Двигатели с вътрешно горене 4 Тактов Двигатели с вътрешно горене 4 Тактов Атанас Атанасов 8Б

Двигатели с вътрешно горене Двигател с вътрешно горене (ДВГ) е вид топлинен двигател, при който горивото се възпламенява и изгаря вътре в самия двигател. Енергията на горящите газове при тяхното разширяване се преобразува в механична и се използва за задвижване. При двигателите с външно горене като парната машина и двигателя на Стърлинг горивният процес става извън двигателя. Двигателите с вътрешно горене най-често се използват за задвижване на превозни средства – (автомобили, мотоциклети, кораби, локомотиви, самолети) и други подвижни машини. Те са удобни за тази цел, тъй като имат високо съотношение на мощност към маса, а горивото им – обикновено различни нефтопродукти – е с много добра плътност на енергията.

Първи такт всмукване. Извършва се процес всмукване или пълнене. Този процес протича при движение на буталото от горната мъртва точка (ГМТ) до долната мъртва точка (ДМТ). Когато налягането на остатъчните газове в цилиндъра спадне значително, през всмукателния клапан, който се отваря с помощта на газоразпределителния механизъм, постъпва прясно работно вещество (горивна смес). Поради съпротивлението на пълнителната система налягането на работното вещество в цилиндъра в процеса на пълненето е по-малко от атмосферното налягане. За да осигури максимално напълване на цилиндъра с прясно работно вещество, всмукателният клапан се отваря от 10° до 40° преди горната мъртва точка, т.е. с изпреварване, и се затваря от 20° до 70° след долната мъртва точка, т.е. със закъснение.

Втори такт сгъстяване. Извършва се процес на сгъстяване. Сгъстяването на горивната смес протича при движение на буталото от ДМТ до ГМТ след затварянето на всмукателния клапан. Тъй като надбуталното пространство намалява, налягането и температурата на горивната смес се повишават, в резултат на което в края на сгъстяването се създават благоприятни условия за възпламеняване и изгаряне на горивото. За тази цел началото на подаване на горивото (в дизеловите двигатели) или искра (в карбураторните двигатели) трябва да започне преди ГМТ, т.е. с определен ъгъл на изпреварване – от 10° до 35°. По такъв начин по време на втория такт в цилиндъра протича главно сгъстяване на работното вещество. Освен това в началото на такта продължава да постъпва прясно работно вещество в цилиндъра, а в края на същия такт започва процесът горене.

Трети такт Разширение. Извършва се процес на горене и разширение. Този процес протича при движение на буталото от ГМТ до ДМТ. В резултат на топлината, която се отделя при изгарянето на горивото, температурата и налягането на работното вещество се повишават значително. Под действието на високото налягане буталото се премества към ДМТ, а продуктите на горенето се разширяват, вследствие на което се получава полезна работа. Ето защо този ход на буталото се нарича работен ход.

Четвърти такт Изпускане. Извършва се процес на изпускане. По време на този такт буталото се движи от ДМТ към ГМТ, като изтласква газовете от цилиндъра на двигателя през изпускателния клапан. За да се намали работата за изтласкване на газовете, а също и да се подобри очистването на цилиндъра, изпускателният клапан се отваря на около 40° до 70° преди ДМТ. За подобряване очистването на цилиндъра от газовете същият клапан се затваря от 10° до 35° след ГМТ.

Въздушно охлаждане Въздушното охлаждане, като система, използва увеличена охладителна площ за топлоотдаване от двигателния цилиндър, цилиндровата глава и картера на двигателя, с което се осъществява топлоотдаване към околната атмосфера. Конструктивно се реализира със значително оребряване на тези части на двигателя, чиято площ е в състояние при съприкосновение с въздуха да отдаде излишната топлина.

Охлаждане с течност За охлаждането с течност е популярно още названието водно охлаждане. Охлаждането с вода, непрекъснато и безопасно може да се използва само при положителни температури на околната среда. В двигателите основно се използват течни флуиди с незамръзващи съставки известни с търговското наименование антифриз. Охлаждането с течност е възможно поради по-специалната конструкция на двигателите – изработени са с две стени и течността може свободно да се движи около цилиндрите и в обема на цилиндровата глава на двигателя. Така в кухия обем на двигателя чрез т. нар. водна риза бързо се отнема топлината и се осъществява конвекция – т.е. процес на топлопренасяне чрез движение на частици флуид и топлообмен между двигателя и по-ниската температура на въздуха от околната среда.

Бензин Ход на всмукване - горивото се смесва с въздуха в карбуратора Ход на всмукване - горивото се смесва с въздуха в карбуратора Компресионен ход - сместа от гориво и въздух се компресира, когато буталото се качи в цилиндъра Инсулт на запалване - свещта се използва за възпламеняване на сместа от гориво и въздух Изпускателен удар - буталото ще избута ауспуха през изпускателния клапан

Дизел Ход на всмукване - всмукателният клапан пуска въздух, когато буталото се спуска Компресионен ход - тъй като буталото продължава с движението нагоре и надолу, то ще доведе до хода на компресиране, когато се качи нагоре Изгарящ удар - горивото ще се впръска, за да се запали от високото умерено и налягане, като по този начин също отново ще принуди буталото Изпускателен удар - като буталото отново се издига, той изпуска ауспуха през изпускателния клапан

Карбураторът е част от системата за захранване с гориво на двигател с вътрешно горене работещ по принципа на Николаус Ото. Карбураторът служи за образуване на подходяща по количество и състав и възможно по-хомогенна смес от гориво и въздух при всеки режим на работа на двигателя. Тези системи за захранване с гориво се смятат за остарели. От 80-те години на 20 век карбураторните системи постепенно се изместват от инжекциони – системи за непосредствено впръскване на горивото в цилиндрите. Към 2010 г. леки коли с карбураторни двигатели вече не се произвеждат.

Край Благодаря за вниманието!