Двигатель внутреннего сгорания.
презентация к уроку на тему
Двигатель внутреннего сгорания. Устройство, механизмы, системы.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
| dvs.pptx | 2.92 МБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Двигатель внутреннего сгорания Филиал государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования Московской области «Университет «Дубна» Лыткаринский промышленно-гуманитарный колледж Мастер производственного обучения Рязанцев В.М.
Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) Классификация: по назначению: – транспортные, устанавливаются на автомобилях. — стационарные – на стационарных силовых установках (миксер-бетономешалка, компрессорная установка. по рабочему циклу: – 4-х тактные — 2-х тактные (маломощные: мопеды, мотоциклы )
по способу смесеобразования: — с внешним смесеобразованием (карбюраторные, инжекторные ) — с внутренним смесеобразованием (в дизели – топливо впрыскивается в цилиндр двигателя) по способу воспламенения рабочей смеси: — от электрической искры (бензиновые, на газовом топливе) — с воспламенением под воздействием высокой температуры, возникающей при сильном сжатии рабочей смеси (дизели)
по виду топлива: — жидкое топливо: — легкие сорта (бензины, керосины, спирты) — тяжелые сорта (дизельное топливо) По числу цилиндров По расположению цилиндров: — рядные (с вертикальным расположением цилиндров) — V -образные (цилиндры под углом 90 градусов) — оппозитные (цилиндры под углом 180 градусов)
По способу наполнения цилиндров свежим зарядом: — атмосферные — с наддувом По способу охлаждения: — отвод тепла осуществляется при помощи охлаждающей жидкости — путем обдува цилиндров воздухом.
Общее устройство ДВС Двигатель внутреннего сгорания состоит из: — 2-х механизмов: — кривошипно-шатунный механизм (КШМ) — газораспределительный механизм (ГРМ) — 5-и систем: — система питания (включает систему выпуска отработавших газов) — система смазки (включает систему рециркуляции и вентиляции картерных газов) — система охлаждения (включает систему предпускового подогрева) — система зажигания (отсутствует у дизелей) — система пуска
КШМ — предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала двигателя. В ДВС еще воспринимает давление газов в процессе их расширения. Принцип действия КШМ Поршень под действием давления газов совершает поступательное движение в сторону коленчатого вала. С помощью кинематических пар: поршень – шатун и шатун – вал поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала . Детали КШМ делятся на подвижные и неподвижные: Подвижные: поршни, поршневые кольца, поршневые пальцы, шатуны, коленчатый вал, маховик. Неподвижные: Блок цилиндров, головка блока цилиндров ГБЦ, картер, поддон картера.
ГРМ – служит для своевременного впуска в цилиндры двигателя горючей смеси и выпуска отработавших газов. Служит для своевременного открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов. Состоит из: Тарельчатый клапан : тарелка, стержень. Направляющая втулка, седло . Распределительный вал (или несколько) Привод распределительного вала Привод клапанных механизмов. С верхним расположением распределительного вала: пружины клапана, рычаг клапана. С нижним … ось коромысел, коромысла, штанги (толкатели), пружины клапанов.
Система питания карбюраторного двигателя – служит для приготовления горючей смеси вне цилиндров двигателя и подачи её в цилиндры двигателя. Состроит: топливный бак, фильтры грубой и тонкой очистки топлива, топливопроводы , топливный насос, карбюратор, воздушный фильтр, впускной коллектор. Система выпуска отработавших газов является частью системы питания. Состоит: Выпускной коллектор, выхлопная труба, резонатор, глушитель.
Система смазки — служит для подачи масла для смазки и охлаждения подшипников и других трущихся деталей двигателя . Состоит: насос с маслоприемником , фильтр очитки масла, масляные магистрали (каналы и трубопроводы), масляный радиатор, детали системы вентиляции картера двигателя.
Система охлаждения – предназначена для отвода излишней теплоты и поддержания температурного режима в пределах 80 -95 градусов. Жидкостная система охлаждения — состоит из рубашки охлаждения, насоса охлаждающей жидкости, термостата, радиатора, вентилятора, расширительного бачка, патрубков системы охлаждения, клапана. Рубашка охлаждения – полость, огибающая части двигателя, требующие охлаждения. Насос охлаждающей жидкости – служит для принудительной циркуляции охлаждающей жидкости по системе охлаждения .
Термостат – служит для поддержания рабочей температуры. Он перенаправляет охлаждающую жидкость по малому кругу, в обход радиатора, если температура не достигла рабочей. Радиатор — служит для отвода тепла в атмосферу за счет набегающего потока воздуха. Вентилятор — создает дополнительный поток воздуха для обдува радиатора. Расширительный бачок — содержит запас охлаждающей жидкости. Система охлаждения имеет клапан , который создает небольшое давление в системе для увеличения температуры кипения (около 110 градусов). Клапан находится в крышке радиатора или расширительного бачка.
Воздушная система охлаждения состоит из ребер охлаждения и вентилятора (если с принудительным приводом)
Система зажигания – обеспечивает появление, в нужный момент, электрической искры, воспламеняющей рабочую смесь. Является частью общей системы электрооборудования. У дизельных двигателей система зажигания отсутствует. Воспламенение происходит под воздействием высокой температуры рабочей смеси в результате сильного сжатия рабочей смеси.
Система пуска – служит для обеспечения пуска двигателя. Если двигатель находится в неподвижном состоянии, его нужно раскрутить воздействием внешней силы или источника энергии. Мускульная сила (тросик, веревочный стартер), (на мотоциклах есть рычаг – кикстартер ) Электростартер Вспомогательный ДВС (пусковой двигатель) Буксировка (кроме АКПП)
Основные параметры двигателя — мертвые точки – крайние положения поршня в цилиндре двигателя, в которых поршень меняет направление своего движения. Их две: верхняя — ВМТ , нижняя – НМТ — Ход поршня – путь, который проходит поршень от одной до другой мертвой точки — Рабочий цикл двигателя – совокупность процессов, при которых тепловая энергия превращается в механическую работу. — Такт – часть рабочего цикла, который происходит за один ход поршня
— Объем камеры сгорания – пространство над поршнем, при нахождении поршня в ВМТ — Рабочий объем цилиндра – пространство, освобождаемое поршнем при движении от ВМТ к НМТ — П олный объем цилиндра – сумма объема камеры сгорания и рабочего объема цилиндра — Р абочий объем двигателя – сумма рабочих объемов всех цилиндров двигателя — Степень сжатия – отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания (показывает, во сколько раз сжимается рабочая смесь в цилиндре двигателя)
Увеличение степени сжатия влечет: — увеличение октанового числа бензина — увеличивается мощность — уменьшается расход топлива — увеличение надежности и стоимости деталей КШМ Октановое число – показатель характеризующий детонационную стойкость бензина Детонация – характерный стук или «звон» двигателя Детона́ция (от фр. détoner — «взрываться» и лат. detonare — «греметь»
Принцип работы и устройство двигателя
Двигатель внутреннего сгорания называется так потому что топливо воспламеняется непосредственно внутри его рабочей камеры, а не в дополнительных внешних носителях. Принцип работы ДВС основан на физическом эффекте теплового расширения газов, образующихся в процессе сгорания топливно-воздушной смеси под давлением внутри цилиндров двигателя. Выделяемая в этом процессе энергия преобразуется в механическую работу.
В процессе эволюции ДВС выделились несколько типов двигателей, их классификация и общее устройство:
- Поршневые двигатели внутреннего сгорания. В них рабочая камера находится внутри цилиндров, а тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством кривошипно-шатунного механизма, передающего энергию движения на коленчатый вал. Поршневые моторы делятся, в свою очередь, на:
- карбюраторные, в которых воздушно-топливная смесь формируется в карбюраторе, впрыскивается в цилиндр и воспламеняется там искрой от свечи зажигания;
- инжекторные, в которых смесь подаётся напрямую во впускной коллектор, через специальные форсунки, под контролем электронного блока управления, и также воспламеняется посредством свечи;
- дизельные, в которых воспламенение воздушно-топливной смеси происходит без свечи, посредством сжатия воздуха, который от давления нагревается до температуры, превышающей температуру горения, а топливо впрыскивается в цилиндры через форсунки.
Далее рассматриваются только поршневые двигатели, так как только они получили широкое распространение в автомобильной промышленности. Основные причины тому: надежность, стоимость производства и обслуживания, высокая производительность.
Устройство двигателя внутреннего сгорания
Схема устройства двигателя.Первые поршневые ДВС имели лишь один цилиндр небольшого диаметра. В дальнейшем, для увеличения мощности сначала увеличивали диаметр цилиндра, а потом и их количество. Постепенно двигатели внутреннего сгорания приняли привычный нам вид. “Сердце” современного автомобиля может иметь до 12 цилиндров.
Наиболее простым является двигатель с рядным расположением цилиндров. Однако, с увеличением количества цилиндров растет и линейный размер двигателя. Поэтому появился более компактный вариант расположения — V-образный. При таком варианте цилиндры расположены под углом друг к другу (в пределах 180-ти градусов). Обычно используется для 6-цилиндровых двигателей и более.
Одна из основных частей двигателя — цилиндр (6), в котором находится поршень (7), соединенный через шатун (9) с коленчатым валом (12). Прямолинейное движение поршня в цилиндре вверх и вниз шатун и кривошип преобразуют во вращательное движение коленчатого вала.
На конце вала закреплен маховик (10), назначение которого придавать равномерность вращению вала при работе двигателя. Сверху цилиндр плотно закрыт головкой блока цилиндров (ГБЦ), в которой находятся впускной (5) и выпускной (4) клапаны, закрывающие соответствующие каналы.
Клапаны открываются под действием кулачков распределительного вала (14) через передаточные механизмы (15). Распределительный вал приводится во вращение шестернями (13) от коленчатого вала.
Для уменьшения потерь на преодоление трения, отвод теплоты, предотвращения задиров и быстрого износа трущиеся детали смазывают маслом. В целях создания нормального теплового режима в цилиндрах двигатель должен охлаждаться.Но главная задача – заставить работать поршень, ведь именно он является главной движущей силой. Для этого в цилиндры должны подаваться горючая смесь в определенной пропорции (у бензиновых) или отмеренные порции топлива в строго определенный момент под высоким давлением (у дизелей). Топливо воспламеняется в камере сгорания, отбрасывает поршень с большой силой вниз, тем самым приводя его в движение.
Принцип работы двигателя
Из-за низкой производительности и высокого расхода топлива 2-тактных двигателей практически все современные двигатели производят с 4-тактными циклами работы:
- Впуск топлива;
- Сжатие топлива;
- Сгорание;
- Вывод отработанных газов за пределы камеры сгорания.
Точка отсчета — положение поршня вверху (ВМТ — верхняя мертвая точка). В данный момент впускное отверстие открывается клапаном, поршень начинает движение вниз и засасывает топливную смесь в цилиндр. Это первый такт цикла.
Во время второго такта поршень достигает самой нижней точки (НМТ — нижняя мертвая точка), при этом впускное отверстие закрывается, поршень начинает движение вверх, из-за чего топливная смесь сжимается. При достижении поршнем максимальной верхней точки топливная смесь сжата до максимума.
Третий этап – это поджигание сжатой топливной смеси с помощью свечи, которая испускает искру. В результате горючий состав взрывается и толкает поршень с большой силой вниз.
На заключительном этапе поршень достигает нижней границы и по инерции возвращается к верхней точке. В это время открывается выпускной клапан, отработанная смесь в виде газа выходит из камеры сгорания и через выхлопную систему попадает на улицу. После этого цикл, начиная с первого этапа, повторяется снова и продолжается в течение всего времени работы двигателя.
Описанный выше способ является универсальным. По такому принципу построена работа практически всех бензиновых моторов. Дизельные двигатели отличаются тем, что там нет свеч зажигания – элемента, который поджигает топливо. Детонация дизельного топлива осуществляется благодаря сильному сжатию топливной смеси. При такте «впуск» в цилиндры дизеля поступает чистый воздух. Во время такта «сжатие» воздух нагревается до 600О С. В конце этого такта в цилиндр впрыскивается определенная порция топлива, которое самовоспламеняется.
Системы двигателя
Вышеописанное представляет собой БЦ (блок цилиндров) и КШМ (кривошипно-шатунный механизм). Помимо этого современный ДВС состоит и из других вспомогательных систем, которые для удобства восприятия группируют следующим образом:
- ГРМ (механизм регулировки фаз газораспределения);
- Система смазки;
- Система охлаждения;
- Система подачи топлива;
- Выхлопная система.
ГРМ — газораспределительный механизм
Чтобы в цилиндр поступало нужное количество топлива и воздуха, а продукты сгорания вовремя удалялись из рабочей камеры, в ДВС предусмотрен механизм, называемый газораспределительным. Он отвечает за открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов, через которые в цилиндры поступает топливо-воздушная горючая смесь и удаляются выхлопные газы. К деталям ГРМ относятся:
- Распределительный вал;
- Впускные и выпускные клапаны с пружинами и направляющими втулками;
- Детали привода клапанов;
- Элементы привода ГРМ.
ГРМ приводится в действие от коленчатого вала двигателя автомобиля. С помощью цепи или ремня вращение передается на распределительный вал, который посредством кулачков или коромысел через толкатели нажимает на впускной или выпускной клапан и по очереди открывает и закрывает их.
Система смазки
В любом моторе есть множество трущихся деталей, которые необходимо постоянно смазывать, чтобы уменьшить потери мощности на трение и избежать повышенного износа и заклинивания. Для этого существует система смазки. Попутно с ее помощью решается еще несколько задач: защита деталей двигателя внутреннего сгорания от коррозии, дополнительное охлаждение деталей мотора, а также удаление продуктов износа из мест соприкосновения трущихся частей. Систему смазки двигателя автомобиля образуют:
- Масляный картер (поддон);
- Насос подачи масла;
- Масляный фильтр с редукционным клапаном;
- Маслопроводы;
- Масляный щуп (индикатор уровня масла);
- Указатель давления в системе;
- Маслоналивная горловина.
Система охлаждения
Во время работы мотора его детали соприкасаются с раскаленными газами, которые образуются при сгорании топливо-воздушной смеси. Чтобы детали двигателя внутреннего сгорания не разрушались из-за чрезмерного расширения при нагреве, их необходимо охлаждать. Охладить мотор автомобиля можно с помощью воздуха или жидкости. Современные моторы имеют, как правило, жидкостную схему охлаждения, которую образуют следующие части:
- Рубашка охлаждения двигателя;
- Насос (помпа);
- Термостат;
- Радиатор;
- Вентилятор;
- Расширительный бачок.
Система подачи топлива
Система питания для двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от искры и от сжатия отличаются друг от друга, хотя и имеют ряд общих элементов. Общими являются:
- Топливный бак;
- Датчик уровня топлива;
- Фильтры очистки топлива — грубой и тонкой;
- Топливные трубопроводы;
- Впускной коллектор;
- Воздушные патрубки;
- Воздушный фильтр.
В обеих системах имеются топливные насосы, топливные рампы, форсунки подачи топлива, сам принцип подачи одинаков: топливо из бака с помощью насоса через фильтры подается в топливную рампу, из которой попадает в форсунки. Но если в большинстве бензиновых двигателей внутреннего сгорания форсунки подают его во впускной коллектор мотора автомобиля, то в дизельных оно подается непосредственно в цилиндр, и уже там смешивается с воздухом.
Выхлопная система
Система выхлопа предназначена для отвода отработанных газов из цилиндров двигателя автомобиля. Основные детали, ее составляющие:
- Выпускной коллектор;
- Приемная труба глушителя;
- Резонатор;
- Глушитель;
- Выхлопная труба.
В современных двигателях внутреннего сгорания выхлопная конструкция дополнена устройствами нейтрализации вредных выбросов. Она состоит из каталитического нейтрализатора и датчиков, сообщающихся с блоком управления двигателем. Выхлопные газы из выпускного коллектора через приемную трубу попадают в каталитический нейтрализатор, затем через резонатор в глушитель. Далее через выхлопную трубу они выбрасываются в атмосферу.
Как работает двигатель внутреннего сгорания — СКАЧАТЬ РУКОВОДСТВО
Предоставленное издание представляет из себя наглядное руководство по принципу работы двигателя внутреннего сгорания — ДВС. В подмогу начинающему — фото снимки и flash-анимации, это дает возможность без труда осмыслить в технике в том числе и представительницам слабого пола. Эта инструкция выглядит как help-документ, а это значит комфортную навигацию по содержимому. Также в пособии присутствует раздел с популярными вопросами по роботе и неисправностях автомобиля, таких как: почему двигатель работает неравномерно, почему двигатель работает шумно и громко, ДВС работает рывками и другие.
Интерактивное пособие: как работает двигатель автомобиля
Интерактивное пособие, которое в наглядном, красочном и анимированном виде показывает как устроен и работает двигатель машины.
Как работает автомобиль
Урок 1. Введение.
Урок 2. Внутреннее сгорание.
Урок 3. Основные части двигателя.
Урок 4. Неисправности двигателя.
Урок 5. Газораспределительная система и система зажигания.
Урок 6. Система охлаждения, запуска и воздушная система.
Урок 7. Топливная, выхлопная системы, система смазки и система электропитания.
Урок 8. «Зарядка» двигателя
Урок 9. Популярные вопросы о двигателяхСкачать интерактивное пособие работы двигателя автомобиля
Размещено в разделе Литература, софт, 28.05.2008 г., Просмотров 11 971, Комментариев 0