Глава VII

В двигателях внутреннего сгорания (ДВС) преобразование тепловой энергии в механическую осуществляется в рабочей ка­мере, находящейся внутри самого двигателя. Рабочим телом в ДВС служат газы, получаемые при сгорании жидкого или газообраз­ного топлива.

Рабочая смесь топлива с воздухом может быть приготовлена до подачи в камеру сгорания или в самой камере сгорания. Первый способ приготовления рабочей смеси называется внешним и осу­ществляется в специальном устройстве — карбюраторе, а двига­тели такого типа называются карбюраторными. Такие двигатели работают на легком топливе (бензине, спирте, газе и др.). При вто­ром способе горючая смесь образуется в камере сгорания и такое смесеобразование называется внутренним. Двигатели с внутрен­ним смесеобразованием называются дизельными. Они работают на тяжелых топливах — керосине, газойле, нефти и др.

1. Двигатели с внешним смесеобразованием

Принцип работы поршневого ДВС заключается в следующем (рис. VII-1). В цилиндре 1 размещен поршень 2, свеча зажигания 5, а также впускной 3 и выпускной 4 клапаны. Поршень через кривошипно-шатунный механизм 6 связан с коленчатым валом 7. Поршень движется между двумя крайними положениями — верх­ней и нижней мертвыми точками (ВМТ и НМТ соответственно). При нахождении поршня в ВМТ объем камеры сгорания минималь­ный, а в НМТ — максимальный. Расстояние между ВМТ и НМТ называется ходом поршня S. Перемещение поршня из одной мерт­вой точки в другую называется тактом.

Рассмотрим работу четырехтактного карбюраторного ДВС.

При движении поршня о. ВМТ к НМТ закрывается выпуск­ной клапан и открывается впускной. При этом смесь топлива

Рис. VII-1. Схема работы][четырехтактного двигателя внутреннего сгорания: I—IV— такты двигателя; 1 — цилиндр; 2 — поршень; 3 — впускной клапан; 4 — выпускной клапан; 5 — свеча зажигания (или форсунка); 6 — шатун; 7 — ко­ленчатый вал.

Рис. VI1-2. Схема работы двухтактного карбюраторного двигателя внутреннего сго­рания:

/, II — такты двигателя; 1 — поршень; 2 — цилиндр; 3 — свеча зажигания; 4 — окно для впуска рабочей смеси в цилиндр; 5 — коленчатый вал; 6 — шатун; 7 — окно впу­ска рабочей смеси в картер; 8 — выпускное окно.

После достижения НМТ поршень по инерции движется к ВМТ. При этом открывается выпускной клапан, и продукты сгорания топлива удаляются из камеры сгорания. Затем цикл работы дви­гателя повторяется. Таким образом, рабочий цикл такого дви­гателя состоит из четырех тактов: всасывания, сжатия, расши­рения продуктов сгорания и выхлопа. Один цикл совершается за два оборота коленчатого вала.

Другой тип карбюраторного двигателя — двухтактный, в ко­тором рабочий цикл осуществляется за один оборот коленчатого вала. Работа такого двигателя протекает следующим образом (рис. VII-2). В первом такте — сжатие горючей смеси — поршень 1 движется от НМТ к ВМТ и перекрывает окно 4, прекращая подачу рабочей смеси в пространство над поршнем. Затем пере­крывается окно 8, служащее для удаления продуктов сгорания топлива. После перекрытия окна 8 рабочая смесь сжимается над поршнем, а в нижней части под поршнем создается разрежение, под действием которого в картер двигателя поступает рабочая смесь после открытия окна 7. При подходе к ВМТ от запальной электрической свечи 3 рабочая смесь воспламеняется.