Основные понятия и определения. Положение поршня в цилиндре (см

Положение поршня в цилиндре (см. рис.2), при котором расстояние от поршня до оси коленчатого вала двигателя будет наибольшим, называется верхней мертвой точкой (в.м.т.). Положение поршня в цилиндре, при котором расстояние от поршня до оси коленчатого вала будет наименьшим, называется нижней мертвой точкой (н.м.т.).

Расстояние по оси цилиндра между верхней и нижней мертвыми точками называется ходом поршня S. При каждом ходе поршня коленчатый вал поворачивается па половину оборота, то есть на 180°. У центрального кривошипно-шатунного механизма ход поршня

S = 2 r, (1)

где r — радиус кривошипа коленчатого вала.

Объем V_h (м³), освобождаемый поршнем при перемещении от в.м.т. к н.м.т., называется рабочим объемом цилиндра:

, (2)

где d — диаметр цилиндра, м;

S — ход поршня, м.

Объем V_c над поршнем, когда поршень находится в в.м.т., называется объемом пространства сжатия (камеры сжатия).

Сумма объема пространства сжатия и рабочего объема цилиндра, т.е. объем V_а над поршнем, когда он находится в н.м.т., называется полным объемом цилиндра:

V_a = V_h + V_c. (3)

Литражом двигателя V л называется сумма рабочих объемов всех его цилиндров, выраженная в литрах:

, (4)

где V _h – рабочий объем одного цилиндра, ;

i – число цилиндров двигателя.

Отношение полного объема цилиндра к объему пространства сжатия называется степенью сжатия:

. (5)

Таким образом, степень сжатия — это отвлеченное число, показывающее, во сколько раз полный объем цилиндра больше объема пространства сжатия.

Во время работы двигателя внутреннего сгорания в его цилиндре происходит периодически повторяющийся ряд процессов, изменяющих состояние рабочего тела (газа).

Комплекс последовательных процессов (впуск, сжатие, сгорание, расширение и выпуск), периодически повторяющийся в каждом цилиндре и обусловливающий работу двигателя, называется рабочим циклом двигателя.

Часть рабочего цикла, происходящая за время движения поршня от одной мертвой точки до другой, называется тактом.

Двигатели, в которых рабочий цикл совершается за четыре хода поршня, или за два оборота коленчатого вала, называются четырехтактными, а те, в которых рабочий цикл совершается за два хода поршня, или за один оборот коленчатого вала, — двухтактными.

Работа двигателя за один цикл может быть представлена индикаторной диаграммой, представляющей собой график зависимости давления газа в цилиндре от объема, изменяющегося при перемещении поршня (координаты р — V). Индикаторная диаграмма может быть построена расчетным путем или снята на работающем двигателе специальным прибором — индикатором.

Циклы двигателей внутреннего сгорания различают по способу подвода теплоты:

1) цикл с подводом теплоты при постоянном объеме;

2) цикл с подводом теплоты при постоянном давлении;

3) цикл со смешанным подводом теплоты (часть теплоты подводится при постоянном объеме, а остальное количество — при постоянном давлении).

В двигателях внутреннего сгорания автомобилей используются цикл с подводом теплоты при постоянном объеме (карбюраторные двигатели) или смешанный цикл (бескомпрессорные дизели).

Рассмотрим, как протекают эти циклы в одноцилиндровом двигателе.