4.1.2. Процесс работы двухтактного карбюраторного двигателя

О дноцилиндровый карбюраторный двигатель внутреннего сгорания показан на рис. 1.

Рис. 1. 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.

Принцип работы двигателя

Действие поршневого двигателя внутреннего сгорания основано на использовании работы теплового расширения нагретых газов во время движения поршня от верхней мертвой точки (в. м. т.) к нижней мертвой точке (н. м. т.). Нагревание газов в положении в. м. т. достигается в результате сгорания в цилиндре топлива, перемешанного с воздухом. При этом повышается температура газов и давления. Так как 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.

Ход поршня и объемы цилиндра двигателя показаны на рис. 2.

Рис. 2. Ход поршня и объемы цилиндра двигателя в нижней мертвой

точке (а) и верхней мертвой точке (б).

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.

Как уже указывалось, положение поршня, наиболее удаленное от оси ко­ленчатого вала (рис. 3), называют верхней мертвой точкой (в. м. т.), противо­положное ему положение на­зывают нижней мертвой точкой (н. м. т.). В мерт­вых точках скорость поршня равна нулю, так как в них изменяется направление движения поршня на обратное.

Рис. 3. Схема четырехтактного поршневого двигателя.

Объем V_c над поршнем, когда он находится в верхней мертвой точке, называют ка­мерой сжа­тия или камерой сгорания.

, (1)

где D - диаметр цилиндра, см; S - ход поршня, см; i - число цилиндров двигателя.

Полный объем цилиндра V_а представляет собой сумму двух объе­мов: объ­ема камеры сжатия V_c и рабочего объема V_h цилиндра, т. е.

(2)

Степенью сжатия е называют отношение полного объема цилиндра к объ­ему камеры сжатия.