Двигатель

Основу поршневого двигателя внутреннего сгорания составляет блок цилиндров 10 (рис.1), внутри и снаружи которого располагаются детали его механизмов и сис­тем.

Сверху блок цилиндров закрыт головкой 11, а снизу поддоном 9. В передней части укреплен картер распределительных шестерен, а в задней - картер маховика. В число механизмов и систем двигателя, а также их основных показателей входят следующие.

Кривошипно-шатунный механизм 1 служит для преобразования возвратно-поступательного движения поршня (поршней) во вращательное коленчатого вала. Кроме того, он участвует в преобразовании тепловой энергии в механическую энергию.

Действие механизма состоит в том, что поршень 2, совершая возвратно-поступательное движение через шатун 3 (рис.2, а), вращает коленчатый вал 1 в подшипниках. При возвратно-поступательном движении поршни за­нимают различные положения, при которых изменяется объем цилиндра 4.

Верхняя мертвая точка (в.м.т.) - такое положение поршня в цилиндре, при котором расстояние от дна поршня 2 до оси коленчатого вала 1 наиболь­шее.

Нижняя мертвая точка (н.м.т.) - поло­жение поршня в цилиндре, при котором расстояние от дна поршня до оси коленчатого вала наименьшее (см. рис.2, б).

Ход поршня S равен перемещению его между мертвыми точками.

Рабочий объем цилиндра - равен объ­ему, освобожденному поршнем, при движении от в.м.т. к н.м.т.

,

где – диаметр цилиндра; – ход поршня, ( - радиус кривошипа коленчатого вала).

Объем камеры сжатия - объем, образу­ющийся над поршнем, когда он находится в в.м.т.

Полный объем цилиндра - сумма объемов рабочего и камеры сжатия:

Литраж двигателя - сумма рабочих объ­емов всех цилиндров, выраженная в литрах:

где - рабочий объем одного цилиндра; I - число цилиндров.

Степень сжатия - отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия:

Рис.1 - Основные части двигателя внутреннего сгорания:

1 - кривошипно-шатунный механизм; 2 - газораспределительный механизм; 3 - система питания; 4 - система охлаждения; 5 - вентиляция картера; 6 – уравновешивающий механизм; 7 – смазочная система; 8 – система пуска; 9 - поддон; 10 - блок цилиндров; 11 - головка цилиндров.

Объем камеры сжатия - объем, образу­ющийся над поршнем, когда он находится в в.м.т.

Полный объем цилиндра - сумма объемов рабочего и камеры сжатия:

Литраж двигателя - сумма рабочих объ­емов всех цилиндров, выраженная в литрах:

где - рабочий объем одного цилиндра; I - число цилиндров.

Степень сжатия - отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия:

Степень сжатия показывает, во сколько раз умень­шается полный объем цилиндра при перемещении порш­ня от н.м.т. до в.м.т.

дизелей находится в пределах от 15 до 22, у кар­бюраторных двигателей - от 5 до 10.

Газораспределительный механизм 2 (см. рис.1) предназначен для сообщения камеры сгорания цилиндра (в строго установленные мо­менты) с впускным и выпус­кным каналами двигателя.

Уравновешивающий ме­ханизм 6 устанавливают на некоторых двигателях для устранения вредного дей­ствия инерционных сил, воз­никающих при работе кривошипно-шатунного механиз­ма.

Системы питания и регулирования 3 служат для очистки воздуха и топлива от механических примесей и воды и подачи их в камеру сгорания, а также для обеспечения равномерного вра­щения коленчатого вала двигателя во время его работы с переменными нагрузками.

Смазочная система 7 обеспечивает очистку и подачу чистого масла к рабочим поверхностям деталей двигате­ля для уменьшения трения и отвода излишней теплоты от них.

Система охлаждения 4 отводит избыточную теплоту от деталей двигателя и поддерживает необходимый теп­ловой режим во время его работы.

Система пуска 8 используется для вращения коленча­того вала при пуске двигателя.

Система зажигания применяется у двигателей, рабо­тающих на бензине, для воспламенения рабочей смеси. У тракторных двигателей, работающих на дизельном топливе, такая система отсутствует, а топливо самовос­пламеняется от высокой температуры, образующейся в ка­мере сгорания на такте сжатия.

Рис.2 – Схема двигателя:

а – поршень в верхней мертвой точке; б - поршень в нижней мертвой точке; 1 – коленчатый вал; 2 – поршень; 3 – шатун; 4 – цилиндр.

Вентиляция картера 5 двигателя. Во время работы двигателя, через неплотности между поршневыми коль­цами и цилиндрами, из камер сгорания в картер поступают продукты сгорания, воздух, пары топлива и

воды. Эти вещества, попадая в картер и перемещаясь с распыленным маслом, вызывают его ускоренное старе­ние, коррозию деталей двигателя, создают в камере по­вышенное давление и утечку масла через различные уп­лотнения двигателя.

Для того чтобы избежать повышения чрезмерного давления, на двигателе устанавливают устройство под названием сапун*, при помощи которого картер сообща­ется с атмосферой, окружающей двигатель; через него и выходят наружу все прорвавшиеся газы из камеры сгорания. Если в картере двигателя после прекращения его работы давление остывшего в нем воздуха окажется ниже атмосферного, то воздух из атмосферы войдет через сапун в картер и устранит вакуум.

Сапуны у разных двигателей делают по-разному: у одних, например, сапун представляет собой трубку А (см. рис.1), у основания которой установлена фильт­рующая набивка из стальной проволоки, предназначен­ной для защиты картера от попадания в него пыли, песка и предотвращения выброса из картера масла в атмос­феру. У других двигателей сапун Б соединен с крышкой заливного патрубка для заправки маслом.