Лабораторна робота №1 Тема: Загальні відомості про двигуни внутрішнього згоряння. Їх класифікація та компоновка.
Мета роботи: Вивчити принцип роботи ДВЗ, його конструкцію та основні характеристики.
Теоретичні відомості
Серцем будь-якого транспортного засобу є двигун. На сьогодні більша частина автомобільних двигунів є чотирьохтактними, які працюють за циклом Отто (на честь німецького винахідника, який у 1876 році першим створив чотирьохтактний двигун внутрішнього згоряння).
Будь-який автомобільний двигун внутрішнього згоряння призначений для того, щоб змусити автомобіль рухатись. Принцип роботи такого двигуна полягає в перетворенні енергії, яка виділяється при згорянні палива в певну рушійну силу, тобто перетворення теплової енергії в кінетичну. Як саме відбувається це процес залежить від конструкції двигуна, а вони можуть бути різними, так само як і види автомобільних двигунів.
Двигуни, що застосовуються на транспортних засобах, можна класифікувати за рядом ознак.
За способом перетворення теплоти в механічну роботу:
двигуни внутрішнього згоряння (ДВЗ) - поршневі, роторно-поршневі, газотурбінні;
двигуни зовнішнього згоряння (ДЗЗ) - двигуни Стірлінга;
парові двигуни;
електричні двигуни;
інерційні двигуни та ін.
2. За способом здійснення робочого циклу: чотиритактні і двотактні
ДВЗ, як з наддувом, так і без нього.
3. За видом палива, що використовується:
бензинові двигуни,
дизелі,
газові ДВЗ,
бензогазові ДВЗ,
газодизелі,
багатопаливні ДВЗ.
4. За способом сумішоутворення:
двигуни з зовнішнім сумішоутворенням (карбюраторні, газові та з впорскуванням легкого палива у впускний колектор);
із внутрішнім сумішоутворенням (дизелі, двигуни з впорскуванням легкого палива у циліндр);
із змішаним сумішоутворенням (газодизелі).
5. За способом запалювання робочої суміші:
двигуни з іскровим запалюванням (карбюраторні, газові, з впорскуванням легкого палива);
із самозайманням від стиску (дизелі);
із займанням газового палива від запальної дози рідкого палива (газодизелі).
6. За способом регулювання потужності:
двигуни з якісним (дизелі та газодизелі),
кількісним (карбюраторні та газові)
і змішаним регулюванням.
7. За розташуванням циліндрів:
однорядні (з вертикальним, горизонтальним, похилим розміщенням);
дворядні (V–подібні, опозитні).
8. За способом охолодження:
двигуни з рідинним
повітряним охолодженням.
9. За швидкохідністю:
тихоходні з середньою швидкістю поршня Сm<8 м/с,
швидкоходні з Сm>8 м/с.
Класифікація 2…9 відноситься лише до поршневих ДВЗ.
Конструкція і принцип дії двигуна
Принцип дії двигуна внутрішнього згоряння можна розглянути на прикладі чотиритактного карбюраторного двигуна. Основним елементом такого двигуна є циліндр, усередині якого відбувається згоряння палива. Як правило, їх кілька. Тому кажуть про одно-, дво-, чотири-, восьми, дванадцяти-, шiстнадцяти та навiть вiсiмнадцятициліндрові двигуни. У кожному циліндрі встановлено рухомий поршень.
Циліндр має два отвори з клапанами — впускним і випускним. Робота двигуна внутрішнього згорання ґрунтується на чотирьох послідовних процесах — тактах, які весь час повторюються. Перший такт — це впуск паливної суміші, що здійснюється через впускний клапан 11(рис. 1), коли поршень 5 рухається вниз. Після того, як поршень досягне нижньої точки, всмоктування палива припиняється і обидва клапани закриваються. Під час другого такту, коли поршень рухається вгору, відбувається стискання суміші, внаслідок чого її температура підвищується. У верхній точці поршня суміш запалюється електричною іскрою від свічки. Суміш миттєво спалахує через значне нагрівання розширюється й тисне на поршень. Сила тиску штовхає поршень донизу, відбувається третій такт — робочий хід, під час якого виконується робота. За допомогою шатунного механізму 18 рух поршня передається колінчастому валу, який з'єднано з колесами автомобіля. Виконуючи роботу, суміш розширюється й одночасно охолоджується. Після проходження поршнем нижньої точки відкривається випускний клапан 13 і під час руху поршня вгору відбувається четвертий такт — випуск відпрацьованих газів. Таким чином, робочий цикл чотиритактного двигуна завершується, і згодом все починається з першого такту.
Кожний двигун складається з 2 механізмів і 4 систем.
Механізми:
кривошипно – шатунний механізм;
газорозподільний механізм.
Системи:
запалювання;
живлення;
мащення;
охолодження.
Рис. 1 Схема ДВЗ
При одному оберті колінчатого вала 3, двигун (рисунок 2) поршень 2, здійснює один хід. Зміна напрямку руху поршня в цилиндрі 1 відбувається між верхньою і нижньою мертвою точками.