Файл: Дорожные машины и мостостроительные механизмы учебное пособие..pdf

Г Л А В А 2

ДВИГАТЕЛИ ДОРОЖНЫХ МАШИН

§ 1. ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ НА ДОРОЖНЫХ МАШИНАХ

Двигателем называется силовой агрегат, преобразующий ка­

тельное движение в результате преобразования прямолинейно-по­ ступательного движения поршня, на который оказывают давле­ ние продукты сгорания рабочей смеси.' В роторных двигателях газы воздействуют непосредственно на врарцающуюся деталь (ротор или колесо газовой турбины.)

На современных автомобилях, тракторах и дорожных маши­ нах применяют поршневые двигатели внутреннего сгорания. Эти двигатели классифицируются по следующим признакам: способу смесеобразования, способу осуществления рабочего процесса, числу цилиндров и виду применяемого топлива.

По способу смесеобразования различают двигатели с внеш­ ним смесеобразованием (карбюраторные и газовые) и внутрен­ ним (дизели).

У двигателей с внутренним смесеобразованием (дизелей) го­ рючая смесь образуется непосредственно в цилиндрах, для чего в них подается воздух, который, сжимаясь, нагревается до высо­ кой температуры. В конце сжатия в цилиндры под большим дав­ лением впрыскивается в распыленном состоянии топливо. В ре­ зультате соприкосновения с горючим воздухом частиц распылен­ ного топлива последнее воспламеняется (воспламенениеот сжатия).

Ряд периодически ■повторяющихся процессов в цилиндре дви­ гателя, в результате которых происходит преобразование тепловой

По способу осуществления рабочего процесса двигатели под­ разделяют на чытырех- и двухтактные. Двигатели, рабочий цикл

ваются двухтактными.

По числу цилиндров двигатели бывают одноцилиндровые и многоцилиндровые. На автомобилях, тракторах и дорожных ма­ шинах применяют многоцилиндровые двигатели.

По виду применяемого топлива различают двигатели, работа­ ющие на жидком топливе (бензине, керосине, дизельном топли­ ве), и двигатели газообразного топлива, работающие на генера­ торном, сжатом и сжиженных газах. На автомобилях, тракторах и дорожных машинах применяют преимущественно карбюратор­ ные двигатели, работающие на бензине, и дизельные двигатели, работающие на дизельном топливе.

§ 2. УСТРОЙСТВО ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Основной частью одноцилиндрового четырехтактного карбюра­ торного двигателя (рис. 23) является цилиндр 13 со съемной го­ ловкой 12. Цилиндр и его головка имеют водяную рубашку 14, в

с резьбой, в которое ввернута свеча зажигания 10, воспламеняю­ щая рабочую смесь в цилиндре с помощью электрической искры. Внутри цилиндра размещен поршень 15, соединенный поршневым пальцем 16 с шатуном 17. Нижний конец шатуна шарнирно со­ единен с кривошипом коленчатого вала 19. Коленчатый вал мо­ жет вращаться в опорных подшипниках. На заднем конце вала установлен маховик. Снизу цилиндр закрыт картером, в поддон 20 которого заливают масло для питания системы смазки двига­ теля.

Образование горючей смеси происходит в карбюраторе 7, от­ куда смесь по впускной трубе 6 через впускной клапан 11 посту­ пает в камеру сгорания Цилиндра. Отработавшие газы удаляются из цилиндра через выпускные клапаны 8 и трубу 5. Открытие и закрытие клапанов осуществляется кулачками распределитель­ ного вала 2, приводимого во вращение шестеренчатой передачей.

линдр двигателя.

Под давлением газов, образующихся в результате сгорания в цилиндре рабочей смеси, поршень перемещается в цилиндре от

36

одного крайнего положения к другому, совершая прямолинейное возвратно-поступательное движение. Положение поршня в ци­ линдре, при котором расстояние его от оси вала двигателя будет наименьшим, называется нижней мертвой точкой (Н. М. Т.). В мертвых точках поршень останавливается и направление его движения изменяется.

Рис. 23. Схема устройства одноцилиндрового карбюратор­ ного двигателя:

Путь, пройденный поршнем от верхней мертвой точки В. М. Т. до Н. М. Т. (или наоборот), называется ходом поршня. Ход поршня совершается за пол-оборота коленчатого вала. Когда пор­ шень находится в В. М. Т., над ним имеется свободное простран­ ство, которое называется камерой сгорания, а объем этого прост­ ранства— объемом камеры сгорания.

Объем цилиндра, освобождаемый поршнем при движении его от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке, является рабо­ чим объемом цилиндра, он измеряется в литрах или кубических сантиметрах. Сумма рабочих объемов всех цилиндров двигателя, выраженная в литрах, называется литражом двигателя.

Сумма объема камеры сгорания и рабочего объема цилиндра называется полным объемом цилиндра. Иными словами, полный объем — это объем внутренней полости цилиндра, расположенный над поршнем, когда поршень находится в Н. М. Т.

37

Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгора­ ния называется степенью сжатия. Степень сжатия — это отвле­ ченное число, показывающее, во сколько раз уменьшается перво­ начальный объем находящихся в цилиндре горючей смеси или воздуха в результате перемещения поршня от Н. М. Т. к В. М. Т.

Любой поршневой двигатель внутреннего сгорания состоит из кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов, а также систем охлаждения, смазки и питания. У карбюраторных двигателей, кроме того, имеется система зажигания горючей смеси.

§ 3. РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС ЧЕТЫРЕХТАКТНЫХ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Карбюраторный двигатель

Полный рабочий цикл у большинства карбюраторных двигате­ лей совершается в каждом цилиндре за два оборота коленчатого

Первый такт рабочего процесса (рис. 24, а) — впуск в цилиндр горючей смеси. При этом поршень движется вниз от В. М. Т. к Н. М. Т., создавая разрежение в полости цилиндра над поршнем; впускной клапан открыт, и цилиндр через впускную трубу и кар­ бюратор сообщается с атмосферой. Под действием разрежения горючая смесь из карбюратора поступает во внутреннюю полость цилиндра и заполняет освобождаемый поршнем объем. Заполне­ ние цилиндра горючей смесью продолжается до прихода поршня в Н. М. Т. К этому времени впускной клапан закрывается.

Поступая в цилиндр, горючая смесь соприкасается со стенками впускного трубопровода и цилиндра, перемешивается с отработав­ шими газами, оставшимися от предыдущего цикла. Вследствие этого она нагревается и расширяется. Горючая смесь в цилиндре, содержащая остатки отработавших газов, называется рабочей сме­ сью. К концу такта впуска температура рабочей смеси достигает

70 — 80° С.

Второй такт — сжатие (рис. 24,6). При этом поршень дви­ жется от Н. М. Т. к В. М. Т., а оба клапана закрыты. Под дейст­ вием перемещаемого поршня рабочая смесь сжимается, а значит, еще более нагревается. Рабочую смесь сжимают с таким расчетом, чтобы ее температура в конце такта сжатия была ниже температуры самовоспламенения применяемого топлива. В противном случае рабочая смесь может воспламениться до прихода поршня в В. М. Т.

-10— 14 атм: В концетакта1ейсатй'й рабочая ёмесь-в цилиндре-вос­ пламеняется электрической- искрой,-появляющейся' между электро-

38