Назначение и классификация двигателей внутреннего сгорания

Классификация двигателей внутреннего сгорания

Двигатели внутреннего сгорания, применяемые на современных тракторах и автомобилях, классифицируют по следующим признакам.
По назначению — основные (энергетическая установка трактора, автомобиля, самоходного шасси) и вспомогательные (пусковое устройство для основного двигателя — дизеля).
По принципу работы — карбюраторные и дизельные. Карбюраторные двигатели имеют внешнее смесеобразование (вне цилиндров двигателя в специальном приборе системы питания — карбюраторе) и воспламенение рабочей смеси от энергии электрического разряда.

Дизельные двигатели образуют рабочую смесь непосредственно внутри цилиндров, то есть имеют внутреннее смесеобразование. Кроме этого, воспламенение рабочей смеси у этих двигателей происходит от теплоты предварительно сжатого в цилиндре воздуха.

По способу осуществления рабочего цикла — четырехтактные и двухтактные.
Четырехтактные двигатели характерны последовательным чередованием тактов впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска в течение четырех ходов поршня, то есть двух оборотов коленчатого вала.
У двухтактных двигателей те же четыре такта протекают параллельно, то есть по два такта одновременно, вследствие чего рабочий цикл завершается за два хода поршня, один оборот коленчатого вала.
По виду применяемого топлива — работающие на жидком топливе (дизельном, бензине) и работающие на газообразном топливе (генераторный, природный и другие газы).

По числу цилиндров — одноцилиндровые (например, П-350) и многоцилиндровые (двух-, трех-, четырех-, шести-, восьми-, двенадцати- и шестнадцатицилиндровые). Трех-, двенадцати- и шестнадцатицилиндровые двигатели применяются редко.

По расположению цилиндров: однорядные или линейные, когда цилиндры расположены в один ряд, и двухрядные — V-образные, у которых два ряда цилиндров расположены под углом друг к Другу, и оппозитные, когда цилиндры одного ряда располагаются напротив (через 180°) второго ряда.
—
Двигатели внутреннего сгорания могут быть классифицированы по следующим основным признакам: — по роду применяемого топлива — двигатели, работающие на жидком топливе, газовые и газожидкостные; — по способу смесеобразования — с внешним и внутренним смесеобразованием; — по способу осуществления рабочего цикла — четырехтактные и двухтактные; — по способу воспламенения горючей смеси — с воспламенением от сжатия и с принудительным воспламенением (от электрической искры);
— по способу наполнения рабочего цилиндра — двигатели без наддува и с наддувом.
Кроме того, классификация двигателей возможна также по конструктивным признакам: — по конструкции кривошипно-шатунного механизма—тронковые (высоко- и среднеоборотные двигатели) и крейцкопфные (преимущественно малооборотные); — по расположению и числу рабочих цилиндров; — по степени быстроходности — тихоходные (со средней скоростью поршня до 10 м/с) и быстроходные (со средней скоростью поршня выше 10 м/с);
— по направлению вращения коленчатого вала — двигатели правого и левого вращения, реверсивные и нереверсивные.

По назначению двигатели делятся на следующие: — стационарные промышленного назначения —для установок на электростанциях, насосных станциях и т. д.; – -наземно-транспортные — тепловозные, автомобильные, тракторные, двигатели дорожных и транспортно-погрузочных машин и т. п.;

— судовые — главные двигатели (реверсивные и нереверсивные), вспомогательные (для привода вспомогательных механизмов судовой силовой установки); авиационные.
Двигатели можно классифицировать также по другим признакам.
Читать далее: Общее устройство поршневых двигателей внутреннего сгорания
– Тракторы-2

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Лекция 10 тема: двигатели внутреннего сгорания

План лекции:
1. Определение двигателей внутреннего сгорания.
2. Классификация ДВС.
3. Общее устройство ДВС.
4. Основные понятия и определения.
5. Топлива ДВС.

1. Определение двигателей внутреннего сгорания

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) называют поршневой тепловой двигатель, в котором процессы сгорания топлива, выделение теплоты и превращение её в механически работу происходит непосредственно в его цилиндре.

2. Классификация ДВС

По способу осуществления рабочего цикла ДВС подразделяются на две большие категории:
1) четырёхтактные ДВС, у которых рабочий цикл в каждом цилиндре совершается за четыре хода поршня или два оборота коленчатого вала;
2) двухтактные ДВС, у которых рабочий цикл в каждом цилиндре совершается за два хода поршня или один оборот коленчатого вала.
По способу смесеобразования четырёхтактные и двухтактные ДВС различают:

1) ДВС с внешним смесеобразованием, в которых горючая смесь образуется за пределами цилиндра (к ним относятся карбюраторные и газовые двигатели);

2) ДВС с внутренним смесеобразованием, в которых горючая смесь образуется непосредственно внутри цилиндра (к ним относятся дизели и двигатели с впрыском лёгкого топлива в цилиндр).
По способу воспламенения горючей смеси различают:
1) ДВС с воспламенением горючей смеси от электрической искры (карбюраторные, газовые и с впрыском лёгкого топлива);
2) ДВС с воспламенением топлива в процессе смесеобразования от высокой температуры сжатого воздуха (дизели).
По виду применяемого топлива различают:
1) ДВС, работающие на легком жидком топливе (бензине и керосине);
2) ДВС, работающие на тяжёлом жидком топливе (газойле и дизельном топливе);

3) ДВС, работающие на газовом топливе (сжатый и сжиженный газ; газ, поступающий из специальных газогенераторов, в которых при недостатке кислорода сжигается твёрдое топливо – дрова или уголь).

По способу охлаждения различают:
1) ДВС с жидкостным охлаждением;
2) ДВС с воздушным охлаждением.

По числу и расположению цилиндров различают:
1) одно и многоцилиндровые ДВС;
2) однорядные (вертикальные и горизонтальные);
3) двурядные (-образные, с противолежащими цилиндрами).
По назначению различают:
1) транспортные ДВС, устанавливаемые на различных транспортных средствах (автомобили, тракторы, строительные машины и др. объекты);
2) стационарные;
3) специальные ДВС, играющие как правило вспомогательную роль.

3. Общее устройство ДВС

Широко используемые в современной технике ДВС состоят из двух основных механизмов: кривошипно-шатунного и газораспределительного; и пяти систем: системы питания, охлаждения, смазки, пуска и зажигания (в карбюраторных, газовых и двигателях с впрыском лёгкого топлива).
Кривошипно-шатунный механизм предназначен для восприятия давления газов и преобразования прямолинейного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала.
Механизм газораспределения предназначен для заполнения цилиндра горючей смесью или воздухом и для очистки цилиндра от продуктов сгорания.

Механизм газораспределения четырёхтактных двигателей состоит из впускного и выпускного клапанов, приводимых в действие распределительным (кулачковым валом, который через блок шестерен приводится во вращение от коленчатого вала. Скорость вращения распределительного вала вдвое меньше скорости вращения коленчатого вала.

Механизм газораспределения двухтактных двигателей как правило выполнен в виде двух поперечных щелей (отверстий) в цилиндре: выпускной и впускной, открываемых последовательно в конце рабочего хода поршня.
Система питания предназначена для приготовления и подачи в запоршневое пространство горючей смеси нужного качества (карбюраторные и газовые двигатели) или порций распыленного топлива в определённый момент (дизели).
В карбюраторных двигателях топливо с помощью насоса или самотёком поступает в карбюратор, где смешивается с воздухом в определённой пропорции и .через впускной клапан или отверстие поступает в цилиндр.
В газовых двигателях воздух и горючий газ смешиваются в специальных смесителях.

В дизельных двигателях и ДВС с впрыском лёгкого топлива подача топлива в цилиндр осуществляется в определённый момент как правило с помощью плунжерного насоса.

Система охлаждения предназначена для принудительного отвода тепла от нагретых деталей: блока цилиндров, головки блока цилиндров и др. В зависимости от вида вещества отводящего тепло, различают жидкостные и воздушные системы охлаждения.
Жидкостная система охлаждения состоит из каналов окружающих цилиндры (жидкостная рубашка), жидкостного насоса, радиатора, вентилятора и ряда вспомогательных элементов.
Охлажденная в радиаторе жидкость с помощью насоса подаётся в жидкостную рубашку, охлаждает блок цилиндров, нагревается и вновь попадает в радиатор.

В радиаторе жидкость охлаждается за счёт набегающего потока воздуха и потока, создаваемого вентилятором.

Воздушная система охлаждения представляет собой оребрение цилиндров двигателя, обдуваемое набегающим или создаваемым вентилятором потоком воздуха.
Система смазки служит для непрерывного подвода смазки к узлам трения.
Система пуска предназначена для быстрого и надёжного пуска двигателя и представляет собой как правило вспомогательный двигатель: электрический (стартер) или маломощный бензиновый).
Система зажигания применяется в карбюраторных двигателях и служит для принудительного воспламенения горючей смеси с помощью электрической искры, создаваемой в свече зажигания, ввернутой в головку цилиндра двигателя.

4. Основные понятия и определения

Верхней мёртвой точкой – ВМТ, называют положение поршня, наиболее удалённое от оси коленчатого вала.
Нижней мёртвой точкой – НМТ, называют положение поршня, наименее отдалённое от оси коленчатого вала.
В мёртвых точках скорость поршня равна , т.к. в них изменяется направление движения поршня.

Перемещение поршня от ВМТ к НМТ или наоборот называется ходом поршня и обозначается .

Очевидно, что
(14.1)
где – радиус кривошипа коленчатого вала.
Ряд периодически повторяющихся процессов в каждом цилиндре двигателя, в результате которых происходит преобразование тепловой энергии, выделяющейся при горении горючей смеси, в механическую работу называется циклом или рабочим процессом двигателя.
Часто рабочего цикла двигателя, совершаемого за один ход поршня называется тактом.
Объём, описываемый поршнем при перемещении из ВМТ в НМТ называют рабочим объёмом цилиндра и обозначают ()
(14.2)
где – диаметр цилиндра;
– ход поршня.
Сумму рабочих объёмов всех цилиндров двигателя называют рабочим объёмом двигателя или литражом двигателя и обозначают через :
(14.3)
где – число цилиндров двигателя.

Объём полости цилиндра при нахождении поршня в ВМТ называют объёмом камеры сгорания и обозначают .

Объём полости цилиндра при нахождении поршня в НМТ называют полным объёмом цилиндра и обозначают .
(14.4)
Степенью сжатия двигателя называют отношение полного объёма цилиндра к объёму камеры сгорания
(14.5)
Степень сжатия показывает во сколько раз уменьшается объём запоршневого пространства при перемещении поршня из НМТ в ВМТ. Как будет показано в дальнейшем степень сжатия в значительной мере определяет экономичность (КПД) любого ДВС.

Графическая зависимость давления газов в запоршневом пространстве от объёма запоршневого пространства, перемещения поршня или угла поворота коленчатого вала носит название индикаторной диаграммы двигателя.

5. Топлива ДВС

5.1. Топливо для карбюраторных двигателей
В карбюраторных двигателях в качестве топлива применяют бензин. Основной тепловой показатель бензина – его низшая теплота сгорания (около 44 МДж/кг). Качество бензина оценивают по его основным эксплуатационно-техническим свойствам: испаряемости, антидетонационной стойкости, термоокислительной стабильности, отсутствию механических примесей и воды, стабильности при хранении и транспортировке.
Испаряемость бензина характеризует способность его переходить из жидкой: фазы в паровую. Испаряемость бензина определяют по его фракционному составу, который находится его разгонкой при различной температуре.
Об испаряемости бензина судят по температурам выкипания 10, 50 и 90% бензина. Так, например, температура выкипания 10% бензина характеризует его пусковые качества.
Чем больше испаряемость при малых температурах, тем лучше качество бензина.

Бензины имеют различную антидетонационную стойкость, т.е. различную склонность к детонации.

Антидетонационная стойкость бензина оценивается октановьм числом (ОЧ), которое численно равно процентному содержанию по объему изооктана в смеси изооктана и гептана, разноценной по детонационной стойкости данному топливу. ОЧ изооктана принимают за 100, а гептана – за нуль. Чем выше ОЧ бензина, тем меньше его склонность к детонации.
Для повышения ОЧ к бензину добавляют этиловую жидкость, которая состоит из тетраэтилсвинца (ТЭС) – антидетонатора и дибромэтена – выносителя.
Этиловую жидкость добавляют к бензину в количестве 0,5-1 см3 на 1 кг бензина. Бензины с добавкой этиловой жидкости называют этилированными, они ядовиты, и при их использовании необходимо соблюдать меры предосторожности.
Этилированный бензин окрашен в красно-оранжевый или сине-зеленый цвет.

Бензин не должен содержать коррозирующих веществ (серы, сернистых соединений, водорастворимых кислот и щелочей), так как присутствие их приводит к коррозии деталей двигателя.

Термоокислительная стабильность бензина характеризует его стойкость против смоло- и нагарообразования. Повышенное нагаро- и смолообразование вызывает ухудшение отвода теплоты от стенок камеры сгорания, уменьшение объема, камеры сгорания и нарушение нормальной подачи топлива в двигатель, что приводит к снижению мощности и экономичности двигателя.
Бензин не должен содержать механических примесей и воды. Присутствие механических примесей вызывает засорение фильтров, топливопроводов, каналов карбюратора и увеличивает износ стенок цилиндров и других деталей. Наличие воды в бензине затрудняет пуск двигателя.
Стабильность бензина при хранении характеризует его способность сохранять свои первоначальные физические и химические свойства при хранении и транспортировке.

Автомобильные бензины маркируются буквой А с цифровых индексом, показывают значение ОЧ. В соответствии с ГОСТ 4095-75 выпускаются бензины марок А-66, А-72, А-76, АИ-93, АИ-98.

5.2. Топливо для дизельных двигателей
В дизельных двигателях применяют дизельное топливо, являющееся продуктом переработки нефти.
Топливо, используемое в дизельных двигателях, должно обладать следующими основными качествами: оптимальной вязкостью, низкой температурой застывания, высокой склонностью к воспламенению, высокой термоокислительной стабильностью, высокими антикоррозионными свойствами, отсутствием механических примесей и воды, хорошей стабильностью при хранении и транспортировке.
Вязкость дизельного топлива влияет на процессы топливоподачи и распыливания.
При недостаточной вязкости топлива увенчивается утечка, его через зазоры в распылителях форсунки и в нерцизионных парах топливного насоса, а при высокой ухудшаются процессы топливоподачи, распыливания и смесеобразования в двигателе.

вязкость топлива зависит от температуры. Температура застывания топлива влияет на процесс подачи топлива из топливного бака. в цилиндры двигателя. Поэтому топливо должно иметь низкую температуру застывания.

Склонность топлива к воспламенению влияет на протекание процесса сгорания. Дизельные топлива.
, обладающие высокой склонностью к воспламенения, обеспечивают плавное протекание процесса сгорания, без резкого повышения давления, воспламеняемость топлива оценивают цетановым числом (ЦЧ), которое численно равно процентному содержанию по объему цетана в смеси цетана и альфаметилнафталина, равноценной по воспламеняемости данному топливу. Для дизельных топлив ЦЧ = 40-60.
Термоокислительная стабильность дизельного топлива характеризует его стойкость против смоло- и нагарообразования. Повышенное нагаро- и смолообразование вызывает ухудшение отвода теплоты от стенок камеры сгорания и нарушение подачи топлива через форсунки в двигатель, что приводит к снижению мощности и экономичности двигателя.

Дизельное топливо не должно содержать коррозирующих веществ, так как присутствие их приводит к коррозии деталей топливоподающей аппаратуры и двигателя. Дизельное топливо не должно содержать механических примесей и воды.
Присутствие механических примесей вызывает засорение фильтров, топливопроводов, форсунок, каналов топливного насосе, и увеличивает износ деталей топливной аппаратуры двигателя.
Стабильность дизельного топлива характеризует его способность сохранять свои начальные физические и химические свойства при хранении и транспортировке.

Для автотракторных дизелей применяют выпускаемые промышленностью топлива: ДЛ – дизельное летнее (при температуре выше 0°С), ДЗ – дизельное зимнее (при температуре до -30°С); ДА – дизельное арктическое (при температуре ниже – 30°С) ( ГОСТ 4749-73).

Типы ДВС и их классификация – Автомобили и люди

Сколько марок автомобилей колесит по дорогам нашей матушки Земли? Уже трудно посчитать. А сколько двигателей понаизобретали? Это уже за пределами современной статистики. Поэтому нужна классификация двигателей внутреннего сгорания, чтобы хотя бы иметь представление о различии их конструкций и принципиальных особенностей.
Так уж случилось, что в современном автомобилестроении победу одержали энергетические установки, содержащие в себе принцип внутреннего сгорания, преобразующие тепловую энергию сгоревшего топлива в цилиндре, в механическую работу. Вот мы и рассмотрим эти самые ДВС.

Классификация двигателей

Классификация двигателей будет понятна, если мы её рассмотрим на основе их признаков: по их назначению, конструктивным особенностям, физическим процессам и другим характерным особенностям.

По топливу

• бензин, дизель, керосин;
• газ

Тактовый рабочий цикл

• Двухтактные ДВС;
• Четырехтактные ДВС

По типу смесеобразования

• внешнее смесеобразование (карбюраторные или газовые двигатели).Нужно обратить внимание на то, что карбюраторные двигатели потребляют легкое жидкое топлив (бензин) и в камеру сгорания поступает уже готовая смесь паров топлива с воздухом;
• внутреннее смесеобразование (бензиновые и дизельные с непосредственным впрыском топлива)дизели работают на жидком тяжелом топливе (дизельное). Оно поступает через форсунки в камеру сгорания в тот момент, когда воздух максимально сжат поршнем, находится в верхней мертвой точке (ВМТ), и соответственно перегрет до высокой температуры, достаточной для поджига смеси;

• с непосредственным поджиганием смеси в цилиндре в нужный момент, будь то карбюраторные или двигатели с впрыском бензина.;
• с воспламенением от сжатия в цилиндре (дизель).

• однорядные, двухрядные (V-образные, оппозитные);
• n — цилиндровые. Количество цилиндров в двигателе автомобилей может быть любым, но самые распространенные в автомобилестроении — четырехцилиндровые двигатели.

• воздушное (с естественным атмосферным обдувом и принудительным);
• жидкостное (специальная система двигателя, имеющая по всему двигателю каналы, по которым принудительно перекачивается охлаждающая жидкость, охлаждая её с помощью радиатора). На блоге подробно описана работа охлаждающей системы.

Это и есть краткое пояснение по теме классификация ДВС. По каждому пункту на блоге имеется подробная статья.
Читайте, совершенствуйтесь, делитесь полученными знаниями в сетях.
Удачи на дорогах!

Статьи по теме

Тракторы, двигатели внутреннего сгорания и спецоборудование – Классификация ДВС

Page 2 of 13
Классификация ДВС
ДВС – совокупность механизмов, узлов и систем, преобразующ.  тепловую энергию топлива в механическую работу.
       Классификация тепловых двигателей производиться на основе классификационных признаков. Они отображают назначение, особенности конструкции рабочего цикла и особенности эксплуатации различных типов дв., физическая сущность их работы и другие характерные свойства.
1) По виду применяемого топлива:
·      дв., работающие на жидких топливах (бензин, керосин, дизельное топливо), были на сырой нефти, спирте.
·      дв., работающие на газообразных топливах.
2) По способу осуществления рабочего цикла:
·      2хтактные – полный раб. цикл в одном цилиндре осуществл. за 2 такта (хода поршня), т.е. за 1 оборот коленвала,
·      4хтактные – полный раб. цикл в одном цилиндре осуществл. за 4 такта (хода поршня), т.е. за 2 оборота коленвала,
3) По способу смесеобразования:
·      с внешним смесеобразованием (карбюр. и газовые дв.),
·      с внутренним смесеобразованием (диз и с непоср. впрыском)
4) По способу воспламенения рабочей смеси:
·      с принудительным зажиганием смеси (карбюраторные, двигатели с непосредственным впрыском легких топлив);
·      с воспламенением от сжатия (дизели).
5) По числу и расположению цилиндров:
·      одно-, двух-, трех- и т.д. цилиндровые;
·      однорядные, двухрядные
6) По способу охлаждения цилиндров:
·      с жидкостным охлаждением;
·      с воздушным охлаждением.
Основные понятия и определение ДВС
(нарисовать рисунок цилиндр-поршень, ход, точки, обьемы)
Мертвыми точками назыв. такие положения КШМ, при которых совпадают по направлению оси кривошипа и шатуна. В мертвых точках поршень меняет направление своего движения. Скорость поршня в МТ равна нулю. Положение поршня, при котором он максимально удален от оси коленвала – ВМТ. Положение поршня, при котором он минимально удален от оси коленвала – НМТ.

Расстояние вдоль оси цилиндра между ВМТ и НМТ называется ходом поршня (S): S=2R. Расстояние от оси коренной шейки коленвала до оси шатунной шейки – диаметром кривошипа.Объём, освобождаемый поршнем при движении его от ВМТ до НМТ называется рабочим объёмом цилиндра (Vn): .
Сумма рабочих объемов всех цилиндров двигателя, выраженная в литрах называется литражом двигателя.Объем над поршнем при его положении в ВМТ называется объемом камеры сжатия (сгорания).
Объем образовавшийся над поршнем при его положении в НМТ называется полным объемом цилиндра: Va=Vc+Vn

Отношение полного объёма цилиндра к объёму камеры сжатия – степень сжатия: ε=Va/Vc. Степень сжатия показывает во сколько раз уменьшается объём рабочей смеси или воздуха при перемещении поршня от НМТ к ВМТ. Смесь топлива с воздухом поступающая в цилиндр при внешнем смесеобразовании – горючая смесь.

Воздух или горючая смесь поступающая в цилиндр за 1 рабочий цикл – свежий заряд. Продукты сгорания, оставшиеся в цилиндре – остаточными (отработанными) газами. Смесь свежего заряда с остаточными газами – рабочая смесь. Зажигание рабочей смеси  в карбюр. дв. производиться эл. искрой, возникшей между электродами свечи зажигания. В дизельных дв.
рабочая смесь самовоспламеняется от температуры нагретого в цилиндре воздуха благодаря высокой степени сжатия.

Классификация двигателей

Двигатели , применяемые в хозяйстве , в том числе автомобильном транспорте , классифицируются по следующим признакам.
По назначению:
*стационарные , применяемые на электростанциях малой и средней мощности , насосных установках и т. п.
*транспортные , устанавливаемые на автомобилях , тракторах , судах и т. п.
По роду применяемого топлива , имеют место двигатели , работающие на:
*лёгком жидком топливе (бензине , бензоле , керосине , спирте , лигроине);
*тяжёлом жидком топливе (дизельном топливе , газойле , соляровом масле , мазуте);
*газовом топливе (генераторном , природном и других газах);
*смешанном топливе (пуск на бензине , работа на газе);
*различных топливах – многотопливные двигатели , работающие на дизельном топливе , бензине , керосине.
По способу преобразования тепловой энергии в механическую работу:
*поршневые , в которых процесс сгорания и превращения тепловой энергии в механическую осуществляется внутри цилиндра;
*газотурбинные – сгорание топлива в специальной камере , а превращение тепловой энергии в механическую работу происходит на лопатках колеса газовой турбины;
*комбинированные – сгорание топлива происходит в поршневом двигателе , являющемся генератором газа , а превращение тепловой энергии в механическую работу частично в цилиндрах двигателя и частично на лопатках колеса.
По способу смесеобразования:
*с внешним смесеобразованием (карбюраторные , газовые , двигатели с впрыском топлива во впускной трубопровод);
*с внутренним смесеобразованием (дизели , двигатели с искровым зажиганием и впрыском топлива в цилиндр , газовые двигатели с подачей газа в цилиндр в начале процесса сжатия).
По способу воспламенения рабочей смеси:
*от электрической искры;
*от сжатия;
*с форкамерно – факельным зажиганием , воспламенение смеси в специальной камере с последующим развитием процесса горения в основной камере;
*с воспламенением газового топлива от небольшой порции дизельного топлива , воспламеняющегося от сжатия , газожидкостный процесс.
По способу осуществления рабочего цикла:
*четырёхтактные без наддува и с наддувом;
*двухтактные без наддува и наддувом.
По способу регулирования состава смеси:
*с качественным регулированием , когда при изменении нагрузки меняется количество топлива вводимого в двигатель;
*с количественным регулированием , когда при изменении нагрузки состав смеси остаётся постоянным , но меняется количество смеси , вводимого в цилиндры двигателя;
*со смешанным регулированием , когда в зависимости от нагрузки изменяется количество и состав смеси.
По способу конструкции:
*поршневые (вертикальные рядные , наклонные рядные , горизонтальные рядные , аппозитивные , v-образные , звёздообразные);
*по расположению поршней (однопоршневые – в каждом цилиндре один поршень и одна рабочая полость ; с противоположно-движущимся поршнями – рабочая полость расположена между двумя поршнями , движущимися в одном цилиндре в противоположные стороны ; двойного действия – по обе стороны поршня имеются рабочие полости);
*роторно-поршневые (ротор (поршень) совершает планетарные движения в корпусе в следствие чего между ротором и стенками камеры переменного объёма , в которых совершается цикл ; корпус совершает планетарное движение , а поршень неподвижен ; ротор и корпус совершают вращательное движение).
По способу охлаждения:
*жидкостного;
*воздушного.
К двигателям внутреннего сгорания относятся упомянутые газовые турбины , реактивные , а также комбинированные двигатели.

На сегодняшний день из множества возможных исполнений на автомобилях устанавливаются поршневые двигатели с воспламенением от искры (с впрыском топлива во впускной трубопровод , карбюраторные , газовые) и с воспламенением от сжатия (дизели). Имеется опыт установки на автомобилях газотурбинных , а также роторно-поршневых двигателей.
Рисунок №0 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
Дата добавления: 2017-02-13; просмотров: 766;

Общие сведения о ДВС и их классификация

1) По способу осуществления рабочего цикла:
а) двухтактные;
б) четырехтактные.
Такт – ход поршня от одного крайнего положения до другого.
2) По роду используемого топлива:
а) легкое жидкое топливо (бензин, спирт);
б) тяжелое жидкое (мазут, дизель);
в) газовое топливо (пропан – бутан).
3) По способу смесеобразования:
а) внутренне смесеобразование, т.е. смесь образуется внутри цилиндра (дизельное ДВС, двигатель со впрыском легкого топлива в цилиндр);
б) внешнее смесеобразование (карбюраторный, двигатели с впускным коллектором, газовые ДВС);
4) По способу воспламенения смеси:
а) принудительное воспламенение от электрической искры;
б) самовоспламенение (от сжатия).
5) По способу наполнения цилиндра свежей смесью:
а) наполнение из атмосферы (атмосферные);
б) принудительное наполнение (наддув).
Требования предъявляемые к ДВС.

Тип ДВС
Надежность
Ресурс
Масса, габарит
Экономичность
Экологичность

Автотранспортные

Авиационные

Ж/Д и водного транспорта

Стационарные

1 – наиболее важное;
5 – наименее важное.
Основные понятия и определения.
1 – впускной клапан;
2 – свеча зажигания;
3 – выпускной клапан;
4 – головка цилиндра;
5 – цилиндр;
6 – поршень;
7 – шатун;
8 – кривошип;
9 – картер.
– угол поворота коленвала;
– радиус кривошипа;
– ход поршня;;
– рабочий объем цилиндра – объем вытесняемый при ходе поршня;
;– площадь поршня;
– объем камеры сгорания – объем внутри полости цилиндра при положении поршня в ВМТ.
;
– полный объем цилиндра;
– число цилиндров;– рабочий объем двигателя (измеряется в литрах).
– степень сжатия;
Рабочий цикл ДВС – это ряд периодически повторяющихся процессов (тактов) в цилиндре ДВС, в результате которых происходит преобразование тепловой энергии в механическую.
Рабочее тело – это вещество при помощи которого осуществляется действительный цикл ДВС.
В ДВС рабочим телом является смесь воздуха, топлива, продуктов сгорания (ТВС).
– коэффициент избытка воздуха.
– стехиометрический коэффициент – это теоретическое количество воздуха, необходимое для полного сгорания 1кг топлива.
;– количество топлива.
– нормальная ТВС;
– бедная ТВС (топливом);
– богатая ТВС (топливом);
означает, что в смеси находится 95% воздуха от теоретически необходимого.
Рабочие процессы четырехтактного ДВС с искровым зажиганием.
Принцип действия.
1 такт: впуск (;).
Впускной клапан открыт, поршень двигается к НМТ. В цилиндре создается разряжение и свежая ТВС поступает в цилиндр. Свежая смесь смешивается с оставшимися газами и образует рабочую смесь.
2 такт: сжатие (;).
Клапаны закрыты, поршень движется к ВМТ, сжимая рабочую смесь, повышается давление и температура. В конце сжатия смесь воспламеняется от электрической искры.
3 такт: рабочий ход (;).
Клапаны закрыты, в результате горения повышаетсяи, смесь расширяется и толкает поршень вниз. Передается усилие на коленвал, заставляя его вращаться и совершать полезную работу.
Такт: выпуск.

Выпускной клапан открыт, поршень движется к ВМТ, выталкивая в атмосферу продукты сгорания из цилиндра.

Полезная механическая работа на валу двигателя создается только во время рабочего хода. Остальные 3 такта работу не создают и происходит за счет энергии маховика и работы других цилиндров.

Классификация ДВС СДМ

Двигатели внутреннего сгорания – это тепловые двигатели, в которых химическая энергия топлива, сгорающего внутри рабочей полости двигателя, преобразуется в механическую работу.
Двигатели внутреннего сгорания делятся на две группы: дизели-двигатели с воспламенением от сжатия, работающие на дизельном топливе, и карбюраторные двигатели с принудительным зажиганием, работающие на бензине на стреловых кранах основным источником энергии являются дизели, а для их запуска – карбюраторные двигатели.
Дизельный двигатель внутреннего сгорания состоит из основных углов: блока-картера, шатунно-кривошипного механизма, механизма газораспределения, системы питания, топливной аппаратуры и регулятора, системы смазки, системы охлаждения, пускового устройства.
Схема 1. Классификация ДВС СДМ
ДВС СДМ разделяется на две основные группы: дизельные двигатели и карбюраторные двигатели.

Дизельные двигатели (дизели) используют как основные энергетические установки для создания тягового усилия базовой машины, перемещения её, гидравлического привода навесных и прицепных орудий, а также вспомогательных целей (управления тормозами, рулевым управлением, электроосвещения). Основным дизелем в процессе эксплуатации машины управляют в основном с рабочего места, из кабины машиниста.
Карбюраторные двигатели на тракторах и шасси применяют для запуска основного двигателя.
К отличительным особенностям дизельных двигателей относятся простота конструкции и надёжность в работе, экономичность, лёгкость запуска и управления, надёжность пуска в летнее время и в условиях холодного климата, устойчивость работы.

Двигатели хорошо воспринимают перегрузки в условиях резко переменных режимов работы бульдозеров, бульдозеров-рыхлителей, скреперов и грейдеров, могут работать в запылённых условиях, приспособлены к выполнению технического обслуживания и ремонта.

Двигатели внутреннего сгорания, устанавливаемые на тракторах и шасси, называют автотракторными.
Автотракторные двигатели внутреннего сгорания классифицируют по назначению, типу и способу воспламенения горючих смесей, роду сжигаемого топлива, способу образования горючей смеси, способу охлаждения, числу и расположению рабочих цилиндров.
По назначению эти двигатели можно разделить на основные и пусковые.
Основные двигатели работают постоянно во время выполнения рабочих циклов, передвижения тракторов и шасси с объекта на объект, выполнения вспомогательных операций. Пусковые двигатели включают только в момент запуска основного двигателя.

По типу и способу воспламенения горючей смеси различают дизельные и карбюраторные двигатели. Дизельные двигатели работают на воспламенении топлива в воздушной среде. Горючая смесь воспламеняется за счет повышения температуры воздуха при сжатии в цилиндрах и распыления топлива форсунками.

В карбюраторных двигателях горючую смесь приготавливают в карбюраторе и воспламеняют ее в цилиндрах электрической искрой.
По роду сжигаемого топлива различают двигатели внутреннего сгорания, работающие на тяжелом жидком топливе (например, дизельном, керосине) и работающие на легком топливе (бензине с различными октановыми числами) и газообразном (пропан бутановом).
Тяжелое дизельное топливо используют в дизелях, бензиновое и газообразное – в карбюраторных двигателях. Карбюраторные двигатели с более легким запуском используют как пусковые.

По способу образования горючей смеси используют двигатели с внутренним и внешним смесеобразованием. Внутреннее смесеобразование осуществляется в дизелях, воздух всасывается отдельно и насыщается распыленным дизельным топливом внутри цилиндров перед воспламенением.

Внешнее смесеобразование применяют при бензиновом и газовом топливах. Всасываемый двигателем воздух смешивается с бензином или газом в карбюраторе или смесителе до попадания горючей смеси в цилиндры.
По способу охлаждения известны двигатели с жидкостным и воздушным охлаждением.
 Двигатели с жидкостным охлаждением обеспечивают более равномерный режим работы при колебании температуры наружного воздуха и их предпочитают на многих базовых машинах. В качестве охлаждающей жидкости применяют воду или антифризовые жидкости, которые замерзают при более низких температурах (до минус 40оС).
Двигатели с воздушным охлаждением обдуваются потоком воздуха, нагнетаемого вентилятором в обребренные поверхности цилиндров. Воздушные двигатели применяют только на гусеничном тракторе Т-330.

По числу и расположению рабочих цилиндров различают одно-, двух-, четырех-, шести-, восьмицилиндровые двигатели; по расположению рабочих цилиндров – вертикально-рядные, V- образные и горизонтально-рядные.

Одно- и двухцилиндровые вертикально-рядные агрегаты применяют на тракторах, пусковых двигателях для включения основного двигателя.
Основные дизели изготовляют в четырех-, шести-, восьмицилиндровом исполнении с вертикально-рядным или V- образным расположением рабочих цилиндров.
Дизельные двигатели обеспечивают по сравнению с карбюраторными больший КПД от 25 до 32%, меньший расход топлива от 25 до 30%, невысокую стоимость эксплуатации за счет более низкой цены тяжелого топлива, проще по конструкции из-за отсутствия системы зажигания
Двигатели внутреннего сгорания обеспечивают независимость базовых машин и агрегатируемых с ними навесных и прицепных дорожно-строительных машин от внешних источников питания, возможность работы их в отдаленных районах, использование в любое время суток, в различных климатических условиях и самостоятельный переход машин с одного строительного объекта на другой.

По принципу работы различают четырех- и двухтактные двигатели. На тракторах и шасси, агрегатируемых с землеройно-транспортными машинами, применяют основные и пусковые двигатели, работающие по четырехтактному циклу.

Схема и процессы, протекающие в одном простейшем рабочем цилиндре поршневого дизельного двигателя, поясняет рисунок 1.
Такт — часть рабочего цикла, протекающего за время прохождения поршнем пути от одной мертвой точки до другой.
Такт впуска. При помощи постороннего источника энергии, например электрического двигателя (электро­стартера), вращают коленчатый вал дизеля и поршень его начинает двигаться от в.м.т. к н.м.т. (рис. 1, а). Объем над поршнем увеличивается, вследствие чего дав­ление падает до 75…
90 кПа. Одновременно с началом движения поршня клапан открывает впускной канал, по которому воздух, пройдя через воздухоочиститель, посту­пает в цилиндр с температурой в конце впуска 30…50 °С. Когда поршень доходит до н. м. т., впускной клапан за­крывает канал и подача воздуха прекращается.

Такт сжатия. При дальнейшем вращении коленчатого вала поршень начинает двигаться вверх (см. рис. 1, б) и сжимать воздух. Оба канала при этом закрыты клапана­ми. Давление воздуха в конце хода достигает 3,5… 4,0 МПа, а температура — 600…700 °С.
Рабочий ход (такт расширения). В конце такта сжа­тия при положении поршня, близком к в. м. т., в цилиндр через форсунку (рис.
1, в) впрыскивается мелкораспы­ленное топливо, которое, смешиваясь с сильно нагретым воздухом и газами, частично оставшимися в цилиндре после предыдущего процесса, воспламеняется и сгорает. Давление газов в цилиндре при этом повышается до 6,0…8,0 МПа, а температура — до 1800…2000 °С.

Так как при этом оба канала остаются закрытыми, расширяю­щиеся газы давят на поршень, а он, перемещаясь вниз, через шатун поворачивает коленчатый вал.

Такт выпуска. Когда поршень подходит к н. м. т., вто­рой клапан открывает выпускной канал и газы из цилиндра выходят в атмосферу (см. рис. 1, г).
При этом поршень под действием энергии, накопленной за рабочий ход маховиком, перемещается вверх и внутренняя по­лость цилиндра очищается от отработавших газов. Дав­ление газов в конце такта выпуска составляет 105.
.. 120 кПа, а температура — 600…700 °С.
После такта выпуска рабочий процесс начинает повторяться, т. е. следующим тактом опять будет впуск, за­тем сжатие и т. д. в течение всей работы двигателя.

В карбюраторном четырехтактном двигателе процессы протекают аналогичным образом, в той же последовательности. Исключением является то, что горючая смесь приготавливается в карбюраторе сразу после воздухоочистителя.
Вместо форсунки в камере сгорания установлена электрическая свеча, которая в конце сжатия горючей смеси образует искру. Искра поджигает смесь, и продукты сгорания под давлением воздействуют на поршень.
Он опускается, выполняя рабочий цикл.
На тракторах в качестве пускового устройства дизеля применяют карбюраторные двигатели — небольшие по размерам и мощности двигатели внутреннего сгорания, работающие на бензине.

Устройство этих двигателей несколько отличается от устройства четырехтактных. У двухтактного двигателя отсутствуют клапаны, закрывающие каналы, по которым в цилиндр поступает свежий заряд и происходит выпуск отработавших газов.

Роль клапанов выполняет поршень 7 (рис. 2, а), который в нужные моменты открывает и закрывает окна, соединенные с каналами, продувочное окно 1, выпускное окно 3 и впускное окно 5.
Кроме того, картер двигателя сделан герметичным и образует криво­шипную камеру 6, где располагается коленчатый вал.
Все процессы в таких двигателях происходят за один оборот коленчатого вала, т. е. за два такта, поэтому они и носят название двухтактных.
Сжатие — первый такт. При движении поршня вверх он перекрывает продувочное 1 и выпускное 3 окна и сжи­мает ранее поступившую в цилиндр топливовоздушную смесь. Одновременно с этим в кривошипной камере 6 создается разрежение, и в нее через открывшееся впуск­ное окно 5 поступает свежий заряд топливовоздушной смеси, приготовленной в карбюраторе 4.
Рабочий ход, выпуск и впуск — второй такт. Когда поршень, идущий вверх, не доходит до в. м. т. на 25… 27° (по углу поворота коленчатого вала), в свече 2 проскакивает искра, которая воспламеняет топливо.

Горение топлива продолжается до прихода поршня в в.м.т. После этого нагретые газы, расширяясь, толкают поршень вниз и тем самым совершают рабочий ход (см. рис 2, б).

Топливовоздушная смесь, находящаяся в это время в кривошипной камере 6, сжимается.
В конце рабочего хода поршень вначале открывает выпускное окно 3, через которое выходят отработавшие газы, затем продувочное окно 1 (рис 2, в), через которое из кривошипной камеры в цилиндр поступает свежий заряд топливовоздушной смеси. В дальнейшем все эти процессы повторяются в такой же последовательности.
Достоинства двухтактного двигателя заключаются в следующем. Так как рабочий ход при двухтактном про­цессе происходит за каждый оборот коленчатого вала, мощность двухтактного двигателя на 60…70 % превыша­ет мощность четырехтактного двигателя, имеющего такие же размеры и частоту вращения коленчатого вала. Устройство двигателя и его эксплуатация более простые.

Недостаток двухтактного двигателя — повышенный расход топлива и масла за счет потери топливовоздуш­ной смеси при продувке цилиндра.

Так как из четырех тактов только один является рабочим, одноцилиндровый четырехтактный двигатель работает очень неравномерно. Чтобы исключить это, применяют маховик, который устанавливают на выходе коленчатого вала.
Для повышения мощности двигателя и равномерности его хода применяют многоцилиндровые двигатели, состоящие из двух, четырех, шести или восьми элементарных цилиндров.
В многоцилиндровом двигателе чаще повторяются рабочие такты, более равномерно вращается коленчатый вал, снижается масса маховика, вибрация при работе.

Рабочие такты следуют один за другим через одинаковые промежутки времени в разных цилиндрах.

Последовательность рабочих тактов называют порядком работы цилиндров двигателя.
Например, в четырехцилиндровом четырехтактном двигателе за два оборота коленчатого вала происходят последовательно рабочие такты во всех цилиндрах в разное время, в соответствии с установленным порядком работы.
В двухтактном двигателе рабочие процессы всасывания горючей смеси, ее сжатие, рабочий ход и выхлоп производят за два такта работы.
При подъеме поршня сначала цилиндр наполняется горючей смесью, затем происходит ее сжатие и воспламенение (от сжатия в дизеле или электрической искры в карбюраторном двигателе). Затем после взрыва и сгорания горючей смеси поршень опускается и в конце хода рабочая камера сообщается с атмосферой, выхлопные газы выходят наружу, а новая порция горючей смеси входит в цилиндр. Двухтактный цикл применяют в пусковых двигателях.

К основным показателям двигателей относятся эффективная мощность (кВт), частота вращения коленчатого вала (мин-1), крутящий момент (Н×м), часовой (кг/ч) и удельный (грамм/эффективный×Вт×ч) расходы, КПД.

Эффективная мощность – это мощность, развиваемая на коленчатом валу. Наиболее полно характеризует двигатель эксплуатационная максимальная мощность на маховике при самой высокой подаче топлива за вычетом всех внутренних потерь, которые пошли на обеспечение его работы: всасывание воздуха в воздухоочиститель, вращение водяного насоса, вентилятора, движение газов в выхлопной трубе.

Крутящий момент определяет нагрузку, которую двигатель может преодолеть и передать трансмиссии. С увеличением частоты вращения коленчатого вала крутящий момент сначала повышается, затем падает при максимальной мощности.
Часовой и удельный расходы топлива характеризуют экономичность топлива. Первый определяет количество топлива, израсходованного в час при данном режиме работы, второй – это отношение часового расхода к максимальной мощности.
Коэффициент полезного действия характеризует количество теплоты, превращенной в полезную работу коленчатого вала, к количеству теплоты, выделенному при полном сгорании топлива. Для дизелей КПД колеблется в пределах от 0,32 до 0,4, для карбюраторных от 0,25 до 0,35.

Двигатели внутреннего сгорания. Классификация, основные типовые конструкции

Лекция 15.
Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) — наиболее распростра­ненный тип тепловых двигателœей, в которых процессы получения тепловой энергии и преобразования ее в механическую работу про­странственно совмещены.
Достигается это совмещение благодаря тому, что получение теплоты от сжигания топлива осуществляется в полостях с ограниченным объёмом, благодаря чему расширяю­щиеся продукты сгорания создают избыточное давление.
Такое давление реализуется в виде механической работы, затрачиваемой на перемещение поршней, турбинных лопаток или вытекающей струи газа. В соответствии с типом элемента͵ перемещаемого дав­лением газа, различают поршневые, турбинные и реактивные дви­гатели.

Благодаря компактности, высокой экономичности и надежнос­ти поршневые ДВС получили наиболее широкое применение в раз­личных отраслях промышленности, строительства и пр.
Класси­фикация поршневых ДВС показана на рис. 1.

Процесс преобразования тепловой энергии в механическую ра­боту поршневыми двигателями осуществляется циклически.
Рабочим циклом называют совокупность последовательно про­текающих в цилиндре двигателя термодинамических процессов, в результате совершения которых происходит однократное преобра­зование тепловой энергии, выделœенной при сжигании порции топ­лива в цилиндре двигателя, в механическую работу по перемеще­нию поршня.
Рабочий цикл состоит из следующих процессов: за­полнения цилиндра воздухом или приготовленной в карбюраторе горючей смесью, сжатия воздуха или горючей смеси, подачи и распыливания топлива в дизелях (смесеобразование), воспламенения, сгорания и тепловыделœения, расширения продуктов сгорания и вы­пуска отработавших газов.

Рис. 1. Общая классификация двигателœей внутреннего сгорания.
Поршень в цилиндре двигателя совершает возвратно-поступа­тельные движения между определœенными (фиксированными) по­ложениями, которые называются соответственно внутренней и наружной мертвыми точками (ВМТ и НМТ).

Перемещение поршня между мертвыми точками в одном направлении называют ходом поршня, а часть цикла, совершаемую при движении поршня между мертвыми точками, — тактом. Название такта дается по основному процессу, протекающему при ходе поршня.

При перемещении поршня объём внутренней полости цилиндра меняется.
Характерными объёмами при этом принимаются следующие:
– объём внутренней полости цилиндра при положении поршня в ВМТ, называемый объемом пространства сжатия и обозначаемый Vc;
– объём внутренней полости цилиндра при положении поршня в НМТ, называемый полным объёмом цилиндра и обозначаемый Vt;
– объём, описываемый поршнем между мертвыми точками, кото­рый принято называть рабочими объемом цилиндра и обозначается Vs.
Отношение полного объёма цилиндра к объёму пространства сжатия называют степенью сжатия, ее обозначают е и находят по формуле
(1)
Степень сжатия показывает, во сколько раз уменьшается объём цилиндра над поршнем, т. е. сжимается заряд в цилиндре при перемещении поршня из НМТ в ВМТ.
Рабочий цикл в ДВС может совершаться за два или четыре хода поршня. В соответствии с этим двигатели называют двух­тактными и четырехтактными.

Учитывая зависимость отспособа приготовления горючей смеси, полу­чаемой при смешивании топлива с воздухом, различают двигатели с внутренним смесеобразованием — дизельные и внешним — кар­бюраторные двигатели.

По способу воспламенения рабочей смеси, состоящей из топлива и воздуха, ДВС делят на основные группы: с принудительным воспламенением от постороннего источника (двигатели карбюра­торные и газовые); с воспламенением от сжатия (дизели).
Карбюраторные двигатели работают на легком жидком топли­ве (бензинœе), дизели — на тяжелом жидком топливе (дизельном топливе и других фракциях нефти).
В карбюраторных двигателях горючая смесь образуется вне ци­линдра. В цилиндры поступает готовая смесь (пары бензина с воз­духом), которая во время такта сжатия сжимается в 6…9 раз и затем поджигается электрической искрой.
Дизели работают по иному принципу, чем карбюраторный дви­гатель: в цилиндры поступает не горючая смесь, а чистый воздух, который сжимается в 12…20 раз. При таком сжатии давление в камере сжатия повышается, а сам воздух при этом нагревается.

В сжатый и нагретый воздух через специальную форсунку впрыс­кивается дизельное топливо, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ распыляется на мельчайшие капельки и частично испаряется, образуя с воздухом горючую смесь.

Эта смесь воспламеняется от нагретого при сжатии воздуха без какого-либо постороннего зажигания и сгорает.
Количественные соотношения топлива и воздуха (топливо и воздух образуют горючую смесь) определяются окислительно-вос­становительными реакциями, протекающими между химическими элементами топлива и кислородом воздуха.
В большем количестве воздуха можно сжечь большее количество топлива и, следова­тельно, получить большее количество теплоты и механической ра­боты, в связи с этим в дизельных двигателях для повышения мощности при неизменных геометрических параметрах цилиндров может ис­пользоваться наддув, т. е. подача воздуха под давлением.

Поршневой ДВС состоит из группы неподвижных и подвижных узлов и ряда обслуживающих систем. Принципиальные схемы од­ноцилиндрового четырехтактного дизеля с наддувом и двухтактного дизеля показаны на рис. 2, 3 и 4.

К основным неподвижным узлам относятся фундаментная рама с подшипниками коленчатого вала, на которую устанавливаются станина и втулки цилиндров. Сверху цилиндры закрываются крыш­ками. Двигатели с помощью лап монтируются на подмоторной раме 13 (см. рис. 2, а).
Втулки цилиндров устанавливаются, как правило, в едином блоке, называемом блоком цилиндров 5, и закрывается единой для всœего ряда цилиндров крышкой, которую называют головкой блока цилиндров 11.
К главным подвижным деталям ДВС относятся поршень 7, шатун 3 и коленчатый вал 2.
Рис. 2.Двигатель внутреннего сго­рания (дизель):
а — принципиальная схема двигате­ля:
1 -нижний картер (поддон); 2 -коленчатый вал; 3 -шатун; 4 -верхний картер; 5 -блок цилиндров; 6 -нагнетатель (наддувочный аг­регат); 7 – поршень; 8 – впускной клапан; 9 -форсунка; 10 – выпускной клапан; 11 -голов­ка блока цилиндров; 12 – топливный насос высокого давления; 13 – подмоторная рама;
б – индикаторная диаграмма Р—V; в – диаграмма фаз газораспределœения:
φ0 — угол опережения открытия впускного кла­пана; φз — угол запаздывания закрытия впуск­ного клапана; φв — угол опережения открытия выпускного клапана; φк — угол запаздывания закрытия выпускного клапана; φт — угол опе­режения впрыска топлива; φ0+φк — угол пере­крытия клапанов;
г — схема работы четырехтактного дизеля
Рис. 3.Схема работы двухтактного дизеля со встречно-движущимися поршнями и прямоточно-щелœевой продувкой:
1,6 -верхний и нижний поршни; 2 – продувочные окна; 3 – форсунки; 4 – камера сгорания; 5 – выхлопные окна
Рис. 4.
Двухтактный дизель с П-образной поперечной продув­кой: а – схема работы двухтактного дизеля; б – диаграмма фаз газораспределœения; в – индикаторная диаграмма: zут – рас­ширение; тп – свободный выпуск; паа' – продувка; а'а” – на­полнение; а”с – cжатие; czy – горение; х – начало впрыска топлива; у -окончание подачи топлива в камеру сгорания
Каждый ДВС имеет следующие системы:
– систему газообмена, управляющую органами наполнения цилиндров свежим зарядом воздуха и очистки его от отработавших газов;
– топливную систему, служащую для подачи и подготовки топлива к сгоранию в цилиндре;
– систему смазывания;
– систему охлаждения;
– систему пуска;
– систему управления;
– систему регулирования.

Современные ДВС оснащаются также дополнительными системами и устройствами, которые улучшают мощностные и другие показатели. К ним относят системы наддува, предпускового подо­грева и автоматики, шумо- и виброгасящие устройства, гасители крутильных колебаний на коленчатом валу и т. п.

К основным параметрам дизелœей относят номинальную мощ­ность, число цилиндров, тактность, диаметр цилиндра, ход поршня, степень сжатия, массогабаритные размеры и др.
Рассмотрим принцип работы четырехтактного ди­зеля с наддувом (см. рис. 2, г), у которого один рабочий цикл совершается за четыре хода (такта) поршня, соответствующих двум оборотам коленчатого вала.
Первый такт — такт впуска свежего воздуха — происходит при перемещении поршня от ВМТ к НМТ. Впускной клапан 8 открыт, а выпускной 10 — закрыт.

С началом движения поршня от ВМТ к НМТ объём рабочего пространства цилиндра 5 увеличи­вается, а давление в нем уменьшается и становится меньше атмос­ферного в дизелях без наддува (нагнетатель 6 отсутствует).

При наличии наддува воздух поступает в цилиндр под давлением, со­здаваемым компрессором (наддувочным агрегатом). При отсут­ствии наддува свежий заряд воздуха поступает в цилиндр за счёт разрежения.
Для достижения максимального наполнения цилинд­ра впускной клапан открывается несколько раньше, в точке г с определœенным углом опережения, равным 15…35° угла поворота коленчатого вала до ВМТ, и закрывается в точке а