Основы устройства поршневых ДВС

Поршневые ДВС состоят из механизмов и систем, выполняющих заданные им функции

и взаимодействующих между собой. Основными частями такого двигателя являются

кривошипно-шатунный механизм и газораспределительный механизм, а также

системы питания, охлаждения, зажигания и смазочная система.

Кривошипно-шатунный механизм преобразует прямолинейное возвратно-

поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Механизм газораспределения обеспечивает своевременный впуск горючей смеси в

цилиндр и удаление из него продуктов сгорания.

Система питания предназначена для приготовления и подачи горючей смеси в

цилиндр, а также для отвода продуктов сгорания.

Смазочная система служит для подачи масла к взаимодействующим деталям с целью

уменьшения силы трения и частичного их охлаждения, наряду с этим циркуляция

масла приводит к смыванию нагара и удалению продуктов изнашивания.

Система охлаждения поддерживает нормальный температурный режим работы

двигателя, обеспечивая отвод теплоты от сильно нагревающихся при сгорании

рабочей смеси деталей цилиндров поршневой группы и клапанного механизма.

Система зажигания предназначена для воспламенения рабочей смеси в цилиндре

двигателя.

Итак, четырехтактный поршневой двигатель состоит из цилиндра и картера,

который снизу закрыт поддоном. Внутри цилиндра перемещается поршень с

компрессионными (уплотнительными) кольцами, имеющий форму стакана с днищем в

верхней части. Поршень через поршневой палец и шатун связан с коленчатым

валом, который вращается в коренных подшипниках, расположенных в картере.

Коленчатый вал состоит из коренных шеек, щек и шатунной шейки. Цилиндр

,поршень, шатун и коленчатый вал составляют так называемый кривошипно-

шатунный механизм. Сверху цилиндр накрыт головкой с клапанами, открытие и

закрытие которых строго согласовано с вращением коленчатого вала, а

следовательно, и с перемещением поршня.

Перемещение поршня ограничивается двумя крайними положениями, при которых его

скорость равна нулю. Крайнее верхнее положение поршня называется верхней

мертвой точкой (ВМТ), крайнее нижнее его положение - нижняя мертвая точка

(НМТ).

Безостановочное движение поршня через мертвые точки обеспечивается маховиком,

имеющим форму диска с массивным ободом. Расстояние, проходимое поршнем от ВМТ

до НМТ, называется ходом поршня S, который равен удвоенному радиусу R

кривошипа: S=2R.

Пространство над днищем поршня при нахождении его в ВМТ называется камерой

сгорания; ее объем обозначается через Vс; пространство цилиндра между двумя

мертвыми точками (НМТ и ВМТ) называется его рабочим объемом и обозначается

Vh. Сумма объема камеры сгорания Vс и рабочего объема Vh составляет полный

объем цилиндра Vа: Vа=Vс+Vh. Рабочий объем цилиндра (его измеряют в

кубических сантиметрах или метрах): Vh=пД^3*S/4, где Д - диаметр цилиндра.

Сумму всех рабочих объемов цилиндров многоцилиндрового двигателя называют

рабочим объемом двигателя, его определяют по формуле: Vр=(пД^2*S)/4*i, где i

- число цилиндров. Отношение полного объема цилиндра Va к объему камеры

сгорания Vc называется степенью сжатия: E=(Vc+Vh)Vc=Va/Vc=Vh/Vc+1. Степень

сжатия является важным параметром двигателей внутреннего сгорания, т.к.

сильно влияет на его экономичность и мощность.