ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЦЕНТР ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ

Кафедра «Сервис и техническая эксплуатация автотранспортных средств»

Конструкция, расчет и потребительские свойства автомобилей

РАСЧЕТ МЕХАНИЗМОВ, СИСТЕМ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ АВТОМОБИЛЯ

Учебное пособие

1. РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

1.2. Рабочий процесс четырехтактного карбюраторного двигателя

     Рабочий процесс двигателя принято анализировать по индикаторной диаграмме, представляющей собой зависимость давления в цилиндре двигателя р от переменного объема надпоршневого пространства V. Индикаторная диаграмма четырехтактного карбюраторного двигателя дана на рис.2.

Рис.2. Схема и индикаторная диаграмма карбюраторного двигателя: 1 – поплавковая камера; 2 – диффузор карбюратора; 3 – дроссельная заслонка; 4 – свеча зажигания

     Первый такт (впуск) реализуется при повороте кривошипа от 0 до 180°, чему соответствует изменение объема надпоршневого пространства от V_c (объем камеры сгорания) при φ = 0° (ВМТ) до V_a(полный объем цилиндра) при φ = 180°(НМТ).
     В действительном цикле понятия «такт» и «процесс» не совпадают. Для лучшей организации процессов газообмена клапаны открываются до начала соответствующего такта и закрываются по его окончании.
     Перед началом впуска в объеме камеры сгорания V_c находятся продукты сгорания, оставшиеся от предыдущего цикла, которые называются остаточными газами (см.рис.2). Заполнение цилиндра свежим зарярядом (линия r_а на диаграмме) происходит из–за разрежения в нем, создаваемого движущимся в сторону НМТ поршнем.
     Давление р_а в конце такта впуска (точка а) определяется гидравлическими потерями во впускном такте, величина которых зависит от скоростного и нагрузочного режимов работы двигателя (от скорости перемещения топливовоздушной смеси по впускному такту и от степени открытия дроссельной заслонки. На режиме номинальной мощности (дроссель открыт полностью, и частота вращения коленчатого вала равна номинальной) р_а =(0,8...0,9) р₀.
     На температуру Т_а влияют теплообмен свежего заряда с элементами двигателя, формирующими впускную систему и камеру сгорания, и его охлаждение за счет затрат теплоты на испарение топлива, для компенсации которых в карбюраторном двигателе осуществляется специальный подогрев топливно-воздушной смеси во впускном трубопроводе отработавшими газамим или горячей жидкостью из системы охлаждения. Кроме того, температура свежего заряда увеличивается вследствие перемешивания его с горячими остаточными газами.
     На номинальном режиме в карбюраторном двигателе превалирует подогрев свежего заряда и Т_а = 320...350 К.
     Второй такт работы двигателя (сжатие) осуществляется при повороте кривошипа на угол φ = 180...360° (см. рис.2, линия а_с на диаграмме). На расчетные значения параметров рабочего тела в конце сжатия (точка с) в основном влияют их начальные значения (р_а, Т_а) и степень сжатия ε. При значениях ε, характерных для современных карбюраторных двигателей (ε = 6,5...10,5), p_c = 0,9...1,5 МПа и Т_с = 550...750 К.
     При реализации действительного цикла давление в конце такта сжатия, т. е. при положении поршня в ВМТ, р'_с > р_с; р'_с = (1,15...1,25) р_с, что является следствием повышения давления в результате начавшегося процесса сгорания (точка f – момент искрового разряда в свече зажигания). Угловой интервал от момента подачи искры до прихода поршня в ВМТ называется углом опережения зажигания.
     Третий такт (φ= 360...540°) – такт расширения. Во время этого такта работы двигателя происходят сгорание основной доли поданного в цилиндр топлива, расширение рабочего тела и осуществляется полезная работа.
     Вблизи ВМТ при повороте кривошипа на угол φ_z = 10...l5° давление в цилиндре достигает максимума p_z=3,5...6,5 МПа и соответственно возрастает температура рабочего тела до T_z = 2400...2800 К. Отношение λ=p_z /p_c называют степенью повышения давления. Для современных карбюраторных двигателей λ = 3,6...4,2.
     По завершении такта расширения рабочее тело имеет расчетные значения давления и температуры, соответственно р_b=0,35..0,5 МПа, Т_b = 1400...1700 К.
     Следует заметить, что в действительном цикле процесс расширения заканчивается раньше, чем поршень приходит в НМТ, из–за раннего начала открытия выпускного клапана.
     Четвертый такт (φ = 540...720°) – такт выпуска – осуществляется под некоторым избыточным давлением p_r = (1,05...1,2) p₀, величина которого зависит от гидравлических потерь в выпускной системе. Отработавшие газы покидают цилиндр с Т_г = 900...1100 К.

О ПОСОБИИ            НАЗАД            ВПЕРЕД            СОДЕРЖАНИЕ            СПИСОК ПОСОБИЙ