itciskra.ru
Основной принцип действия двигателя заключается в сгорании топлива, что приводит к высвобождению большого количества энергии. Этот процесс происходит внутри цилиндров двигателя, которые в составе одной системы образуют так называемый двигатель внутреннего сгорания. Важнейшей частью этой системы является поршень – подвижный элемент, который совершает туда и обратно горизонтальные движения.
Двигатель внутреннего сгорания работает по циклическому принципу. Важнейшими этапами его работы являются всасывание, сжатие, воспламенение смеси, рабочий ход, выпуск отработанных газов. Каждый из этих этапов необходим для обеспечения непрерывной работы двигателя.
На первом этапе двигатель выполняет процесс всасывания воздуха или воздушно-топливной смеси. В результате такого всасывания в цилиндрах создается относительно низкое давление. На втором этапе происходит сжатие этой смеси при помощи поршня. Сжатие приводит к увеличению давления, что позволяет получить максимальную эффективность сгорания.
Третий этап – это воспламенение смеси. При помощи свечи зажигания происходит воспламенение топлива, что вызывает его взрыв и высвобождение энергии. Рабочий ход – это четвертый этап работы двигателя, в результате которого передвигается поршень, осуществляется работа коленчатого вала и приводятся в движение другие части механизма. Наконец, на последнем этапе двигатель выпускает отработанные газы через выпускной клапан.
Впуск топливо-воздушной смеси
На данном этапе, воздух попадает в цилиндры двигателя, смешиваясь с топливом в определенных пропорциях. Впускная система двигателя состоит из нескольких компонентов, которые обеспечивают правильное дозирование и распределение впускающего воздуха и топлива.
Основными элементами впускной системы являются:
- воздушный фильтр, предназначенный для очистки воздуха от пыли и грязи перед его поступлением в двигатель;
- дроссельная заслонка, регулирующая количество поступающего воздуха в цилиндр;
- топливный инжектор или карбюратор, отвечающий за подачу топлива в цилиндр.
Процесс впуска топливо-воздушной смеси происходит следующим образом:
- Воздушный фильтр очищает поступающий воздух от пыли и грязи.
- Пропуская через дроссельную заслонку, воздух регулируется по объему и скорости.
- Воздух смешивается с топливом в определенных пропорциях.
- Смесь поступает в цилиндр двигателя через топливный инжектор или карбюратор.
Впуск топливо-воздушной смеси должен быть правильно откалиброван для обеспечения оптимальной работы двигателя. Неправильное соотношение топлива и воздуха может привести к недостаточной или избыточной мощности, а также к повышенному расходу топлива и большим выбросам вредных веществ.
Сжатие смеси
Процесс сжатия смеси начинается в момент закрытия выпускного клапана и продолжается до момента зажигания смеси. Закрытие выпускного клапана приводит к тому, что под действием работающего поршня сжимается газовая смесь в цилиндре. За счет сжатия смесь подвергается повышению давления и температуры.
Сжатие газовой смеси до высокого давления является необходимым условием для обеспечения эффективного сгорания смеси в последующих стадиях работы двигателя. После сжатия смесь становится готовой к воспламенению.
Основной параметр, определяющий степень сжатия смеси, является компрессионное число двигателя. Компрессионное число определяется отношением объема цилиндра на стороне нижней мертвой точки к объему цилиндра на стороне верхней мертвой точки.
Чем выше компрессионное число двигателя, тем выше степень сжатия смеси и тем лучше эффективность работы двигателя. Однако, слишком высокое компрессионное число может привести к проблемам со сгоранием смеси, таким как детонация или октановое число топлива недостаточно для работы двигателя с таким высоким сжатием.
Воспламенение смеси
Основным компонентом, отвечающим за воспламенение смеси, является свеча зажигания. Она представляет собой проволочный электрод, заключенный в керамическую изоляцию. В момент, когда поршень двигателя находится в верхней точке хода, свеча зажигания создает электрическую искру, которая перепрыгивает между ее электродами и инициирует воспламенение горючей смеси.
При этом, перед воспламенением, необходимо, чтобы смесь в цилиндре была достаточно сжатой и нагретой. Для этого применяется принцип работы четырехтактного двигателя, который предусматривает проведение цикла впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска отработавших газов.
Важно отметить, что воспламенение смеси должно происходить в определенный момент времени, называемый зажиганием. Точное определение точки зажигания является важной задачей для эффективной работы двигателя. Регулировка точки зажигания позволяет достичь наиболее высокой эффективности работы двигателя и минимального расхода топлива.
Таким образом, воспламенение смеси является важным этапом работы двигателя внутреннего сгорания, который обеспечивает создание рабочего давления и осуществляется с помощью свечи зажигания.
Расширение газов
Когда топливная смесь сжигается в цилиндре двигателя, образующиеся газы начинают расширяться. Это происходит за счет выделения тепла в процессе сгорания топлива и увеличения давления. Расширение газов создает высокое давление внутри цилиндра и позволяет преобразовать энергию сгорания в механическую работу.
Однако, чтобы получить оптимальное расширение газов и максимальную эффективность работы двигателя, необходимо правильно управлять этим процессом. Для этого используются различные элементы и системы, такие как клапаны, поршни, коленчатый вал и редукторы.
Основная задача системы управления двигателя — контроль за расширением сгорающей смеси и попытка сделать его максимально эффективным. Для этого используются различные методы, например, управление подачей топлива и воздуха в цилиндр, изменение величины клапанного хода и т.д.
Итак, расширение газов является одним из ключевых этапов работы двигателя. Оно позволяет преобразовать энергию сгорания в механическую работу и обеспечивает движение автомобиля. Правильное управление и контроль этого процесса позволяет повысить эффективность работы двигателя и снизить его негативное воздействие на окружающую среду.