Классификация автомобильных двигателей

Автомобильные поршневые двигатели внутреннего сгорания классифицируются по следующим основным признакам.

По виду применяемого моторного топлива:

· двигатели, работающие на жидком топливе (бензине, дизельном топливе, спиртах и др.);

· двигатели, работающие на газовом топливе (на сжиженном газе, на сжатом газе и др.).

По способу воспламенения рабочей смеси:

· двигатели с принудительным электроискровым зажиганием (бензиновые и газовые);

· двигатели с воспламенением от сжатия (дизели).

По способу смесеобразования:

· двигатели с внешним смесеобразованием, в которых топливо с воздухом смешиваются вне цилиндра, а в цилиндр подаётся готовая горючая смесь (карбюраторные и газовые двигатели), а также инжекторные двигатели с впрыском топлива во впускную трубу;

· двигатели с внутренним смесеобразованием, в которых воздух и топливо в цилиндр двигателя подаются раздельно, а смешение топлива с воздухом происходит внутри цилиндра (дизельные и трубопоршневые двигатели, а также инжекторные двигатели с искровым зажиганием и впрыском топлива в цилиндр).

По способу осуществления рабочего цикла:

· двигатели четырёхтактные, в которых рабочий цикл осуществляется за четыре такта (за два оборота коленчатого вала);

· двигатели двухтактные, в которых рабочий цикл осуществляется за два такта (за один оборот коленчатого вала).

По способу наполнения цилиндра свежим зарядом:

· вследствие разряжения в полости цилиндра (атмосферные двигатели);

· под избыточным давлением (наддуве) свежего заряда.

По числу цилиндров:

·

По расположению цилиндров:

· двигатели однорядные с вертикальным, наклонным и горизонтальным расположением цилиндров (1, 2, 3, 4, 5, 6-цилиндровые);

· двигатели двухрядные, V-образные (6, 8, 12-цилиндровые), а также оппозитные двигатели с горизонтальным расположением цилиндров.

Двигатели внутреннего сгорания разделяются также по средней скорости поршня на тихоходные (до 10 м/с) и быстроходные (более 10 м/с); по системе охлаждения – с жидкостным и воздушным охлаждением; по рабочему объёму цилиндров.

Основные понятия и показатели двигателя

Автомобильные двигатели (бензиновые и дизельные) состоят из механизмов – кривошипно-шатунного (КШМ) и газораспределительного (ГРМ) и систем – охлаждения, смазывания, питания, пуска. У бензиновых двигателей имеется, кроме того, система зажигания.

Кривошипно-шатунный механизм является основным рабочим механизмом поршневого двигателя внутреннего сгорания. КШМ воспринимает силу давления газов, действующую на поршень, и преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Газораспределительный механизм служит для своевременного открытия и закрытия клапанов, что необходимо для наполнения цилиндра свежим зарядом (горючей смесью у бензиновых и газовых АД или воздухом у дизельных АД) и выпуска отработавших газов из цилиндра. Таким образом ГРМ обеспечивает процессы газообмена в АД.

Система охлаждения служит для отвода части тепла от стенок цилиндра и головки, сильно нагревающихся при сгорании топлива в цилиндре двигателя.

Смазочная система обеспечивает подачу необходимого количества и давления очищенного смазочного материала (моторного масла) к трущимся поверхностям деталей КШМ и ГРМ для уменьшения силы трения и снижения их износа, а также для частичного охлаждения трущихся поверхностей, уплотнения зазоров и удаления продуктов износа из зоны трения.

Система питания служит для подачи отдельно топлива и воздуха в цилиндр дизельного двигателя или для приготовления горючей смеси из мелкораспыленного топлива и воздуха в карбюраторе бензинового двигателя, а также выпуска отработавших газов, их нейтрализации и глушения шума.

Система зажигания необходима для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах бензиновых и газовых АД при помощи электрической искры.

Система электрического пуска двигателя служит для проворачивания коленчатого вала при его пуске.

НМТ (нижняя мёртвая точка) – минимальное удаление поршня от оси коленчатого вала, при этом , или полуоборота – нижнее крайнее положение поршня.

– радиус кривошипа – расстояние от оси коренной шейки до оси шатунной шейки коленчатого вала.

– ход поршня – расстояние, проходимое поршнем от одной до другой мёртвой точки ().

– объём камеры сгорания – объём над поршнем, находящимся в ВМТ.

– полный объём цилиндра – объём над поршенм, находящимся в НМТ.

– рабочий объём цилиндра – объём цилиндра, заключённый между мёртвыми точками.

– рабочий объём двигателя – сумма рабочих объёмов всех цилиндров.

– степень сжатия – отношение полного объёма цилиндра к объёму камеры сгорания .

К конструктивным показателям, характеризующим степень совершенства конструкции двигателя, относятся: число цилиндров (); расположение цилиндров (рядные (Р), V-образное); диаметр поршня (); ход поршня (); длина шатуна (); радиус кривошипа (R) коленчатого вала; рабочий объём цилиндра (); литраж двигателя (); отношения и ; конструктивная (сухая) масса () двигателя; удельная масса двигателя (); литровая масса двигателя ().

Такие показатели, как рабочий объём цилиндра, число цилиндров, диаметр цилиндра, ход поршня, радиус кривошипа и длина шатуна определяют основные размеры автомобильных двигателей (габариты) и их массу.

Удельная масса АД представляет собой отношение сухой массы двигателя к его эффективной мощности :

Удельная масса характеризует лёгкость конструкции, напряжённость деталей и степень совершенства рабочего процесса АД.

Литровая масса – это отношение сухой массы двигателя к рабочему объёму (литражу) двигателя:

Отношение хода поршня к диаметру цилиндра является одним из основных конструктивных показателей АД. При – двигатели являются короткоходными, а при – длинноходными.

Отношение является характеристикой кривошипно-шатунного механизма АД, по которой производится выбор шатуна.

При выполнении курсового проекта необходимо согласно заданию определить ряд параметров автомобильных двигателей, которые характеризуют как совершенство конструкции двигателя, так и эффективность его работы.

В качестве исходных данных берутся показатели технической характеристики двигателя, тип которого также принимается по заданию.