План: 1 . История создания 2. Схема карбюратора 3. Принцип действия карб. двигателя а) Четырехтактното двигателя б) Двухтактного двигателя 3. Использование карбюраторных двигателей (заключение) История создания карбюраторного двигателя Первый легкий быстроходный двигатель внутреннего сгорания (ДВС), использовавший качестве топлива бензин изобрели в 1885 году немецкие инженеры Готлиб Даймлер (1834-1900) и Вильгельм Майбах (1846-1929). Они установили его на деревянный велосипед и создали первый в мире мотоцикл. В 1889 году Даймлер и Майбах построили первый четырехколесный автомобиль. На этом автомобиле впервые был установлен двигатель, оснащенный четырехступенчатой коробкой передач и карбюратором. Карбюратор был разработан Даймлером, в нем топливо, прежде чем попасть в цилиндр, распыляется и смешивается с воздухом. Такой способ значительно повысил эффективность работы данного двигателя, впоследствии названного карбюраторным. Схема карбюратора Принцип действия карбюраторного двигателя
Принцип действия четырехтактного карбюраторного двигателя Рис.1 принцип действия четырехтактного двигателя Рабочий цикл двигателя - это периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя и обусловливающих превращение тепловой энергии в механическую работу. Если рабочий цикл совершается за два хода поршня, т.е. за один оборот коленчатого вала, то такой двигатель называется двухтактным. Если за четыре хода поршня, т.е. за один оборот коленчатого вала, то такой двигатель называется четырехтактным. Автомобильные двигатели работают, как правило, по четырехтактному циклу, который совершается за два оборота коленчатого вала или четыре хода поршня и состоит из тактов впуска, сжатия, расширения (рабочего хода) и выпуска. На рисунке 1 представлен рабочий цикл карбюраторного четырехтактного одноцилиндрового двигателя: Рабочий цикл Описание
a . Такт впуска. В то время, как коленчатый вал двигателя делает первый полуоборот, поршень 2 перемещается от ВМТ к НМТ, впускной клапан 4 открыт, выпускной клапан 3 закрыт. В цилиндре создается разряжение 0.07 - 0.095 МПа, вследствие чего свежий заряд горючей смеси, состоящий из паров бензина и воздуха, засасывается через впускной газопровод 5 в цилиндр и, смешиваясь с остаточными отработавшими газами, образует рабочую смесь.
b . Такт сжатия. После заполнения цилиндра горючей смесью при дальнейшем вращении коленчатого вала (второй полуоборот) поршень перемещается от НМТ к ВМТ при закрытых клапанах 3 и 4. По мере уменьшения объема температура и давление рабочей смеси повышаются. В конце такта сжатия рабочая смесь воспламеняется от электрической искры и быстро сгорает, вследствие чего температура и давление образующихся газов резко возрастает, поршень при этом перемещается от ВМТ к НМТ.
c .Такт расширения или рабочий ход. В процессе такта расширения шарнирно связанный с поршнем шатун 1 совершает сложное движение и через кривошип приводит во вращение коленчатый вал. При расширении газы совершают полезную работу, поэтому ход поршня при третьем полуобороте коленчатого вала называют рабочим ходом. В конце рабочего хода поршня, при нахождении его около НМТ открывается выпускной клапан, давление в цилиндре снижается до 0.3 - 0.75 МПа, а температура до 950 - 1200 С.
d .Такт выпуска. При четвертом полуобороте коленчатого вала поршень перемещается от НМТ к ВМТ. При этом выпускной клапан 3 открыт, и продукты сгорания выталкиваются из цилиндра в атмосферу через выпускной газопровод 6 .
Принцип действия двухтактного двигателя Наполнение цилиндров горючей смесью или воздухом, в двухтактном двигателе, осуществляется в начале хода сжатия, а очистка цилиндров от отработавших газов в конце хода расширения, т.е. процессы выпуска и впуска происходят без самостоятельных ходов поршня. Общий процесс для всех типов двухтактных двигателей - продувка, т.е. процесс удаления отработавших газов из цилиндра с помощью потока горючей смеси или воздуха. Поэтому двигатель данного вида имеет компрессор (продувочный насос). У этого типа двигателей отсутствуют клапаны, их роль выполняет поршень, который при своем перемещении закрывает впускные, выпускные и продувочные окна. Через эти окна цилиндр в определенные моменты сообщается с впускным и выпускным трубопроводами и кривошипной камерой (картер), которая не имеет непосредственного сообщения с атмосферой. Цилиндр в средней части имеет три окна: впускное, выпускное и продувочное, которое сообщается клапаном с кривошипной камерой двигателя. Рассмотрим работу двухтактного карбюраторного двигателя с кривошипно-камерной продувкой. Рабочий цикл в двигателе осуществляется за два такта: Рабочий цикл Описание
1.Такт сжатия. Поршень перемещается от НМТ к ВМТ, перекрывая сначала продувочное, а затем выпускное окно. После закрытия поршнем выпускного окна в цилиндре начинается сжатие ранее поступившей в него горючей смеси. Одновременно в кривошипной камере вследствие ее герметичности создается разряжение, под действием которого из карбюратора через открытое впускное окно поступает горючая смесь в кривошипную камеру.
2.Такт рабочего хода. При положении поршня около ВМТ сжатая рабочая смесь воспламеняется электрической искрой от свечи, в результате чего температура и давление газов резко возрастают. Под действием теплового расширения газов поршень перемещается к НМТ, при этом расширяющиеся газы совершают полезную работу. Одновременно опускающийся поршень закрывает впускное окно и сжимает находящуюся в кривошипной камере горючую смесь. Когда поршень дойдет до выпускного окна, оно открывается и начинается выпуск отработавших газов в атмосферу, давление в цилиндре понижается. При дальнейшем перемещении поршень открывает продувочное окно и сжатая в кривошипной камере горючая смесь перетекает по каналу, заполняя цилиндр и осуществляя продувку его от остатков отработавших газов.
Мощность двухтактного двигателя при одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения вала теоретически в два раза больше четырехтактного за счет большего числа рабочих циклов. Однако неполное использование хода поршня для расширения, худшее освобождение цилиндра от остаточных газов и затраты части вырабатываемой мощности на привод продувочного компрессора приводят практически к увеличению мощности только на 60...70%. Двухтактный дизельный двигатель Рабочий цикл двухтактного дизельного двигателя заключается в следующем: у дизеля в цилиндр поступает воздух, и в конце процесса сжатия впрыскивается мелкораспыленное топливо. Применение карбюраторных двигателей Сосредоточим наше внимание на использование карбюраторных двигателей в современной автомобильной промышленности. Карбюраторные двигатели находят широкое применение в современной жизни. Их используют в основном на транспортных средствах, к таким транспортным средствам относятся: Мотоциклы Автомобили Катера Моторные лодки и т. п.
