Двигун внутрішнього згоряння
Двигун внутрішнього згоряння – дуже поширений вид теплового двигуна. Паливо в ньому згоряє прямо в циліндрі, всередині самого двигуна. Звідси і походить назва цього двигуна.
Двигуни внутрішнього згоряння працюють на рідкому паливі (бензин, гас, нафта) або на пальному газі.
Теплові двигуни такого типу зазвичай встановлюють на автомобілі.
Двигун складається з циліндра, в якому переміщується поршень 3, з’єднаний за допомогою шатуна 4 з колінчастим валом 5.
У верхній частині циліндра є два клапани 1 і 2, які при роботі двигуна автоматично відкриваються і закриваються в потрібні моменти. Через клапан 1 в циліндр поступає горюча суміш, яка запалюється за допомогою свічки 6, а через клапан 2 випускаються відпрацьовані гази.
У циліндрі такого двигуна періодично відбувається згоряння горючої суміші, що з парів бензину і повітря. Температура газоподібних продуктів згоряння досягає 1600-1800 ° С. Тиск на поршень при цьому різко зростає.
Розширюючись, гази штовхають поршень, а разом з ним і колінчастий вал, здійснюючи механічну роботу. При цьому вони охолоджуються, тому що частина внутрішньої енергії газів перетворюється в механічну енергію.
Розглянемо більш докладно схему роботи такого двигуна. Крайні положення поршня в циліндрі називають мертвими точками. Відстань, яку проходить поршнем від однієї мертвої точки до іншої, називають ходом поршня.
Один робочий цикл у двигуні відбувається за чотири ходи поршня, або, як кажуть, за чотири такту. Тому такі двигуни називають чотиритактними.
Один хід поршня, або один такт двигуна, відбувається за півоберта колінчастого валу.
Цикли роботи двигуна внутрішнього згоряння
Рис. 27. Цикли роботи двигуна внутрішнього згоряння
При повороті вала двигуна на початку першого такту поршень рухається вниз (рис. 27, а). Обсяг над поршнем збільшується. Внаслідок цього в циліндрі створюється розрідження. У цей час відкривається клапан 2 і в циліндр входить горюча суміш. До кінця першого такту циліндр заповнюється горючою сумішшю, а клапан 1 закривається.
При подальшому повороті вала поршень рухається вгору (другий такт) і стискає горючу суміш (рис. 27, б). В кінці другого такту, коли поршень дійде до крайнього верхнього положення, стиснута горюча суміш запалюється (від електричної іскри) і швидко згоряє.
Утворені при згорянні гази тиснуть на поршень і штовхають його вниз (рис. 27, в). Під дією розширюються нагрітих газів (третій такт) двигун здійснює роботу, тому цей такт називають робочим ходом. Рух поршня передається шатуну, а через нього колінчастого валу з маховиком. Отримавши сильний поштовх, маховик продовжує обертатися за інерцією і переміщує скріплений з ним поршень при подальших тактах. Другий і третій такти відбуваються при закритих клапанах.
Німецький інженер, творець двигуна внутрішнього згоряння використовуваного по теперішній час.
В кінці третього такту відкривається клапан 2, і через нього продукти згоряння виходять з циліндра в атмосферу. Випуск продуктів згоряння триває і протягом четвертого такту, коли поршень рухається вгору (рис. 27, г). Наприкінці четвертого такту клапан 2 закривається.
Отже, цикл двигуна складається з наступних чотирьох процесів (тактів): впуску, стиску, робочого ходу, випуску.
В автомобілях використовують найчастіше чотирициліндрові двигуни внутрішнього згоряння. Робота циліндрів узгоджується так, що в кожному з них по черзі відбувається робочий хід і колінчастий вал весь час отримує енергію від одного з поршнів. Є й восьмициліндрові двигуни. Багатоциліндрові двигуни в кращому ступені забезпечують рівномірність обертання валу і мають велику потужність.
Застосування двигунів внутрішнього згоряння надзвичайно різноманітно. Вони приводять в рух літаки, теплоходи, автомобілі, трактори, тепловози. Потужні двигуни внутрішнього згоряння встановлюють на річкових і морських суднах.
Питання
Який двигун називають двигуном внутрішнього згоряння?
Користуючись малюнком 26, розкажіть, з яких основних частин складається найпростіший двигун внутрішнього згоряння.
За скільки ходів, або тактів, відбувається один робочий цикл двигуна? Скільки оборотів робить при цьому вал двигуна?
Які процеси відбуваються в двигуні протягом кожного з чотирьох тактів? Як називають ці такти?
Яку роль відіграє маховик в двигуні внутрішнього згоряння?
(2 votes, average: 5.00 out of 5)