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

ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Учебное пособие

2. ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

2.4. Рабочие процессы 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 приведена на рис. 8.

Рис.8. 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 О 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. 8). Заполнение цилиндра свежим зарядом (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 ТВС (топливовоздушная смесь) 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 ТВС во впускном трубопроводе, ОГ (отработавшие газы) 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.8, линия ас 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 РТ (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