Рабочие циклы двухтактного и четырехтактного двигателя Выполнил:Шеховцов А.С Проверила:

Двухтактные двигатели могут быть карбюраторными и дизелями. Общим для всех типов двухтактных двигателей является использование потока свежей смеси или воздуха для удаления отработавших газов из цилиндра так называемая продувка, которая осуществляется различными способами. Схема устройства и работы двухтактного карбюраторного двигателя с кривошипно-камерной продувкой. / канал, идущий из кривошипной камеры; 2 продувочное окно; 3 поршень; 4 цилиндр; 5 свеча; 6 выпускное окно; 7 впускное окно; 8 карбюратор; 9 кривошипная камера. У двигателей этого типа в стенке цилиндра 4 сделаны три окна: впускное 7, продувочное 2 и выпускное 6: картер (кривошипная камера) 9 двигателя изолирован от атмосферы. К впускному окну 7 присоединен карбюратор 8. Продувочное окно 2 сообщается каналом 1 с кривошипной камерой 9 двигателя

Рабочий цикл в двигателе происходит следующим образом. Поршень 3 движется от н. м. т. к в. м. т. (рис. 1 а), перекрывая в начале хода продувочное окно, 2, а затем выпускное 6. После этого в цилиндре начинается сжатие ранее поступившей в него горючей смеси. Изменение давления в цилиндре на этом этапе отображает кривая fc на индикаторной диаграмме (рис. 2). В это время в кривошипной камере 9 (рис. 1 а) создается разрежение. Как только нижняя кромка направляющей части (юбки) поршня откроет впускное окно 7, через него из карбюратора 8 в кривошипную камеру засасывается горючая смесь. Когда поршень находится близко к в.м.т., сжатая рабочая смесь воспламеняется электрической искрой свечи 5. При сгорании смеси давление газов (продуктов сгорания) резко возрастает. Под давлением газов поршень перемещается к н. м.т. (рис. 15, б). В цилиндре происходит расширение газов, которое на индикаторной диаграмме (рис. 2) иллюстрирует кривая zb. Как только поршень, двигаясь вниз, закроет впускное окно 7 (рис. 1 б), в кривошипной камере 9 начнется сжатие ранее поступившей в нее горючей смеси. В конце хода поршень открывает выпускное окно 6 (рис. 1 б), а затем и продувочное окно 2. Через открытое выпускное окно отработавшие газы с большой скоростью выходят в атмосферу. Давление в цилиндре быстро понижается. К моменту открытия продувочного окна давление сжатой горючей смеси в кривошипной камере будет выше, чем давление отработавших газов в цилиндре. Поэтому горючая смесь из кривошипной камеры по каналу 1 входит в цилиндр и, заполняя его, выталкивает остатки отработавших газов через выпускное окно наружу. Кривая baf на индикаторной диаграмме (рис. 2) отображает изменение давления в цилиндре во время процессов выпуска и продувки. Рабочий цикл двухтактного дизеля протекает аналогично рабочему циклу двухтактного карбюраторного двигателя и отличается только тем, что у дизеля в цилиндр поступает не горючая смесь, а воздух. Чтобы обеспечить хорошую очистку и наполнение цилиндра, в большинстве современных быстроходных двухтактных дизелей применяют специальные продувочные насосы (нагнетатели).

Схема работы двухтактного бескомпрессорного дизеля с нагнетателем изображена на рисунке 3, а соответствующая индикаторная диаграмма на рисунке (4). Когда поршень 4 (рис. 3 а) расположен вблизи н. м. т., продувочные отверстия 6 (окна) открываются, и через них в цилиндр 3 из воздушной камеры 2, окружающей цилиндр, поступает воздух под давлением 1,5 кГ/см 2. Воздух в камеру 2 подается нагнетателем 5. В это время открыт выпускной клапан 1, и воздух, вытесняя из. цилиндра отработавшие газы, заполняет цилиндр. Продувка продолжается до тех пор, пока поршень, двигаясь к в. м. т., не перекроет продувочные отверстия. Затем закрывается выпускной клапан, и поршень сжимает воздух (рис. 3 б). Когда поршень находится около в. м. т., в цилиндр через форсунку 7 впрыскивается распыленное топливо (рис. 3 в), которое при соприкосновении со сжатым воздухом воспламеняется. Часть топлива быстро сгорает при постоянном объеме. Повышение давления при этом показано на индикаторной диаграмме (рис. 4) в виде кривой cz'. Остальная часть топлива сгорает в начале движения поршня от в.м.т. к н.м.т., поэтому в цилиндре в течение небольшого отрезка времени поддерживается почти постоянное давление.

В конце хода поршня к н. м. т. открывается выпускной клапан 1 и начинается выпуск отработавших газов (рис. 3 г). К тому моменту, когда поршень открывает продувочные отверстия 6, часть отработавших газов уже успевает выйти наружу, давление в цилиндре падает и начинается продувка цилиндра воздухом. Продувка цилиндра продолжается и при последующем перемещении поршня вверх (рис. 3 а). Кривая ba'af на индикаторной диаграмме (рис. 4) иллюстрирует изменение давления в цилиндре при процессах выпуска газов из цилиндра и продувки его. В дальнейшем все процессы повторяются в такой же последовательности.

Рабочий цикл одноцилиндрового четырехтактного карбюраторного двигателя: а такт впуска; б такт сжатия; в такт расширения; г такт выпуска: 1 цилиндр; 2 выпускная труба; 3 выпускной клапан; Й поршень; 5 свеча; 6 впускной клапан; 7 впускная труба; 8 карбюратор; 9. шатун; 10 коленчатый вал. РАБОЧИЙ ЦИКЛ ЧЕТЫРЕХТАКТНОГО КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ 1. Такт впуска. При вращении коленчатого вала поршень движется от в. м. т. к н. м. т. (рис. 1, а), создавая разрежение в полости цилиндра над поршнем 4. При этом впускной клапан 6 открыт, и цилиндр 1 через впускную трубу 7 и карбюратор 8 сообщается с окружающим пространством. Под влиянием разности давлений воздух устремляется в цилиндр. Проходя через карбюратор, воздух распиливает топливо и, смешиваясь с ним, образует горючую смесь, которая поступает в цилиндр. Заполнение цилиндра 1 горючей смесью продолжается до прихода поршня в н. м. т. К этому времени впускной клапан закрывается. В начале такта впуска над поршнем в объеме пространства сжатия находятся отработавшие газы, оставшиеся от предыдущего цикла. Горючая смесь, заполняя цилиндр, перемешивается с остаточными газами и образует рабочую смесь. В такте впуска изменение объема и соответствующего ему давления показано на индикаторной диаграмме (рис. 2 ) кривой впуска га, расположенной ниже линии атмосферного давления. 2. Такт сжатия. При дальнейшем вращении коленчатого вала 10 (рис.1, б) поршень движется от н. м. т. к в. м. т. В это время впускной 6 и выпускной 3 клапаны закрыты, поэтому поршень сжимает находящуюся в цилиндре рабочую смесь. В конце такта сжатия между электродами свечи 5 (рис.1,б) происходит электрический разряд, и рабочая смесь воспламеняется. Выделение теплоты при сгорании топлива вызывает резкое повышение давления и температуры газов (продуктов сгорания), образующихся в цилиндре.

3. Такт расширения. Оба клапана закрыты. Под давлением газов поршень перемещается от в.м.т. к н.м.т. (рис. 1 в). Шатун 9 преобразует это движение во вращательное движение коленчатого вала. Таким образом, при расширении газов совершается полезная работа. Кривая zb на ( рис 2 )отображает изменение давления газов в такте расширения. 4. Такт выпуска. Когда поршень подходит к н. м. т., открывается выпускной клапан 3 и отработавшие газы, имеющие избыточное давление, начинают выходить из цилиндра в атмосферу через выпускную трубу 2. Далее поршень движется от н. м. т. к в. м. т. (рис. 1, г) и выталкивает из цилиндра отработавшие газы. Такт выпуска на индикаторной диаграмме (рис. 2) характеризуется кривой bг.