактный – это удельная мощность.

Данный показатель характеризует отношение выходной мощности к общей массе двигателя.

Проигрывая в мощностных показателях, 4-тактный двигатель лучше по показателям расхода топлива.

У него подача смеси происходит дозировано, через впускное окно, при этом выпускное – закрыто.

У 2-тактного же мотора существует момент, когда выпускное и перепускное окна оказываются открытыми, при этом поступающее топливо частично выходит через выпускное окно вместе с продуктами горения, то есть, часть топлива не участвует в процессе, а просто вылетает в атмосферу.

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Виброизоляция автомобиля своими руками

Смазка двигателя.

У 4-тактного мотора имеется система смазки, обеспечивающей смазку всех узлов, но при этом масло циркулирует по закрытой системе, потери его незначительны и в основном из-за износа двигателя.

Смазка 2-тактного мотора производится вместе с топливом, а значит, выполнив свою функцию масло попадает в цилиндр, где и сгорает.

Надежность моторов.

По поводу надежности конструкции этих моторов, то здесь довольно интересная ситуация.

Конструктивно 2-тактный мотор проще, а значит и надежнее. Но у 4-тактного мотора есть более совершенная система смазки, которая обеспечивает больший ресурс мотору.

Вот и получается, что оба мотора надежны, но каждый по-своему. А вот по ремонтопригодности 2-тактный мотор все-таки лучше.

Та же совместная смазка вместе с топливом у 2-тактных двигателей сказывается и на экологичности этого мотора. Сгорание масла в большей степени обеспечивает загрязнение атмосферы.

Совмещение рабочих тактов у 2-тактного двигателя сказывается на шумности работы установки, она несколько выше, чем у 4-тактного агрегата.

Зато отсутствие дополнительных систем и механизмов обеспечивает более легкую и менее металлоемкую конструкцию, что сказывается на общей массе установки.

Более сложная конструкция 4-тактной установки играет и положительную роль.

У этих моторов существует возможность модернизации системы питания, применение инжекторных систем с раздельной подачей топлива и воздуха в цилиндры, повышающих мощность и экономичность двигателей.

У 2-тактных моторов возможность совершенствования ограничена все той же смазкой вместе с топливом. Хотя попытки улучшить показатели этих моторов осуществляются постоянно.

Карбюраторный двигатель: описание,характеристики,фото,видео,принцип работы

Карбюраторный двигатель — один из типов двигателя внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием.

В карбюраторном двигателе топливно-воздушная смесь, поступающая по впускному коллектору в цилиндры двигателя, приготавливается в специальном приборе — карбюраторе. Также карбюраторные двигатели разделяются на двигатели без наддува или атмосферные, у которых впуск воздуха или горючей смеси осуществляется за счет разряжения в цилиндре при всасывающем ходе поршня; двигатели с наддувом, у которых впуск воздуха или горючей смеси в рабочий цилиндр происходит под давлением, создаваемым турбокомпрессором, с целью увеличения заряда воздуха и получения повышенной мощности и КПД двигателя;

В качестве топлива для карбюраторного двигателя в разное время применялись спирт, керосин, лигроин, бензин. Наибольшее распространение получили бензиновые карбюраторные двигатели.

Карбюратор — устройство в системе питания карбюраторных двигателей внутреннего сгорания, предназначенное для смешивания бензина и воздуха, создания горючей смеси и регулирования её расхода. В настоящее время карбюраторные системы подачи топлива вытесняются инжекторными.

Простейший карбюратор состоит из четырёх основных элементов: поплавковой камеры (10) с поплавком (3), жиклёра (9) с распылителем (7), диффузора (6) и дроссельной заслонки (5).

Топливо по трубке (1) поступает из бака в поплавковую камеру (10). В поплавковой камере плавает пустотелый, обычно латунный поплавок (3), на который опирается запорная игла (2). Когда уровень топлива в поплавковой камере достигнет необходимой высоты, поплавок всплывёт настолько, что заставит запорную иглу перекрыть трубку (1), прекращая подачу топлива в поплавковую камеру. По мере расходования топлива его уровень в поплавковой камере понижается, поплавок опускается, и запорная игла снова открывает подачу топлива, таким образом в поплавковой камере поддерживается постоянный уровень топлива, что очень важно для правильной дозировки подачи топлива.

Из поплавковой камеры топливо поступает через жиклёр (9) в распылитель (7). Количество топлива, вытекающего из распылителя (7), зависит при прочих равных условиях от размеров и формы жиклёра.

При движении поршня в такте впуска давление в цилиндре снижается. При этом наружный воздух засасывается в цилиндр через карбюратор и впускной трубопровод, проходя через воздушную трубу (8) карбюратора, в которой находится диффузор (6). В самой узкой части диффузора помещается конец распылителя. В сужающейся части диффузора скорость потока воздуха увеличивается, а давление воздуха уменьшается.

Благодаря отверстию (4) в поплавковой камере поддерживается атмосферное давление, в результате под влиянием разности давлений происходит истечение топлива из распылителя. Топливо, вытекающее из распылителя, раздробляется струями воздуха, распыляется, частично испаряется и, перемешиваясь с воздухом, образует горючую смесь. Как правило, вместо одного диффузора используется двойной или даже тройной диффузор. Дополнительные диффузоры расположены концентрически в главном диффузоре и имеют небольшие размеры. Через них проходит только часть общего потока воздуха. Вследствие высокой скорости в центральной части при небольшом сопротивлении основному потоку воздуха достигается более качественное приготовление горючей смеси.

Количество горючей смеси, поступающей в цилиндры двигателя, а следовательно, и мощность двигателя регулируется дроссельной заслонкой (5), которая обычно приводится в движение педалью акселератора (или ручным приводом у мотоциклов и некоторых автомобилей).

Дозирующая система карбюратора

Первостепенная задача этого механизма – обеспечивать нужную дозировку при подаче топливной смеси, независимо от режима работы двигателя в целом. Есть только один режим, при котором дозирующая система отключается. Речь о холостом ходу. При подаче нужной величины топлива, хоть и обедненной в оба цилиндра.

Дозирующая система карбюратора: 1 — воздушный жиклер; 2 — распылитель; 3 — диффузор; 4 — топливный жиклер; 5 — дроссельная заслонка.

Для исключения возможности поступления обогащенной смеси на переходных этапах происходит восполнение недостающей величины воздуха при помощи вливания из распылителя не чистого горючего, а специальной эмульсии, в которой уже содержится необходимое количество кислорода. В большинстве карбюраторных систем, горючее перед тем как попасть в распылитель, проходит через сеть специальных эмульсионных колодцев, которые подмешивают воздух.

Принцип работы карбюраторного двигателя

Принцип действия карбюраторного двигателя относительно простой и складывается из четырех тактов, которые совпадают с движением вверх и вниз в последовательности один за одним:

На этом один рабочий цикл карбюраторного двигателя заканчивается.

При первом такте клапан впуска уже в открытом виде при подходе поршня и благодаря высокой скорости движения поршня рабочая смесь продвигается к цилиндру и еще какое-то время при поднятии поршня во втором такте.

Искра поджигает рабочую смесь до того, как в цилиндре образуется высокое давление. В четвертом такте клапан выпускает отработанные испарения, чем очищает цилиндр еще до подхода поршня. Однако выход газов не прекращается даже после подхода поршня. Затем происходит запуск новой порции рабочей смеси, которая опять проходит в цилиндр.

Отсюда следует, что в работе между первым и четвертым тактом единовременно открываются клапаны впуска и выпуска, то есть происходит перекрытие клапанов. За момент перекрытия цилиндр очищается и в нем происходит разрежение, которое помогает выгоднее заполнить цилиндр горючей смесью при первом такте.

Как определить карбюраторная или инжекторная? — вопрос про гадания по ромашке

Как определить карбюраторная или инжекторная? Я вот в машинах не бум бум… как это посмотреть на десятке?! карбюратор там или инжектор?? если форсунки есть значит инжектор? БОЛЬШОЕ СПАСИБО ВСЕМ ЗА ОТВЕТЫ
заглянуть под капот… если инжектор значит есть много трубок так скажем… если карбюратор значит там есть такая фигняЕгор
капот открытьИрмина
можно в тех паспорт заглянутьСвятослав
Сперва надыть иметь авто :-)Котофей
карбюр, это там будет черная круглая фигня (возд. фильтр) а на инжекторной будет серебристая штука позади двигателя (это ресивер)Валера
Если воздушный фильтр как гриб круглый, то карб. Здоровая фигня, не промахнешься. Если в коробочке, отдельно установлен, то инжектор.
Эльдар
найди знатокаDmitri
Капот открыть и с книжкой про десятку сравнить картинку, а еще подсоса на инжекторах нет.Надюшка
Если нет возможности открыть капот, то определи по году выпуска. Карбюраторные прекратили выпускать в каком то году (поищи в инете). Если и год выпуска спросить не у кого то посмотри штампы на стеклах автомобиля, там есть маркировка…Lora
Просто открой капот и загляни, если корпус воздушного фильтра круглый (сделан из метала) то это карбюратор, если пластмассовый квадратный то это инжектор.Тамара
сядь за руль. если нет подсоса то ижекторПётр
Только монтана правильный ответ дал, покажи спецам, там они всё грамотно объяснят, не бесплатно конечноГалчонок
Да открой капот-и все сразу видно..Валерия
Если сковороды под капотом нет то инжектор…Анатолій
Гадание на ромашке:-) А так еще по оборотам, завел (на холодной), они если сразу большие и падают то инжектор.Светик

gadanie-foto.ru

Регулировки

Карбюратор — устройство, имеющее минимум регулировок, но требующее исправной работы узлов и механизмов. Работоспособность карбюратора и его техническое состояние существенно влияют на работу двигателя. Нарушение регулировки карбюратора приводит к ухудшению экономичности, приёмистости двигателя, а также к увеличению токсичности отработавших газов.

Доступные регулировки самого карбюратора:

В процессе эксплуатации необходимо проверять и восстанавливать работоспособность следующих узлов:

Так же на работу карбюратора оказывают своё влияние:

Что делать, когда пропадают или плывут обороты

Причин того, что дизель не развивает полной мощности только в определенном диапазоне, может быть достаточно много. В том случае, если мотор «троит» при переходе на высокие обороты, производится поэтапная проверка, в ходе которой последовательно диагностируются:

  • Фильтры грубой и тонкой очистки
  • Турбокомпрессор
  • Газораспределительный механизм

Традиционно, причину неполадок дизельного авто начинают искать с фильтров. От штуцера фильтра тонкой очистки отсоединяется топливная магистраль и погружается в емкость с заведомо чистым горючим, после чего мотор заводится и прогоняется на всем диапазоне оборотов. Если дизель по-прежнему не тянет, дополнительно прочищается фильтрующий элемент в баке и заново прокачивается вся топливная система. На следующем этапе проверяется компрессия в цилиндрах, на которую в свою очередь могут влиять неисправности гидрокомпенсаторов, забившихся грязным маслом или всей цилиндро-поршневой группы, и т.д.

Необходимо понимать, что провести качественную комплексную диагностику и выявить причину потери мощности дизельного двигателя можно только в условиях сервисного центра.

Характеристики

Работа двигателя определяется его мощностью, действенным давлением, крутящим моментом, скоростью и частотой вращения коленчатого вала и потребление топлива.

Мощность карбюраторного двигателя, а также его крутящий момент подчиняются скорости вращения коленвала и высоты давления.

Скоростная характеристика карбюраторного двигателя устанавливается наивысшей мощностью, которую реально получить от давления при разной частоте вращения коленвала.

При небольшой скорости движения коленчатого вала давление в цилиндрах невысокое и мощность двигателя, соответственно, тоже небольшая. При ускорении вращения коленвала и давление поднимается, так как горючая смесь сгорает быстрее.

Потребление топлива увеличивается при небольшой частоте вращения коленчатого вала, так как процесс сгорания проходит медленнее, теплоотдача большая, а при увеличении частоты вращения механические и тепловые затраты увеличиваются.

Скоростная характеристика дизельного двигателя определяется при недвижимой рейке топливного насоса, который дает высокую подачу топлива на конкретном режиме скорости и бездымной эксплуатации.

При заведенном двигателе автомобиля количество вращений коленвала меняется. Если беспричинно увеличивается потребление топлива, то происходит это благодаря ухудшению рабочего процесса двигателя.

Выводы

Как видно, карбюраторный двигатель с турбиной имеет право на существование и может даже оказаться более выгодным по сравнению с обычным атмосферным, хотя такое переоборудование доставит хлопот и потребует серьезных переделок и денежных затрат. По понятным причинам на практике турбированные карбюраторные ДВС встречается очень редко, тем более на гражданских авто.

Также перед установкой компрессора стоит предварительно определиться с тем, в каких режимах планируется эксплуатация автомобиля: скоростная езда по трассе или обычные повседневные поездки по городу.

Что касается ресурса двигателя, в большинстве случаев установка наддува на атмосферный агрегат так или иначе уменьшает срок службы мотора и КПП, особенно если двигатель и трансмиссия не были для этого специально подготовлены и доработаны.

Управление

Обычно работой карбюратора управляет водитель автомобиля. На некоторых моделях карбюраторов использовались дополнительные системы, частично автоматизировавшие управление им.

Для управления дроссельной заслонкой на автомобилях обычно используется педаль газа. Она может приводить её в движение при помощи системы тяг или тросового привода. Тяги в целом надёжнее, но конструкция привода получается сложнее и ограничивает возможности конструктора по компоновке подкапотного пространства. Привод тягами широко использовался в прежние годы, но начиная с 1970-х годов получила распространение система с металлическим тросиком. Системы с пневмо- или электромеханическим приводом распространения на карбюраторных двигателях не получили.

На старых автомобилях часто предусматривалась двойная система привода дроссельной заслонки карбюратора: от руки, рычажком или вытяжной рукояткой («постоянный газ»), и от ноги — педалью. Ручное и ножное управления связывалось между собой так, что при нажатии на педаль рукоятка ручного управления остаётся неподвижной, а при её вытягивании педаль опускается. Дальнейшее открытие дросселя можно было производить педалью. При отпускании педали дроссель остаётся в положении, установленном ручным управлением. Например, на «Волге» ГАЗ-21 на панели приборов справа от радиоприёмника была расположена рукоятка ручного управления дроссельной заслонкой, дублирующая педаль газа. Вытянув её, можно было добиться устойчивой работы холодного двигателя без использования воздушной заслонки, или использовать для установления «постоянного газа». На грузовых автомобилях режим «постоянного газа» служил в частности для упрощения движения задним ходом.

На мотоциклах и некотором числе автомобилей применяется ручное управление дросселем, осуществляемое специальной рукояткой на руле через тросик.

Воздушная заслонка может иметь механический или автоматический привод. В первом случае её закрывает водитель при помощи рукоятки, размещённой обычно на панели приборов. Автоматический привод широко применялся за границей, а в практике отечественного автопрома распространения практически не получил ввиду низкой надёжности, недолговечности и ненадёжной работы при характерных для климата большей части территории СССР/России больших перепадах температур. В этом случае воздушную заслонку закрывал биметаллический или церезиновый термоэлемент, обогреваемый жидкостью из системы охлаждения. По мере прогрева двигателя, термоэлемент нагревался, расширялся и открывал воздушную заслонку. В иных системах использовался электромеханический привод с датчиком температуры. Из отечественных автомобилей, такое пусковое устройство имели только карбюраторы отдельных моделей ВАЗ.

Очень широко распространён полуавтоматический привод воздушной заслонки. В этом случае она закрывается водителем вручную, а после пуска двигателя автоматически приоткрывается диафрагмой, работающей от возникающего во впускном коллекторе двигателя разрежения. Это предотвращало возможную остановку двигателя из-за переобогащения рабочей смеси и несколько снижало расход топлива на прогрев. Пусковую диафрагму имели практически все отечественные карбюраторы, разработанные после начала 1960-х годов. До этого некоторые модели использовали менее совершенный кулачковый механизм, немного приоткрывавший дроссельную заслонку при закрывании воздушной.

Очиститель карбюратора: описание,виды,чистка,фото,видео.
Жиклер карбюратора: описание,виды,замена,ремонт,фото,видео.
Как правильно разобрать и собрать карбюратор?

Как работает инжектор

Устройство впрыска топлива (Fuel Injection System) на самом деле более примитивно, чем у карбюратора, являющегося средоточием сложнейших систем, подчиняющихся законам истечения жидкости. Фактически здесь один рабочий элемент — это инжектор или форсунка, что одно и то же.

Форсунка имеет всего два состояния: открыто и закрыто. Открывается она с помощью встроенного электромагнита, закрывается пружиной. Количество подаваемого топлива определяется продолжительностью включения. Бензин подается насосом из бака в общую магистраль (топливную рампу), от которой запитаны инжекторные форсунки.

Для поддержания постоянного давления на рампе имеется клапан, сбрасывающий излишки топлива обратно в бак. Существует несколько вариантов подключения форсунок:

  • Одноточечный (моновпрыск).
  • Многоточечный (распределенный). Разделяется на параллельный (одновременный), попарно-параллельный и фазированный.
  • Прямой или непосредственный впрыск.

Управляет работой инжекторов электронный блок управления (ЭБУ). В его памяти «зашита» микропрограмма, выдающая команды различным исполнительным механизмам двигателя, среди которых и электромагниты форсунок.

Величина подачи бензина регулируется согласно многочисленным параметрам: нагрузке, температуре двигателя, составу выхлопных газов и так далее. Момент впрыска задается датчиками: положения коленвала (ДПКВ), распредвала (датчик Холла), дроссельной заслонки (ДПДЗ) и корректируется в соответствии с условиями движения.

Мембрана на двухтактных мотоциклах. За что? На ... - mpetrumnigrum

Мембрана на двухтактных мотоциклах.
Зачем?
Для чего?
а ЗА что? Текст
скопирован в основном с сайта
http://compotec.pl/pl/index.php/zawor-membranowy-w-silniku-dwusuwowym/

Лучше не ставлю.

В двухтактном (2Т) двигателе при движении поршня вверх на такте всасывания-сжатия давление в картерной камере под поршнем резко падает - затем из карбюратора всасывается свежая топливно-воздушная смесь. .В свою очередь, во время рабочего хода выхлопа, когда поршень движется вниз, всасываемая смесь в картере толкается вверх, чтобы заполнить камеру сгорания. На более старых двигателях 2T часть вытесненной из картера смеси текла обратно в карбюратор. В наше время показанный язычковый клапан используется между карбюратором и камерой кривошипа, что позволяет смеси перемещаться исключительно в сторону камеры сгорания. Мембранный клапан улучшает наполнение цилиндра свежей смесью и тем самым увеличивает мощность двигателя.

Конструкция и принцип действия мембранного клапана просты: он состоит из корпуса, к которому привинчиваются пластины / лепестки мембраны (язычковые лепестки), а также, возможно, ограничитель их отклонения. Из-за отрицательного давления, преобладающего во время такта всасывания-сжатия в камере кривошипа, пластины поднимаются при прохождении свежей смеси. При следующем рабочем такте выхлопа пластины закрываются из-за собственной эластичности и избыточного давления, возникающего в камере кривошипа - благодаря этому большая часть всасываемой смеси попадает в камеру сгорания, потому что она не может течь обратно в камеру сгорания. карбюратор.

Металлический корпус / седло диафрагмы (КРАСНЫЙ 1 на фото) устанавливается вместо всасывающего патрубка.
Находится между карбюратором и гильзой цилиндра.
Сама диафрагма выглядит так (КРАСНЫЙ 2), установленная конусом по направлению к гильзе цилиндра / центру цилиндра, на которой видны выступающие листы.

Вы знаете, какие отверстия есть на боковых сторонах поршня? (ЗЕЛЕНЫЙ 3)

Чтобы смесь могла дольше попадать в картерную камеру, несмотря на закрытое окно поршнем.

Диафрагмы используются в первую очередь потому, что в случае высокоскоростных двигателей 2T и с диффузором вал очень слабый, поэтому для эффективного движения двигатель обычно необходимо проворачивать выше оборотов, при которых отражается выхлопной газ. в резонансной камере.

Чтобы уменьшить этот эффект, в удлиненном 2T используются диафрагмы, а затем клапан выдоха. Но я опишу это позже.
# мотоциклы

источник: мембрана.jpg

.

Четырехтактный двигатель - как работает принцип четырехтактного двигателя?

Да, но двигатель называется четырехтактным, потому что в его работе важны такты, т.е. те элементы работы, при которых поршень смещается. A Зажигание составляет лишь долю секунды , в которой воспламеняется топливно-воздушная смесь в камере сгорания. Перво-наперво. Начнем с первого такта на примере двигателя с искровым зажиганием (бензиновый).

Четырехтактный двигатель - воздушная заслонка

Впускной клапан открыт, поршень движется к нижней мертвой точке (DMP), создавая вакуум внутри цилиндра.Благодаря этому топливовоздушная смесь всасывается из карбюратора (или системы впрыска и воздуховодов) из впускного канала за всасывающим клапаном. Он проходит внутри цилиндра между днищем поршня и головкой цилиндра. Как только поршень превышает НМТ, всасывающий клапан закрывается.

Четырехтактный двигатель - компрессия

Поршень движется вверх по цилиндру, сжимая (т.е. сжимая) топливно-воздушную смесь.Сжатие происходит под огромным давлением, от до (обычно) примерно одной десятой исходного объема смеси . Но прежде чем он достигнет этого минимального объема (1-2 миллиметра - или примерно 5 градусов поворота коленчатого вала до того, как поршень достигнет ВМТ), происходит зажигание.

Цель состоит в том, чтобы вся смесь сгорела в тот самый момент, когда поршень уже превысил ВМТ и может быть оттеснен расширяющимся выхлопным газом, чтобы начать рабочий такт.

Четырехтактный двигатель - работа

I поршень отталкивается назад - с почти невообразимой силой, так как внутри камеры сгорания после зажигания создается давление до бар, что соответствует силе прижатия на поршень 5 тонн! И такие силы должны передаваться от днища поршня через шатун на коленчатый вал.

От этого одного рабочего хода двигатель должен набрать достаточный импульс коленчатого вала, чтобы завершить оставшиеся три хода.Так что легко понять, почему двигатели работают ровнее, чем больше у них цилиндров.

Четырехтактный двигатель - выхлоп

Даже до того, как поршень достигнет НМТ, выпускной клапан открывается, и еще не полностью расширившийся выхлопной газ может покинуть цилиндр на своем пути к выхлопной системе.Поднимаясь вверх, поршень выталкивает остальные газы из цилиндра и после превышения ВМТ начинает цикл с самого начала.

В дизелях (дизельных двигателях) все почти так же, за исключением того, что в цилиндр засасывается чистого воздуха вместо воздушно-топливной смеси , а вместо воспламенения от искры свечи зажигания в цилиндр впрыскивается топливо. камера сгорания.Поскольку воздух, сжатый поршнем, становится очень горячим, впрыск топлива (дизельного топлива) воспламеняет впрыскиваемую смесь, и остальная часть цикла продолжается, как описано выше.

.

Принцип работы четырехтактного двигателя - SAMOLOTY.PL

Этот двигатель имеет клапаны в головке блока цилиндров: впускной, через который смесь (или воздух) поступает в цилиндр, и выпускной, через который выхлопные газы покидают цилиндр. Всего 4 рабочих цикла:

  • штуцер
  • сжатие
  • работа
  • выхлоп


Двигатель работает следующим образом:

I ход - Дроссель
Всасывающий клапан открывается, поршень движется вниз к JPA (внутренняя точка возврата).Он создает разрежение, благодаря которому топливно-воздушная смесь всасывается из карбюратора (или системы впрыска и воздуховодов) из впускного канала за впускным клапаном, который его закрывает. Он проходит внутри пространства цилиндра между днищем поршня и головкой, составляя камеру цилиндра (равную общей емкости). Это делается в двигателях без наддува, в то время как в двигателях с наддувом смесь прессуется под давлением. Как только поршень превышает BPA, всасывающий клапан закрывается.

Ход II - СЖАТИЕ
Поршень перемещается вверх по цилиндру и сжимает топливно-воздушную смесь. Сжатие происходит под огромным давлением в объеме камеры сгорания. Но прежде чем давление достигнет максимального значения, примерно на 5 градусов поворота коленчатого вала до того, как поршень достигнет точки внешнего возврата (ZZP), происходит воспламенение (так называемое опережение зажигания). Цель состоит в том, чтобы сжечь всю смесь при момент, когда поршень уже превысил ZMP и может быть оттеснен расширяющимся выхлопным газом, чтобы начать рабочий такт.

Stroke III - РАБОТА
Поршень отталкивается - с невообразимой силой, так как внутри камеры сгорания после зажигания создается давление, соответствующее давлению 5 тонн на поршень! И такие силы должны передаваться от днища поршня через шатун на коленчатый вал. От этого одного рабочего хода двигатель должен набрать достаточно импульса коленчатого вала, чтобы завершить оставшиеся три хода. Легко понять, почему двигатели работают плавнее, чем больше у них цилиндров.Результирующая кинетическая энергия сохраняется в маховике (и / или других системах выравнивания и балансировки работы двигателя).


Такт IV - ВЫПУСК
Еще до того, как поршень достигнет высокого давления, открывается выпускной клапан, и еще не полностью расширенный выхлопной газ может выйти из цилиндра в сторону выхлопной системы. Поднимаясь вверх, поршень выталкивает остальные газы из цилиндра, и при превышении начинает цикл с самого начала.
Ведь 4.ходов коленчатый вал сделал два полных оборота.
На приведенной ниже диаграмме показан полный рабочий цикл 4-тактного двигателя.

Принцип 4-тактного двигателя

Maciej ugowski

.

Карбюраторы для мотоциклов на Allegro.pl

Что такое двухколесный карбюратор и как он работает?

Карбюратор - термин, который неизбежно ассоциируется с автомобильной промышленностью, особенно с более старой. Действительно, это было использовался в автомобилях еще в 90-х годах прошлого века. Однако сегодня карбюратор все еще остается он используется при постройке некоторых скутеров и мотоциклов.

Что такое карбюратор? Как он построен и каковы функции наших двухколесных транспортных средств?

Функции и конструкция карбюратора

Задача карбюратора - подавать в двигатель топливно-воздушную смесь.Это расположено он находится рядом с впускным коллектором, а обычно воздушный фильтр располагается прямо над ним, отвечает за очистку воздуха, попадающего в двигатель транспортного средства.

Как работает карбюратор? Немного упрощая его конструкцию, он состоит из поплавковой камеры и горловины. с дросселем. В поплавковой камере есть поплавок, который плавает на поверхности топливо туда с помощью игольчатого клапана, установленного на рычаге перекрывает подачу бензина из топливного бака.Это позволяет избежать самопроизвольного затопления горла. через топливо из форсунки. В момент разгона дроссельная заслонка открывается, и двигатель заводится больше. воздух, и из форсунки всасывается больше топлива. Перемешивание в горле топливо смешивается с воздухом - эта смесь затем поступает во впускной коллектор, а за ним через цилиндры, в которых в настоящее время выполняется такт впуска.

При ускорении двигателю требуется более богатая топливно-воздушная смесь.Однако средний карбюратор не может гарантировать оптимальное состояние смеси на данный момент. быстрое ускорение. Это потому, что когда дроссельная заслонка открыта, большое количество воздуха, но вначале нет повышенного влияния топлива. В основном влияет временное уменьшение вакуума и скорости воздушного потока в камере смешения, связанное с открытие дроссельной заслонки. Только более высокие обороты позволят давлению вернуться в оптимальное состояние. Карбюратор с ускорителем может решить эту проблему.Это своего рода насос, который при открытии дроссельной заслонки дает двигателю дополнительную порцию чистое топливо. Карбюраторы с ускорительным насосом обычно не входят в стандартную комплектацию. мотоциклы и скутеры, поэтому, если мы хотим повлиять на производительность нашего двухколесного велосипеда, возможно, нам придется подвергнуть его некоторой настройке.

карбюраторы для мотоциклов, а также карбюраторы для скутеров, такие как карбюратор для скутеров Kingway и карбюратор для скутеров. Самокат Peugeot можно найти на Аллегро.Нам попадаются карбюраторы разных производителей, в том числе солидные японские компании, например карбюратор PZ 16 или карбюратор Mikuni 2t. Богатое предложение Аллегро позволит вам подобрать карбюратор для двухколесных транспортных средств с разной мощностью двигателя, в том числе карбюратор для скутер 2t 70ccm или карбюратор 4t 50ccm. В сервисный ассортимент также входят карбюраторные элементы, па например, детали для карбюраторов Mikuni, дроссельной заслонки карбюратора WSK 175 или ремкомплект карбюратора Амаль и любые другие запчасти для мотоциклов.

.

Авиационная топливная смесь (смесь)

Воздушная смесь - для чего нужен красный дроссель в самолете? Как отрегулировать смесь в зависимости от мощности и высоты двигателя? Может ли симулятор полета помочь вам понять, как работает смесь?

Капля топлива

Начнем с одной капли топлива. Сожжем в двигателе. Но это через мгновение. Она очень маленькая. Он весит сотые доли грамма, а его объем измеряется сотыми долями миллилитра. В чайной ложке поместится около сотни.

Капля вот-вот ударится о цилиндр и воспламенится в нем от искры. Но я снова бегу вперед.

Каплю предварительно смешать с воздухом. На данном этапе рассмотрения не имеет значения, происходит ли это в карбюраторе или из-за работы форсунок. В любом случае, капля топлива попадает в поток воздуха. Еще немного о цилиндре - в этом разделе капля испаряется и образует смесь с воздухом .

Затем клапан откроется, поршень опустится, всасывая смесь, и клапан снова закроется, удерживая смесь в цилиндре на такте сжатия, когда поршень поднимается.

Свечи зажигания начнут мигать незадолго до завершения сжатия, и смесь загорится. Сначала огонь будет распространяться медленно. Со скоростью 10 метров в секунду. Позже он разгонится до 45 метров в секунду.

Выхлопной газ в конечном итоге расширяется, толкая поршень во время рабочего хода. Энергия передается на коленчатый вал, а затем на гребной винт.

Самолет летит.

Изображение: FAA (общественное достояние)

Когда загорятся пары бензина?

Горение - это реакция между восстановителем (в описанном случае топливо - бензин) и окислителем (кислородом воздуха).Для того чтобы произошло горение, должны быть соблюдены определенные условия. Одним из них будет правильный состав топливно-воздушной смеси.

Полное сгорание

Начнем с полного сгорания, то есть ситуации, при которой весь поданный кислород и все поданное топливо сгорают. Смесь, которая обеспечивает такое сгорание (т.е. стехиометрическая смесь) для авиационного бензина, была установлена ​​на уровне 14,7: 1 (расчет отношения массы воздуха к массе топлива).

14,7: 1 соответствует 0,068, если вы посчитаете это соотношение другим способом - массой топлива к воздуху - в тексте я буду использовать оба способа описания смеси.Вы также найдете оба этих метода в литературе, поэтому стоит примерно запомнить значения, выраженные обоими методами.

Эту смесь можно изменить двумя способами. Увеличивая долю воздуха в смеси, мы приводим к ситуации, когда все топливо сгорает, а несгоревший кислород остается. В этом случае соотношение воздух-топливо будет больше 14,7: 1. Мы будем называть такую ​​смесь обедненной (например, с низким содержанием топлива). Постная смесь на английском языке.

Управляя количеством топлива и воздуха в другом направлении, мы получаем смесь, в которой соотношение воздух-топливо будет ниже 14,7: 1.Весь кислород в воздухе будет сожжен, но не все поставленное топливо будет сожжено. Мы будем называть такую ​​смесь богатой (запомнить богатой топливом). Богатая смесь.

Не каждая смесь поддерживает горение (или вообще допускает горение). Здесь я обращусь к опыту читателя, который знает, что я немного упрощаю тему и упрощаю ее. Описанные примеры помогут разобраться в проблеме тем, кто не до конца верит в абстрактные описания явлений.

Первый пример (без кислорода) - это типичная ситуация, когда мы разжигаем огонь (например, огонь).У нас достаточно топлива, там что-то тлеет, но пламя не поднимается. Итак, мы взорвали. Мы просто добавили воздух (кислород). Огонь радостно горит.

Второй пример (очень плохая смесь) - неудачная ситуация, когда мы пытаемся запустить газовую зажигалку на ветру - я ассоциирую это с зажиганием свечей на могилах. Он слегка дует, поэтому количество газа вокруг магнето невелико. Хотя устройство розжига работает - пламя пропало. Накрытие горелки (меньше воздуха) позволит устройству запуститься.

Богатая / обедненная смесь

Теперь, когда мы знаем, что стехиометрическая смесь составляет 14,7: 1, насколько вы можете обеднить или обогатить свою авиационную бензиново-воздушную смесь до прекращения горения?

Испытания показывают, что горение не происходит при смеси менее 25: 1.Однако на практике рабочий предел поршневого двигателя составляет 20: 1. Для богатого микса предел составляет 8: 1. Движок будет работать в диапазоне от 20: 1 до 8: 1, и я буду заниматься этим диапазоном до конца этого текста.

Будет два альтернативных метода отображения отношения воздуха к топливу (воздух к топливу / топливо к воздуху). Следующие эквиваленты для предельных значений:

  • 20: 1 = 0,05
  • 14,7: 1 = 0,68
  • 8: 1 = 0,125

Смесь и мощность двигателя

Сгорание всего топлива на первый взгляд должно дать картину идеальная и максимальная мощность.На практике работа двигателя внутреннего сгорания не так проста.

Вернемся к описанию работы двигателя. Такт всасывания - смесь всасывается в цилиндр через открытый клапан. Теперь нас должны интересовать следующие два штриха - сжатие и работа. При 2400 об / мин такты сжатия и мощности составляют 1/80 секунды. 12,5 миллисекунд. Коротко - для сравнения, мгновение ока занимает 300-400 миллисекунд.

В такте сжатия нас в первую очередь интересует терминал. Последняя дюжина или около того градусов вращения вала.Компрессия будет продолжаться, но искра уже есть (в двигателе самолета две искры от двух свечей зажигания, от двух независимых свечей). На данный момент положение внешнего поворота поршня все еще составляет 20-35 градусов (внешнее вращение - ZZ - это положение, при котором поршень находится в самом верхнем положении на картинке, по-английски верхняя мертвая точка - ВМТ; напишу короче ZZ / TDC ниже).

Иллюстрация: FAA (общественное достояние)

Следующая дюжина или около того градусов - это задержка воспламенения - в этот момент смесь воспламеняется (это продолжается!).Следующий этап, за которым мы на несколько шагов опережаем ZZ / TDC, - это начало распространения пламени. В цилиндре началось возгорание, но большая часть топлива находится (относительно) далеко от свечи. Огонь медленно усиливается.

Когда поршень достигает внешнего поворота (ZZ / ВМТ), момент, когда огонь приобретает реальную силу - фронт пламени движется все быстрее и быстрее, а давление в цилиндре быстро увеличивается, давя на поршень, который уступает место внутреннее точение (ZW - нижний элемент на картинке - по-английски нижняя мертвая точка - BDC; далее буду сокращать ZW / BDC).Снова требуется некоторое время, чтобы пламя охватило всю смесь. Максимальное давление будет около 15 градусов после ZZ / ВМТ. Это хорошая точка для передачи энергии - в этой точке геометрия шатунов более благоприятна, чем раньше. Декомпрессия выхлопных газов займет оставшуюся часть рабочего хода, выхлопные газы отдадут механическую энергию (рабочий ход) и будут вытолкнуты из цилиндра при следующем такте (выхлоп).

Почему я описываю это с точки зрения мощности и сочетания? Потому что описанное выше горение будет разным, в зависимости от смеси.Чем богаче (до 11: 1), тем выше будет скорость горения. Чем беднее - тем меньше. Предполагая постоянное опережение зажигания (то есть ситуация типичного пневмопоршневого двигателя без FADEC), более богатая смесь вызовет более быстрое повышение давления, пиковое значение которого будет ближе к ZZ / ВМТ. Это приведет к увеличению мощности.

Поршневой двигатель развивает максимальную мощность в диапазоне смеси 0,074–0,080 (13,5: 1–12,5: 1). Так и с богатой смесью (но в этом диапазоне).Смесь более 12,5: 1 снизит потенцию. Но это может быть полезно по другим причинам - подробнее об этом.

Иллюстрация: FAA (общественное достояние)

Смесь и экономия

Вернемся к описанию в предыдущем разделе. Воспламенение, замедление воспламенения и, наконец, распространение пламени. Горение продолжается, и оно будет быстрее для богатой смеси (в определенных пределах) и медленнее для бедной смеси. Что изменится, если мы исчерпаем смесь?

В первую очередь упадет количество топлива. Выхлопных газов будет меньше.Так они будут выделять меньше энергии. Мощность упадет.

Ранее мы смотрели, как нарастает давление. На этот раз он растет медленнее. Он получит меньшее значение (меньше топлива - энергии), а позже получит максимальное значение, что будет выгодно с точки зрения передачи энергии (геометрия вала и шатунов). Давление внутри цилиндра также будет ниже до того, как поршень достигнет ZZ / ВМТ, т. Е. Двигатель будет использовать меньше энергии для сжатия.

Получается, что наибольшая энергия от заданного количества топлива будет получена в поршневом двигателе (опять же - классическом, авиационном, без FADEC) со смесью с соотношением топлива к воздуху 0,0625 (16: 1).

Соотношение смеси к мощности и расходу топлива
Clamothe / Wikimedia / CC-BY-SA

Это идеальные значения. Это достижимо? Об этом дальше.

Как измерить топливную смесь?

Нет индикатора, показывающего состав смеси. Вышеупомянутые значения основаны на лабораторных измерениях. К счастью, правильно протекающая реакция горения - это предсказуемый и повторяемый процесс, поэтому состав смеси можно определить косвенно.

Индикаторами смеси будут индикаторы температуры выхлопных газов и температуры цилиндров.

На графике показано соотношение мощности (мощности в процентах), удельного расхода топлива, т. Е. Расхода топлива по отношению к удельному расходу топлива и температуре цилиндров (температуре головки цилиндров) и температуре выхлопных газов (температуре выхлопных газов).

На диаграмме показана ситуация для определенного (и постоянного) давления наддува и числа оборотов в минуту (при условии, что гребной двигатель с постоянной скоростью). Приведенные значения температуры являются относительными величинами - они указывают на изменение хода обогащения или обеднения смеси.

Cessna 182 (A2A - Prepar3d)

Peak, Lean-of-Peak (LOP), Rich-of-Peak (ROP)

При описании зависимости от максимальной температуры в инструкциях к самолету и на приведенном выше графике используется термины Peak (самая высокая температура выхлопных газов) и Rich-of-Peak и Lean-of-Peak , что означает установку смеси более богатой, чем та, которая будет давать показания наивысшей температуры, и более бедной, чем тот, который дал такое указание.

EGT - Температура выхлопных газов

Самым важным показателем для определения газовой смеси будет температура выхлопных газов, которую можно считать в самолете с помощью датчика температуры выхлопных газов (EGT) или, в самолетах с турбонаддувом, с турбины. Датчик температуры на входе (TIT).

EGT - левая сторона манометра, CHT - правая

Когда смесь обеднена, температура выхлопных газов повышается до своего пика (90,112 пик, ), а затем снижается.

Максимальная мощность достигается в диапазоне от 100 до 150 (градусов F) на стороне более богатой смеси. Следовательно, в руководствах к самолету рекомендуется установить смесь 125 градусов по Фаренгейту (Rich-of-Peak), что переводится на 125 градусов по Фаренгейту выше, чем настройка, дающая наивысшее значение температуры выхлопных газов.

Для достижения этого значения необходимо истощить смесь (рычаг или переключатель переключения передач в обратном направлении) до тех пор, пока датчик EGT не покажет наивысшее значение. Затем мы обогащаем смесь (рычаг или дроссель вперед на большинстве самолетов) до тех пор, пока температура не упадет на 125 градусов по Фаренгейту. Индикаторы EGT обычно имеют шкалу, градуированную каждые 25 градусов по Фаренгейту, поэтому максимальная мощность будет на 5 делений ниже пикового .

На уровне моря и на небольшой высоте эта смесь может быть недоступна - в этом случае используйте самую богатую из возможных (полное обогащение - рычаг или рычаг до упора вперед).

CHT - Температура головки цилиндров

Не все самолеты оснащены индикатором EGT (не говоря уже о TIT), но почти все они имеют индикатор температуры цилиндра. Изменение смеси приведет к изменению их температуры, поэтому вы можете прочитать значение смеси после этого изменения.

Однако это не совсем просто. Во-первых, при смене смеси температура цилиндров меняется незначительно. Разница между самой экономичной смесью и максимальным значением составляет 15 градусов по Цельсию.Аналогичная разница (но в сторону более богатой смеси) будет между самым высоким значением температуры цилиндра и показателем максимальной мощности.

Дополнительно - температура цилиндра изменяется намного медленнее, чем температура выхлопных газов, поэтому вам придется подождать, пока изменение вступит в силу.

Изменение может также зависеть от положения заслонок, регулирующих охлаждение (заслонки капота) - меньшие изменения будут наблюдаться при открытии, большие изменения при закрытии.

Наконец, стоит отметить, что самая высокая температура цилиндра будет иметь место при настройке смеси, отличной от самой высокой температуры выхлопных газов.Самые горячие цилиндры будут более или менее теплыми относительно стехиометрической смеси.

Наконец, следует помнить, что охлаждение цилиндра зависит от скорости полета, поэтому, когда смесь истощается до более низкой мощности, скорость также будет уменьшаться, и, следовательно, охлаждение двигателя будет менее эффективным.

Все это вместе снижает полезность индикатора температуры цилиндра. Но это может помочь, если в самолете нет лучших приборов.

Вернусь к теме выбора и настройки смеси.

Смесь и высота полета

Как производится смесь?

Вернемся к капле топлива из начала статьи. Как он попал во впускные трубы цилиндров? А от чего зависит его размер?

Топливо в авиационный поршневой двигатель подается одним из нескольких способов. Классически - в карбюратор, перед дроссельной заслонкой. Более современные - с форсунками на впуске отдельных цилиндров - за дроссельной заслонкой. Также возможна установка форсунок непосредственно в цилиндры.Последний вариант касается самых современных двигателей авиации общего назначения (FADEC) и находящейся на спаде стадии разработки авиационных двигателей связи - 50-литровый Wright R-3350 Duplex-Cyclone использовал это решение. Это решение не могло войти в типовые авиационные двигатели общего назначения в течение нескольких десятилетий. Причины - тема отдельной статьи.

Решение первое - карбюратор. Изобретение Готлиба Даймлера второй половины XIX века. На тот случай, если вы подумали, что самолет - это современная игрушка.Чтобы понять, как топливо смешивается с воздухом, вернемся еще дальше - в Италию и Швейцарию 18 века. Там Даниэль Бернулли сформулировал уравнение гидродинамики идеальных жидкостей. Уравнение имеет множество применений в авиации - выводы, сделанные на его основе, объясняют, почему самолет летает. И они помогают подавать топливо в двигатель.

Жидкость, текущая в трубе с изменяющимся поперечным сечением, имеет более низкое давление в том участке, где поперечное сечение меньше. Вентури (итальянец, около 50 лет спустя, но все еще в 18 веке) предложил практическое использование этого уравнения.Следующие сто лет принесли практические проекты по использованию эффекта, описанного Бернулли и Вентури - среди них расходомер, основанный непосредственно на итальянской концепции, и карбюратор, который будет полезен в самолете.

Трубка Вентури. Манометры показывают скорость и давление воздуха в трех местах.
Иллюстрация: FAA / общественное достояние

Концепция проста - воздух ускоряется, проходя через трубку Вентури. Более низкое давление в отверстии вызывает всасывание топлива из форсунки.Чем быстрее движется воздух, тем больше топлива смешивается с воздухом.

А вот и карбюратор (собственно часть карбюратора, которая нас интересует в данный момент)
Иллюстрация: FAA / общественное достояние

Аналогичный принцип (хотя в деталях он намного сложнее) работает типично для самолетов (кроме тех. от FADEC) системы впрыска. Ограничитель служит только для измерения разницы давлений, и на основе этого показания форсунка подает соответствующее количество топлива. Контроллер также учитывает положение дроссельной заслонки.

Где рычаг смешивания или переключатель? Он контролирует поток либо через карбюратор, либо через регулятор форсунки. Таким образом, положение рычага будет определять, какой процент топлива будет подаваться - относительно того, какой двигатель хотел бы всасывать.

Что делать, если самолет летит высоко?

Здесь все усложняется. Смесь создается потоком воздуха через трубку Вентури. Однако измеряется скорость, а не количество. Чем быстрее летит воздух - тем больше топлива мы даем.Чем выше летит самолет, тем меньше воздуха проходит через трубку Вентури, но она сохраняет ту же скорость.

Для определенных оборотов и положения дроссельной заслонки количество подаваемого топлива будет одинаковым независимо от высоты. И количество воздуха, соответствующее давлению снаружи, то есть чем больше, тем меньше.

Высота и состав

Этот раздел предназначен для двигателей без наддува. Несколько сложнее будет ситуация с двигателями, оснащенными системами наддува (компрессор, турбокомпрессор).

Из последнего предложения предыдущего абзаца напрашивается четкий вывод - чем выше летит самолет (допустим постоянные обороты и постоянное положение дроссельной заслонки), тем богаче будет смесь.

Рассмотрим ситуацию с моделью (фактические результаты будут немного другими, потому что карбюратор не такой точный). Самолет летит на малой высоте. Рычаг смесителя в положении полный богатый - полностью вперед. На примере регулировки карбюратора (или системы впрыска) на полный богатый , смесь прибл.0,074 (13,5: 1). Если этот самолет взлетит, плотность воздуха упадет на 14% уже на высоте 5000 футов. Таким образом, смесь будет обогащена до 0,085 (11,6: 1). Если подъем продолжается до 10 000 футов, на высоте, где плотность воздуха на 26% меньше, чем на уровне моря, смесь становится 0,1 (10,0: 1). Продолжение набора высоты без изменения положения курка дроссельной заслонки (если это вообще возможно с падающей мощностью), скорее всего, закончится на высоте 14 500 футов, когда соотношение топлива к воздуху достигнет 0,125 (8: 1).Горение по-прежнему возможно, но мощность резко упадет. Это, конечно, чисто теоретическое значение и не учитывает нюансы работы карбюратора, но важно то, что заметное снижение мощности двигателя начнется на отметке 3000 футов, когда смесь выходит за пределы ранее указанного диапазона для высшая степень - 0,074 - 0,080 (13,5: 1 - 12,5: 1) . Следовательно, инструкции рекомендуют, чтобы смесь была истощена на высоте более 3000 футов. Это значение не случайно - оно напрямую связано с широким «сглаживанием» кривой мощности по отношению к смеси.Когда мы выходим за пределы этого плоского диапазона - мощность падает.

Из приведенного выше абзаца обратите внимание на значение 3000 футов. Остальные значения чисто теоретические и модельные. Практическое использование высотной полностью обогащенной смеси в атмосферном двигателе маловероятно за пределами симулятора.

Регулировка смеси на высоте

Выше 3000 футов необходимо регулировать смесь в соответствии с потребностями, т.е. ожидаемой мощностью и запланированными параметрами двигателя.Для максимальной мощности смесь не должна быть богаче 125 градусов Rich-of-Peak (чтобы избежать потери мощности в «залитом» двигателе - теоретически - потому что иногда может пригодиться дополнительное топливо). Далее я расскажу о выборе богатой или бедной смеси - значения будут общими для каждой высоты, как мы уже установили, смесь регулируется в зависимости от расстояния от пика , т.е. самой высокой температуры выхлопа. газ. Здесь мы не используем абсолютные значения.

Богатая смесь, бедная смесь - эффекты и последствия

Мощность

Когда мы рассматриваем мощность в контексте смеси, я должен подчеркнуть, что всегда речь идет о мощности для выбранных оборотов и для выбранного давления наддува.При установке этих двух параметров (число оборотов - с помощью рычага оборотов, давление наддува - с помощью дроссельной заслонки) мощность дополнительно регулируется с помощью смеси. Определяющим фактором мощности (при прочих равных условиях) будет достигнутая скорость.

Основное внимание здесь уделяется случаям самолетов с винтом постоянной скорости ( пропеллер постоянной скорости ). В самолетах с винтом фиксированного шага скорость и число оборотов будут уменьшаться по мере уменьшения мощности.

100% мощности (как я подчеркивал - 100% для указанных оборотов и давления наддува) будет достигнуто при установке смеси в диапазоне 0,074 - 0,080 (13,5: 1 - 12,5: 1).

На большой высоте снижение мощности заметно как при слишком богатой смеси (более 12,5: 1), так и при обедненной смеси (менее 13,5: 1).

Сгорание

Начнем с наиболее очевидного следствия использования богатой смеси - удельного сгорания (сгорания по отношению к мощности) увеличивается. Часто с насилием. Чем богаче смесь - тем выше расход топлива. Конечно, работает так же - хуже - удельный расход топлива снижается.

Теоретически наиболее экономичный полет будет в зоне LOP - Lean-of-Peak .Такие значения не всегда достижимы, поэтому многие инструкции рекомендуют смесь для наиболее экономичного полета с наивысшим значением температуры выхлопных газов ( пик, ). Когда LOP доступен, а когда нет и почему нет, мы рассмотрим позже.

В качестве напоминания - снова диаграмма из руководства Lycoming - обратите внимание на процент мощности (% мощности) и удельный расход топлива (удельный расход топлива)

Детонации и предварительное зажигание

Детонации и предварительное зажигание смеси разрушают двигатель (детонации медленнее, предварительное зажигание быстро).Оба эти явления могут иметь сходные причины, в том числе: слишком низкое октановое число топлива, очень высокая температура цилиндров, слишком высокое давление смеси в цилиндре и температура смеси.

Детонация по определению - это горение, при котором часть смеси в цилиндре самовоспламеняется после воспламенения (после искры). Детонация означает, что волны давления распространяются внутри цилиндра со скоростью, превышающей скорость звука, с фатальными последствиями.

Предварительное зажигание - это ситуация, при которой смесь воспламеняется раньше, чем искра, что приводит к скачку давления в цилиндре, все еще находящемся в фазе сжатия (до ВМТ / ВМТ).Уже через короткое время предварительное зажигание приведет к выгоранию поршней, трещинам в цилиндрах и повреждению клапанов и свечей зажигания.

Предполагая, что были применены другие меры защиты от детонации и предварительного воспламенения (самолет заправлен топливом надлежащего качества, открыты язычки охлаждения цилиндров), следующим инструментом является регулировка смеси.

Дополнительное топливо в смеси охлаждает смесь и предотвращает преждевременное воспламенение, а в случае очень богатой смеси также замедляет сгорание.

Для снижения риска преждевременного воспламенения и детонации при работе на большой мощности смесь может быть богаче, чем рекомендуется для максимальной мощности.

Приведенная ниже диаграмма была подготовлена ​​для коммерческих и военных самолетов с компрессором, а часто и с турбонагнетателем, то есть для двигателей, которые обычно используют высокооктановое топливо и, как предполагается, имеют более мощные двигатели, чем самолеты авиации общего назначения. В двигателях без наддува такое обогащение смеси обычно не требуется для безопасной работы двигателя - даже при взлетной мощности.Но стоит знать правило - в этом случае дополнительное топливо защищает двигатель. Однако при интерпретации этого графика следует помнить, что он касается значений смеси, более богатых, чем типичные для «лучшей мощности», а не всех диапазонов настроек.

Пик или обеднение - экономия

Идеальный случай

Представьте себе идеальную систему, в которой топливо смешивается с воздухом, образуя идеальную смесь, в которой частицы топлива идеально смешиваются с частицами воздуха.В каждый цилиндр подается одна и та же смесь. Если представить себе такой двигатель, то, обедняя в нем смесь, мы в конце концов выключим его - в какой-то момент в воздухе будет так мало топлива, что все цилиндры перестанут работать. В таком двигателе наиболее экономичный полет будет выполняться при установке смеси близкой к наименьшей удельному сгоранию - в диапазоне от более ста до нескольких десятков градусов Lean-Of-Peak .

Корпус далек от совершенства

Противоположный вариант - двигатель оснащен карбюратором.Вернемся к истории о капле топлива в начале этого текста. Только на этот раз будет шесть капель - столько, сколько цилиндров у этого воображаемого двигателя. Воздух поступает через воздухозаборники и фильтр, затем ускоряется в трубке Вентури и всасывает топливо (наши 6 капель) из карбюратора. Затем он проходит через дроссельную заслонку (скажем, полностью открыт) и разделяется на впускные шланги шести цилиндров. Загадка - какая именно смесь была в каждом цилиндре? Идеально ли смешаны топливо и воздух? Или какая-то часть жиклера почти чистый воздух, а где-то еще много топлива устремляется к цилиндру? Вполне возможно, что воздух перемешан очень неравномерно.

В последнем варианте смесь может быть обеднена до определенного предела. Далее идет неравномерная работа. Один из цилиндров (а может, два? Три? Четыре?) Перестает работать. А может и не останавливается - но обратите внимание на падение мощности на границе диапазона Best Economy Cruise - может, один из цилиндров выдает 95% мощности при заданных рабочих параметрах, а второй только 80%, и третий еще меньше? Может быть (при дефектах карбюратора) смесь меняется с каждым циклом двигателя, а с такой крутой кривой мощности это означает изменения на несколько%?

Руководство по эксплуатации Lycoming IO-540, двигатель, который приводит в действие Cessna 182, рекомендует при отсутствии индикатора EGT обеднять смесь следующим образом: б) разбавить до того места, где двигатель перестает работать плавно, и, наконец, (в) обогатить смесь, чтобы двигатель работал плавно.

Сравните рекомендации Lycoming с рекомендациями несовершенного двигателя.

В той же инструкции предлагается, основываясь на показаниях EGT, обеднять смесь до достижения значения 90 112 пик 90 113 - самой высокой температуры выхлопных газов.

Разные калибры, разные смеси

Указанная выше инструкция относится к самолету с карбюратором или впрыском. С однократным считыванием EGT или со сложным монитором. Мы можем смело предположить, что инструкции относятся к худшему случаю (карбюратор, одиночный датчик EGT).Может быть лучше.

Так выглядит усовершенствованный монитор (Фото: маркетинговые материалы JPI)

Карбюраторы имеют разную конструкцию и смешивают воздух с топливом разными способами - форма и способ действия самого сопла здесь могут отличаться и будут влиять на работу двигателя на обедненной смеси.

В карбюраторных двигателях дроссельная заслонка расположена за карбюратором - возможное закрытие (даже на несколько градусов) увеличит турбулентность во впускных трубах и улучшит смешивание воздуха с топливом.

Форсунки расположены непосредственно перед цилиндрами (обычно). Они подают топливо под давлением (лучшее испарение топлива под давлением) и выдают определенную дозу топлива для каждого цилиндра. Это хорошо, хотя идентичность смеси все же не гарантируется - количество воздуха может варьироваться.

Есть также модификации, такие как форсунки GAMI - в IO-550 оригинальные форсунки (одинаковые для каждого цилиндра) заменены на три пары, что должно обеспечить идеальный баланс смеси - по потоку воздуха в эти пары цилиндров.

С другой стороны цилиндра также будут разные приборы для измерения температуры выхлопных газов и цилиндров. В двигателях без наддува типичный датчик EGT показывает наивысшее значение, зарегистрированное датчиками для каждого цилиндра. В двигателях с турбонаддувом индикатор TIT показывает результирующий (смешанный воздух) для всех цилиндров, что дает более точную картину. Температура цилиндра в обоих случаях находится на максимальном зарегистрированном значении, но многие датчики не измеряют температуру всех из них - одни измеряют температуру двух цилиндров, а другие - только одного.

А вот тут возможны исправления. Усовершенствованные мониторы характеристик двигателя показывают отдельные данные (EGT, CHT) для каждого цилиндра. Они также могут показать тенденцию и предупредить о превышении опасной температуры цилиндра.

Здесь, однако, следует помнить, что даже современные мониторы обычно полагаются на точечное измерение температуры цилиндра, которое может сильно колебаться по окружности цилиндра в зависимости от воздушного потока.

Возможности? LOP хорошо задокументирован - в подходящем воздушном судне

Согласно данным, имеющимся в сети, - возможны полеты в режиме Lean-Of-Peak с мощностью до 75% на самолетах авиации общего назначения при соблюдении определенных условий - в первую очередь, при условии равномерного распределения смеси между цилиндрами и при условии, что оборудование для контроля выхлопных газов и температуры в цилиндрах является надежным и точным.

Трудно говорить о LOP или ROP в случае самолета, не оборудованного индикатором EGT (или TIT). Разгрузка до тех пор, пока не произойдет неравномерная работа, а затем обогащение смеси будет поддерживать плавную работу двигателей, но пилот не будет знать, где он находится на кривой мощности, расхода топлива и температуры.

На самолете с высококачественными откалиброванными форсунками и контрольным оборудованием (как минимум датчики EGT и CHT, обычно монитор EGT и CHT для каждого цилиндра) будет по-другому.

Прибыль от операций LOP? Убытки?

Помимо того, что операции LOP являются экономически выгодными, они приводят к более низким температурам цилиндров и более низким давлениям в цилиндрах при сжигании смеси. В дополнение к более низкому давлению, скачок давления будет смещен немного дальше, и увеличение давления в цилиндре перед ZZ / ВМТ («верхнее» положение поршня) также будет меньше.

Что касается потерь, была указана более высокая температура выхлопных газов, что должно было привести к риску более быстрого износа клапана. Лайкоминг, однако, отозвал брошюру, в которой поднимался этот аргумент.Таким образом, кажется, что этот аргумент был опровергнут.

Риск в основном связан с использованием обедненной смеси на высокой мощности (взлетная мощность или, шире, мощность, превышающая 75% номинальной мощности двигателя). В таких ситуациях увеличивается риск преждевременного воспламенения и детонации. Следовательно, следует помнить, что правильно выполненные операции LOP - это только полетная ситуация на крейсерской высоте и с мощностью, соответствующей крейсерской высоте. И что их выполнение должно включать надлежащий мониторинг состояния двигателя - в частности, мониторинг температуры цилиндров, который будет основным фактором риска (более высокая температура = более слабые цилиндры, а также более высокая температура = более высокая вероятность детонации и преждевременного воспламенения).

Как мне установить смесь на самолет?

Приведенное выше обсуждение было предназначено, чтобы помочь вам понять, что происходит в движке. Ниже приведены выводы.

Взлетная смесь

На уровне моря - Full Rich - Богатая смесь, буквально полностью богатая. На уровне моря - рычаг выдвинут до упора вперед.

Более 3000 - по высоте. И здесь ситуация снова осложняется. Соответственно или как? Если самолет оборудован правильно откалиброванным расходомером топлива - лучше всего обеднять смесь на максимальных оборотах в начале разбега до высоты, указанной на расходомере (как на картинке).

Если такой инструмент отсутствует - обязательно чувствовать себя обедневшим - в том числе и во время разгона. В этом случае хорошо потянуть рычаг назад, а затем снова переместить его вперед. Следует помнить (это было долгое вступление), что «полная мощность» - это диапазон настроек смеси, поэтому безупречная точность здесь не требуется. Конечно, лучше тренироваться на высотном аэродроме с длинной полосой, чем на небольшом горном аэродроме.

Некоторые руководства предлагают регулировку газа CHT на полной мощности в неподвижном состоянии перед взлетом на большой высоте (более 3000 футов).В других руководствах указано, что такие действия создают нагрузку на двигатель и увеличивают риск выхода из строя.

Конечно, независимо от высоты, для взлета, максимальных оборотов и максимального давления наддува - открытый дроссель (в самолетах с компрессорами - максимальное давление наддува согласно ограничениям в инструкции).

Подъем

До 3000 футов - полный богатый . Вверху - в зависимости от высоты, по индексу EGT, но здесь нужно помнить, что во время набора высоты смесь меняется динамически (обогащаясь с увеличением высоты).

Датчик EGT является идеальным помощником при подъеме - удобнее всего просто наклонить смесь в соответствии с показаниями EGT сразу после взлета (скажем, 1000 футов). Мы запоминаем это значение и придерживаемся его во время набора высоты, пока мощность не снизится на крейсерской высоте (затем смесь истощается в соответствии с полетом на крейсерской высоте).

Настройки мощности для набора высоты? В самолетах авиации общего назначения часто не существует ограничений по времени использования максимальной взлетной мощности.В этом случае откройте дроссельную заслонку и включите полный оборот. По желанию, число оборотов снижено на 100 или 200, чтобы уменьшить шум на начальном подъеме. Давление наддува автоматически снижается с увеличением высоты.

В самолетах с ограничениями максимальной взлетной мощности (например, до 5 минут) - такая мощность не дольше предписанной. В тексте в основном рассматриваются самолеты авиации общего назначения, которым обычно достаточно 5 минут, чтобы достичь высоты, на которой мощность будет ограничена (более низкое давление воздуха = более низкое давление наддува = более низкая мощность).Если этого недостаточно - уменьшите мощность согласно инструкции, а затем после уменьшения оставьте EGT постоянным.

Другой метод - если самолет оборудован расходомером топлива и в руководстве указаны конкретные значения для разных высот во время набора высоты - вы можете отрегулировать смесь в соответствии с этими данными и расходомером.

При подъеме на большую высоту (несколько тысяч футов) в какой-то момент вы можете обнаружить, что поддержание постоянной температуры выхлопных газов привело к обеднению смеси до пикового обеднения.На этой высоте мощность будет настолько низкой (в самолете без компрессора), что не представляет опасности. Но все же в этой ситуации стоит поискать текущий пик и установить смесь на ROP.

Полет на крейсерской высоте

Согласно теории, изложенной выше, или в соответствии с инструкциями по эксплуатации самолета или двигателя. Я упоминаю эти три возможности, потому что сами инструкции часто несовместимы друг с другом.

Эта часть применима только для полета до 75% номинальной мощности. Для более высоких значений следует использовать богатую смесь.

Возьмем, к примеру, рекомендацию обеднять смесь до тех пор, пока двигатель не будет работать неравномерно, а затем обогатить ее, чтобы она работала плавно. Неясно, будет ли это Peak , Reach-of-Peak или Lean-of-Peak . В том же руководстве (я постоянно нахожусь в руководстве к двигателю IO-540) предлагается Peak . Но руководство самолета, на котором установлен IO-540, может указать рекомендуемое значение - 50 градусов ROP (руководство Cessna 182).В то же время в руководстве к этому конкретному самолету может быть указана рекомендуемая мощность в таблицах для крейсерской мощности на пике или где-то между пиком и 50 градусами ROP.

Будет много противоречий, поэтому хорошо знать, какова теория, лежащая в основе этой настройки, и сопоставить соответствующие значения с плоскостью. Короче говоря, в самолете с очень равномерным распределением смеси и хорошим измерительным оборудованием должно быть возможно достичь даже 100 градусов LOP. В самолете с худшим оснащением - в районе Пика (тоже немного в сторону LOP).

Уменьшение

Уменьшение обогащения смеси в соответствии с изменениями высоты. Неравномерная работа двигателя будет признаком того, что смесь слишком бедная для данной высоты.

Здесь стоит помнить, что длительный спуск со слишком богатой смесью на низких оборотах приведет к отложению нагара на свечах - это может стать неприятным сюрпризом в конце долгого подхода на малой мощности, если вам нужно это сделать.

Посадка

Взлетная смесь - полная на уровне моря или наклон в зависимости от высоты аэропорта (более 3000 футов).

Руление

Наклон для наземных операций. Обнищать, но как? Все предложения, с которыми я столкнулся, ясны - агрессивно обеднять. Чтобы температура в цилиндрах была высокой и чтобы на свечах не оседал отложения.

Дополнительно - агрессивное истощение предназначено для предотвращения ситуации, в которой пилот попытается взлететь с частично обедненной смесью - интенсивное истощение приведет к заметно неравномерной работе двигателя с увеличением мощности. Частичное истощение может только ограничить мощность, что увеличит взлет и снизит скорость набора высоты (что может быть фатальным в определенных ситуациях).

Смешайте в авиасимуляторах?

Я опишу, как моделируется топливная смесь в ведущих симуляторах и в их дополнениях. И помните, здесь важен симулятор + дополнительный набор. Сам симулятор - это просто площадка, где различные явления можно моделировать правильно, некорректно или вообще не моделировать.

У меня нет всех надстроек для P3D, у меня не так много надстроек для XPlane. Я описываю только те, с которыми у меня есть опыт.

Подходил к разным самолетам с разной щепетильностью. Если значения отличались от предполагаемых - я не проводил много часов в самолете. Если они точно отражали предположения - искал области, где мог бы найти ошибку. Иногда на это уходили часы!

Самолеты Prepar3d + A2A

Начну с лучшего варианта - тестировал самолеты авиации общего назначения, выпущенные A2A Simulations для Prepar3d. И я в восторге!

Одно из тестов, которое я начал на высоте 2000 футов.Cessna 182,73% мощности по мануалу. При 2000 об / мин (обороты в минуту) и 26 дюймах MP (давление в коллекторе) я должен видеть расход топлива 12,7 галлона в час. Результат: Скорость - 152 узла с полным комплектом разгонных приспособлений (уплотнители закрылков, обтекатели на все колеса, экспериментальный винт). После удаления этих дополнений самолет поддерживал около 140 узлов - на 6 больше, чем должно было быть по инструкции, что я считаю очень хорошим допуском (вероятно, меньшим, чем разница между самолетами в реальности).

Затем я внес ряд изменений в настройки микширования. На высоте 2000 футов при вышеупомянутых оборотах и ​​MP я получил следующие значения (я сравниваю «обтекаемую» конфигурацию, поэтому скорости будут высокими).

Я даю смесь, расход топлива, скорость (фактическую мощность) и запас хода на 1 галлон топлива - фактически, удельный расход топлива (миля = морская миля). Считываю скорость по GPS в безветренную погоду (это КТАС - узлы реальной скорости).Погода - в соответствии со стандартной атмосферной документацией ИКАО.

  • 100 ROP, 15,5 галлонов в час, 153 узла, 9,87 миль на галлон
  • 50 ROP, 13,8 галлонов в час, 152 узла, 11,01 миль на галлон
  • 20 ROP, 12,6 галлонов в час, 152 узла, 12,06 миль на галлон
  • Пиковая EGT , 11,3 галлонов в час, 148 узлов, 13,10 миль на галлон
  • 14 LOP, 10,7 галлонов в час, 145 узлов, 13,55 миль на галлон

Давайте обсудим эти результаты. Я получил максимальную мощность при полностью богатой смеси, которая дала (после проверки) значение 100 ROP.Более богатую смесь поставить не смог (рычаг нажат). Между 20 и 50 ROP скорость поддерживалась на уровне 152 узлов. Мощность почти максимальная, а расход топлива значительно ниже. Этот диапазон 20–100 ROP является вышеупомянутым «сглаживанием» кривой мощности. Мы меняем количество топлива, но дополнительное топливо не сжигается (не выделяет энергию) - оно в основном используется для охлаждения двигателя.

И это также видно по значениям температуры цилиндра:

  • 100 ROP, 15,5 галлонов в час, 153 узла, 364 C
  • 50 ROP, 13,8 галлонов в час, 152 узла, 374 C
  • 20 ROP, 12, 6 галлонов в час , 152 узла, 377 C
  • Пик EGT, 11,3 галлонов в час, 148 узлов, 371 C
  • 14 LOP, 10,7 галлонов в час, 145 узлов, 365 C

Обратите внимание на первые три значения.Разница - 2,9 галлона. Мы преобразовали эти 2,9 галлона топлива в скорость на 1 узел больше и температуру цилиндра на 13 градусов ниже.

Между 20 и 50 ROP вы можете видеть, что дополнительное топливо используется почти исключительно для охлаждения двигателя - температура цилиндров упала на 3 градуса за счет дополнительных 1,2 галлона в час.

Кривая температуры цилиндра, опубликованная в учебниках, также подтверждается. Максимум где-то в пределах 20-50 ROP. Пик - уже ниже.

Испытания были достаточно продолжительными, чтобы значения температуры цилиндров были достоверными (каждая конфигурация тестировалась в течение 10-15 минут перед сохранением данных - топливо доливалось между попытками поддерживать постоянный вес - MTOW).

Я повторил тест на нескольких высотах и ​​с разными настройками мощности. Я также провел такое же испытание на других самолетах. Первый тест - в Bonanza - вы можете посмотреть на канале YouTube. В последующих тестах (извлеченных из выводов Bonanza) я улучшил метод - я выполнял более длительные полеты (самолет летел - я читал книгу - будильник звонил каждые 10 минут - я сохранил данные, изменил конфигурацию и вернулся к чтение).

Давайте посмотрим данные для 9000 футов. Снова Cessna 182, снова обтекаемая версия (так быстрее, чем в мануале), МП 20 дюймов, 2000 об / мин.

  • 250 ROP, 15,8 галлонов в час, 133 узла, 8,42 мили на галлон (ручка выдвинута до упора - полная загрузка)
  • 200 ROP, 14,6 галлонов в час, 138 узлов, 9,45 миль на галлон
  • 125 ROP, 12,6 галлонов в час, 142 узла, 11,27 миль на галлон
  • 100 ROP, 11,6 галлонов в час, 142 узла, 12,24 миль на галлон
  • 50 ROP, 10,4 галлонов в час, 142 узла, 13, 65 миль на галлон
  • Пик, 9,1 галлонов в час, 135 узлов, 14,84 миль на галлон
  • 6 LOP, 8,5 галлонов в час, 132 узла, 15,53 миль на галлон

Здесь даже больше.Падение мощности (скорости!) На 200 и 250 Rich-of-Peak. Наивысшая мощность при «плоском» соотношении мощности к смеси (50 ROP - 125 ROP). А потом падение мощности, но пока что лучшие значения по удельному расходу топлива (самый экономичный полет).

На самолетах A2A я также проверял истощение рулежной смеси. Агрессивное истощение смеси вызвало (по совету Джона Дикина - см. «Источники») проблемы на старте - благодаря этому я был уверен, что не начну с обедненной смеси.Самолеты других разработчиков такого эффекта не имели.

Истощение смеси в области LOP со временем (в ожидаемый момент) привело к неравномерной работе двигателя. Неравенство увеличивалось по мере истощения смеси (опять же - согласно описанию поведения реальных двигателей).

Проведя всего один тест на самолетах A2A, у меня возникла явная проблема - поведение с полностью богатой смесью на очень большой высоте. Двигатель сохраняет свою мощность. Я не знаю, связано ли это с неправильным моделированием в этой области работы (за пределами нормальной или даже необычной области работы в действительности) или с каким-то поведением регулятора распыления, которого я не понимал.Поскольку на самом деле это область, выходящая за рамки нормальной работы - я не смог найти никаких описаний того, как это должно быть. Кроме того, мои сомнения на этот счет основаны только на предположениях.

Я не упоминал ранее, что самолеты A2A также имитируют детонацию, предварительное зажигание и другие повреждения двигателя, поэтому неправильная установка смеси будет иметь последствия.

Выводы от А2А в P3D

Самолеты имитируют работу сенсационной смеси.Значения, которых следует ожидать после прочтения руководств и руководств по двигателям, полностью подтверждаются. Температура выхлопных газов повышается в допустимом диапазоне и падает в нужном диапазоне. То же самое с температурой цилиндра и сгоранием. Мощность - соответствует ожиданиям в каждом диапазоне.

Самолеты A2A не имеют сложных устройств контроля и не имеют инжекторов GAMI (на форуме было несколько обсуждений, где их просили в качестве опции). По такому оборудованию - эти самолеты не должны быть особенно эффективными в диапазоне Lean-of-Peak.И как видите - их нет. На разных высотах я получил значения 6 LOP, 14 LOP. Во время тестов я достиг рекордного числа - около 20. Это очень хорошо отражает работу впускного коллектора IO-540, который не гарантирует равного распределения воздуха и смеси.

Я впечатлен.

Prepar3d - Commander (Carenado устанавливается с P3D - ранее оплачивается)

Здесь происходят странные вещи, но есть симуляция. На высоте 3000 футов обедненная газовая смесь сначала вызывает усиление горения (почему?!) Без изменения мощности, затем расход топлива уменьшается.На отметке 100 LOP мощность упала настолько, что испытательная скорость упала со 113 до 105 узлов. 200 LOP дают на 40% меньше расхода топлива, чем Peak, и развивают скорость 90 узлов.

На высоте 10 000 футов самолет сильно истощен.

Выводы - изменения слишком резкие, связь с питанием практически отсутствует - особенно в области ROP.

Prepar3d - DHC-2 Beaver (Milviz - оплачивается)

Тест на 8000 футов. 2000 оборотов. Давление нагрузки 25 дюймов.На этот раз я записываю IAS (потому что на этом самолете у меня нет GPS).

В свою очередь - смесь (по отношению к Пику), горение, скорость (KIAS), температура цилиндра.

  • Полный богатый - 17 галлонов в час, 89 тысяч километров в час, 352 C
  • 200 ROP, 20,5 галлонов в час, 96 тысяч километров в час, 344 C
  • 125 ROP, 23,8 галлонов в час, 104 тысячи километров в час, 335 C
  • Пиковая скорость 1348, 20, 5 галлонов в час, 101 тыс. Куб. Смесь влияет на мощность довольно случайным образом.Уменьшение расхода топлива при полной богатой смеси некорректно.

    Нет зависимости между смесью и температурой цилиндра. К сожалению, CHT - единственный индикатор схватывания смеси, поэтому при некорректных показаниях мы лишаемся какого-либо инструмента, который помог бы установить экономичную смесь. Настройка мощности - довольно приятное ощущение.

    Потеря мощности в зоне Rich-of-Peak - хорошо, так что вы должны исчерпать себя при восхождении. И это единственное преимущество моделирования смеси в этой плоскости, потому что 280 операций LOP с таким низким расходом топлива по сравнению с Peak - это, к сожалению, фантастика.Проблема в том, что во время полета мы не узнаем, когда получим 280 LOP.

    Проблема еще и в регулировке смеси - 20 положений рычага явно недостаточно, чтобы точно обеднить смесь.

    В своих тестах я использовал внешний монитор данных для получения правильных значений.

    X-Plane 11 - Cessna 172 (+ REP)

    Я тестировал XP в стандартном C172 и в расширенном пакете расширения Reality Expansion Pack. Я не вижу существенных различий в симуляции микширования между ними.Ниже приведены результаты.

    Тест на 2000 футов в соответствии с инструкциями, которые у нас должны быть:

    • 2000 футов
    • 2200 оборотов
    • 8,5 галлонов в час
    • 112 KTAS

    У нас:

      90 058 2000 футов
    • 2200 оборотов
    • 7 галлонов в час (полная богатая смесь - отсутствие истощения до этого уровня)
    • 104 KTAS

    Индикатор EGT находится внизу шкалы. Я начинаю искать пиковое значение.

    • Пик, 2200 об / мин, 5 галлонов в час, 101 KTAS
    • 125 LOP, 3,9 галлонов в час, 94 KTAS
    • 230 LOP, 3,6 галлонов в час, 89 KTAS

    Хорошо, давайте добавим, что фактический C172 может снизить скорость примерно до .90 KTAS на высоте 2000 футов. Но тогда он выкуривает 5,9 галлона в час. Почти вдвое больше разницы, если хорошо обеднить смесь ...

    Температурные перепады цилиндров между крайними настройками смеси можно уменьшить до нескольких градусов. Следует отметить, что изменения правильные (по направлению изменений - у меня есть сомнения по поводу масштаба).

    Понижение высоты, конечно, помогает - на высоте 14 500 футов я могу нагнетать смесь до 98 лошадиных сил. Zubaam согласно выходным данным XP. Индикатор EGT ничего не показывает.

    Cessna 172 X-Plane Заключение 11

    Общее направление изменения мощности и температуры цилиндров правильное. Проблемой этого самолета являются значения, которые не соответствуют действительности - обычно слишком высокая мощность, слишком низкий расход топлива. Операции LOP возможны до такой степени, что невозможны в реальности - но я исследовал это только с помощью Data Output X-Plane, поскольку индикатор EGT ничего не показал.

    X-Plane 11 - Beech Baron (устанавливается с XP 11)

    Тут ситуация прямо-таки комическая.Симулятор позволяет смеси опускаться до уровня в несколько десятков градусов Цельсия температуры выхлопных газов (по данным Data Monitor XP 11, температура выхлопных газов сразу за цилиндрами составляла 68 градусов Цельсия - с типичными значениями около тысячи и десятков градусов Цельсия). выше - часто намного выше). Да, я не ошибся. Словом, шестьдесят восемь градусов - температура после сгорания бензина ... В такие выхлопные газы можно было бы засунуть руку. На самом деле - категорически не советую.

    Итак, мы можем управлять Бароном, сжигающим 7 галлонов бензина в час - на небольшой высоте.Добавим, что мощность будет на удивление высокой - по 180 лошадиных сил на каждый двигатель. Согласно руководству, 9 галлонов в час - это 120 лошадиных сил в крейсерской конфигурации. Для 180 лошадиных сил требуется почти 13 галлонов топлива. Опять же - разница почти в два раза.

    С другой стороны, тенденции изменения (увеличение и уменьшение EGT в соответствии с мощностью, а также увеличение и уменьшение CHT в соответствии с мощностью) верны. Масштаб этих изменений просто плох.

    Моделирование смеси в ведущих симуляторах - сводка

    Как это обычно бывает с самолетами в симуляторах - рассмотрение не может быть упрощено до «этот тренажер лучше».В тестируемых мною надстройках P3D имеет явное преимущество - для этой платформы я купил лучшие самолеты на рынке (модели A2A в сегменте авиации общего назначения). В этом случае (A2A) самолет отлично подходит для обучения - в нем можно экспериментировать и подтверждать то, что вы узнаете из книг.

    В случае с X-Plane я проверил самолеты, встроенные в симулятор, и Reality Expansion Pack, которые должны были изменить параметры двигателя. Результаты меня не оправдали. У меня нет, поэтому я не тестировал надстройки с наивысшим рейтингом (например,Cessna 172 Airfoil Labs).

    В случае X-Plane и менее продвинутых самолетов в P3D (Milviz и по умолчанию) повсеместно моделируется необходимость (и смысл) обеднения смеси по мере увеличения высоты. Об обеднении в целях экономии топлива речи не идет, потому что эти самолеты не очень хорошо меняют расход топлива при смене смеси. Имитация настройки микширования инструментов также затруднена - инструменты часто не работают должным образом.

    Читатели и зрители канала иногда спрашивают, почему я летаю в основном на самолетах А2А и PMDG (в случае пассажирских).Поэтому.

    Беру учебник, изучаю, а потом тестирую поведение на тренажере. С другими разработчиками я очень часто сталкиваюсь со стеной - упрощения не позволяют играть с симуляцией более продвинутых летающих элементов. Хотя, подумав ... является ли планирование топлива таким продвинутым элементом?

    Если вы дошли до этой точки, у вас за плечами около 6 500 слов, что составляет примерно 18–22 страницы. На письмо ушло 25 часов, не считая тестов и времени, потраченного на чтение учебников перед началом работы.

    Эта статья была создана благодаря поддержке блога читателями и зрителями канала CalypteAviation на YouTube. Этот конкретный текст состоял из поддержки:

    - Tomasz
    - Maciej
    - Mariusz
    - M
    - Andrzeja

    Источники

    При написании этого текста я использовал следующие элементы:

    • «Авиационный двигатель и его работа» - руководство Pratt & Whitney
    • John Deakin - статьи из серии Pelican's Perch на Avweb
    • "Справочник техника по обслуживанию авиации - силовая установка" - руководство FAA
    • Руководство оператора Lycoming O-540, серия IO-540 - руководство по двигателю
    • "Pilot's ручной самолет "Ежи Домич и Лех Шутовски
    • " Справочник пилота по аэронавигационным знаниям "- руководство FAA

    , а также Справочник пилотов:

    • Cessna 172
    • Cessna 182
    • Beechcraft Bonanza V35B
    • Beechcraft
    • Piper Comanche

    Пояснения на форуме pprune были полезны.org, а также данные испытаний форсунок GAMI (доступны на advancedpilot.com).

    .

    преобразование из 8HP в 10HP - yamacha, - стр. 3 | Cro.pl

    писал (а) Marshall »23.06.2010 19:52

    Сегодня переделал тему "органа" на своем Yamaha 9.9.
    Выглядит это так: у двигателя 2 цилиндра, цилиндры один над другим. От карбюратора выведены два канала. Левый канал питает цилиндр вверху, правый канал питает цилиндр внизу. Эти каналы разделены «органами». Он представляет собой отливку треугольной формы с основанием, обращенным к карбюратору. По бокам - листы эластичного листового металла, к которым еще прикручены профили, которые держат все это.Принцип работы таков, что цилиндр в фазе такта впуска открывает эти упругие пластины с помощью вакуума и через них попадает внутрь смесь. Канал второго цилиндра, находящегося тогда в фазе выпуска, перекрывается пластинами, и смесь в него не попадает. Орган такой упрощенный хронометраж только для приема. Собственно распределитель, который подает топливо налево или направо.

    Тест:
    - снятие пружинных пластин и профилей - двигатель не запускается.
    - оставить профили без пружинных пластин - как указано выше
    - инвертирование профилей, чтобы лопасти имели больше свободы при открытии: двигатель работает неравномерно, нет перехода с низких на высокие обороты, нет мощности, двигатель затоплен.

    Если честно, я не знаю, в чем разница между органом с 15 инструментами и органом с 15 инструментами. Я совершенно запуталась. Однако я нашел другой способ «очистить от ила» свой двигатель. Купил двигатель у первого хозяина и ничего с ним не закопал. Он плавал, как будто завод его выпустил. При открытии рукоятки румпеля до полного открытия дроссельная заслонка составляет 3/4, и нет никакого способа обойти это. На шкиве я обнаружил значок, который за это отвечал, т.е. он блокировал дальнейшее движение лески. После снятия и регулировки тросиков дроссельная заслонка открывается на 4/4.Таким образом, двигатель получит гораздо большую дозу топлива, когда вы полностью откроете рычаг.
    Водные тесты в пятницу.
    Интересно, смена органов сервисом - это факт или фальшивка. Может, просто разблокируют дроссель, а нас удаляют для замены элементов. Интересно, вернут ли старые органы владельцу при этой замене ...

    .

    Опишите работу двигателя. Пожалуйста, сделайте текст понятным :)

    Привет!
    Четырехтактный двигатель:

    Ход заслонки (1)
    Поршень движется вниз от верхней мертвой точки (ВМТ) до нижней мертвой точки (НМТ), создавая вакуум внутри цилиндра. В это время всасывающий клапан открыт, благодаря чему топливно-воздушная смесь всасывается из карбюратора (или системы впрыска и воздуховодов) из впускного канала за всасывающим клапаном, который его закрывает.Он проходит внутри цилиндра между поршнем и головкой цилиндра. Как только поршень превышает НМТ, всасывающий клапан закрывается.

    Ход сжатия (2)
    Поршень движется вверх по цилиндру, сжимая (т. Е. Сжимая) топливно-воздушную смесь. Оба клапана (всасывающий и выпускной) закрыты. Сжатие происходит под значительным давлением (обычно) примерно до одной десятой первоначального объема смеси. Но прежде чем он достигнет своего минимального объема (1-2 миллиметра - или прибл.5 градусов поворота кривошипа до достижения поршнем ВМТ) происходит зажигание. Цель состоит в том, чтобы вызвать горение всей смеси, когда поршень превысил ВМТ и может быть оттеснен расширяющимся выхлопным газом, который запускает рабочий такт.

    Такт расширения (рабочего) (3)
    Дизельные двигатели и двигатели с электронным прямым впрыском легкого топлива (например, VAG FSI или Mitsubishi GDI) имеют впрыск топлива и самовоспламенение или привод от искры до достижения ВМТ.Оба клапана (всасывающий и выпускной) закрыты. Поршень отталкивается с большой силой, поскольку после воспламенения внутри камеры сгорания создается давление до 100 бар (что иногда соответствует силе давления на поршень в 5 тонн). Такие силы должны передаваться от днища поршня через шатун на коленчатый вал. Это заставляет поршень двигаться к НМТ. От этого одного рабочего хода двигатель должен получить достаточно энергии, чтобы завершить оставшиеся три хода. Следовательно, двигатели работают более плавно, чем больше у них цилиндров.

    Такт выпуска (4)
    Еще до того, как поршень достигнет НМТ, выпускной клапан открывается, и еще не полностью расширенный выхлопной газ может покинуть цилиндр через выхлопную систему. При движении поршня вверх до достижения ВМТ, когда выпускной клапан открыт, остальные газы выталкиваются из цилиндра, а после достижения ВМТ происходит так называемая "колебание" или закрытие выпускного клапана и открытие впускного клапана, и цикл начинается снова.

    Этого должно хватить

    .

    Смотрите также

    
Оцените статьюПлохая статьяСредненькая статьяНормальная статьяНеплохая статьяОтличная статья (проголосовало 13 средний балл: 5,00 из 5)