Аттестационная работа (ИАР/ВАР) на тему Циклы двигателей внутреннего сгорания

Содержание:

Введение. 3

1. Общее устройство двигателя внутреннего сгорания. 4

1.1 Кривошипно-шатунный механизм. 4

1.2 Газораспределительный механизм. 6

1.3 Система питания ДВС.. 9

1.4 Система зажигания ДВС.. 11

1.5 Система пуска двигателя. 12

1.6 Система охлаждения двигателя. 15

1.7 Система смазки двигателя. 17

2. Общие сведения о циклах двигателей внутреннего
сгорания. 19

2.1. Цикл с подводом теплоты при постоянном объеме (цикл Отто) 19

2.2. Цикл с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) 23

2.3. Цикл со смешанным подводом теплоты (цикл Тринклера) 24

2.4. Эффективность реальных циклов. 28

3. Описание процессов, происходящих в одном цикле ДВС.. 33

Заключение. 39

Список источников  40

Введение:

В настоящее время существует большое количество
устройств, использующих тепловое расширение газов.

Тепловые двигатели могут быть разделены на две основные
группы.

1. Двигатели с внешним сгоранием — паровые машины,
паровые турбины, двигатели Стирлинга и т.д.

2. Двигатель внутреннего сгорания (сокращённо ДВС) — это
тип двигателя, тепловая машина, в которой химическая энергия топлива (обычно
применяется жидкое или газообразное углеводородное топливо), сгорающего в
рабочей зоне, преобразуется в механическую работу.

Актуальность
темы работы заключается в том, что двигатель внутреннего сгорания на
сегодняшний день – это основной вид не только автомобильных силовых агрегатов,
но и железнодорожной, специальной, строительной и другой техники. Именно
поэтому, исследование конструкций различных типов ДВС и их работы, несомненно,
влияет на их развитие, как в науке, так и в технике.

Цель
работы — более полное изучение циклов двигателей внутреннего сгорания. Для
достижения поставленной цели необходимо решить несколько задач: рассмотреть и
исследовать назначение, типы, области применения двигателей внутреннего
сгорания, конструкцию бензиновых и дизельных двигателей внутреннего сгорания,
основные параметры двигателя внутреннего сгорания, а также рабочие процессы и
циклы бензиновых и дизельных ДВС как четырехтактных, так и двухтактных.

Объектом
исследования являются четырехтактные и двухтактные двигатели внутреннего сгорания,
работающие на бензине, дизельном топливе и газе.

Предметом
исследования являются более полное изучение циклов двигателей внутреннего
сгорания, а также рабочих процессов, которые в нем протекают.

Заключение:

На сегодняшний день
разработаны новые системы приготовления топливной смеси, инжекторные. В этих
системах используют форсунки высокого давления, которые обеспечивают
качественное измельчение жидкого топлива.

Топливо может подаваться
распределены в зоны впускного коллектора, которые расположены вблизи впускных
клапанов, или непосредственно в цилиндры двигателя в конце процесса сжатия
свежего воздуха. Электронное управление клапанами инжекторных форсунок
обеспечивает качественное дозирование топлива, однородность свежего заряда и
адекватное реагирование на изменение положения педали акселератора.

В дизелях в конце такта
сжатия топливо впрыскивается в цилиндр, где при контакте со сжатым нагретым
воздухом образуется горючая смесь, которая самозагорается.

Процесс горения
начинается при подходе поршня к верхней мертвой точке, а заканчивается после
прохождения поршнем в.м.т. При этом подача топлива форсункой высокого давления
продолжается почти до конца процесса горении. Эффективность такой системы
определяется требованием к обеспечению однородного желательно без капель
топлива размерами, превышающими несколько микрон.

Для обеспечения таких
условий, камеры сгорания дизельных двигателей изготавливаются нескольких типов,
с целью обеспечить необходимые жесткие, часто противоречивые условия для
качественного сгорания топлива в цилиндрах дизельных двигателей.

Опять же широко используется
электроника, которая обеспечивает качественное управление топливной системой
ДВС при его различных скоростных и нагрузочных режимах.

Фрагмент текста работы:

1.2 Газораспределительный
механизм Назначение

Газораспределительный
механизм (ГРМ) предназначен для впрыска топлива и выпуска отработавших газов в
двигателях внутреннего сгорания. Сам механизм газораспределения бывает
нижньоклапанним (когда распределительный вал находится в блоке цилиндров) и
верхнеклапанным (предусматривает расположение распределительного вала в головке
блока цилиндров). Существуют и альтернативные механизмы газораспределения,
такие как гильзовое система ГРМ, десмодромного система и механизм со сменными
фазами.

Для двухтактных двигателей
механизм газораспределения реализуется с помощью впускных и выпускных окон в
цилиндре. Для четырехтактных двигателей наиболее распространенной является
Верхнеклапанный система, которую мы и рассмотрим ниже.

Строение газораспределительного механизма

В верхней части блока
цилиндров находится головка блока цилиндров с расположенными на ней
распределительным валом, клапанами, толкателями или коромыслами. Шкив привода
распределительного вала вынесен за пределы головки блока цилиндров. Для
исключения протекания моторного масла из-под клапанной крышки, на шейку
распределительного вала устанавливается сальник.

Сама же клапанная крышка
устанавливается на масло бензин-стойку подложку. Ремень газораспределительного
механизма или цепь «одевается» на шкив распределительного вала и приводится в
действие шестерней коленчатого вала. Для натяжения ремня используют натяжные
ролики, для цепи натяжные «ботинки». Обычно ремень газораспределительного
механизма или цепь приводит в действие насос водяной системы охлаждения, промежуточный
вал для системы зажигания и привод насоса высокого давления ТНВД (для дизельных
двигателей).

С противоположной
стороны распределительного вала с помощью прямой передачи или через ремень,
могут приводиться в действие вакуумный усилитель, гидроусилитель или
автомобильный генератор.

Распределительный вал
представляет собой ось с выточенными на ней кулачками. Кулачки расположены по
валу так, что в процессе вращения, при прикосновении с толкателями клапанов
давление на них точно в соответствии с рабочими тактами двигателя.

Существуют двигатели и с
двумя распределительными валами (DOHC) и большим количеством клапанов. Как и в
первом случае, шкивы приводятся в действие одним ремнем газораспределительного
механизма и цепью. Каждый распределительный вал закрывает один тип клапанов
выпускных или впускных.

Клапан нажимается
коромыслом (старые версии двигателей) или толкателем. Различают два вида
толкателей: первый — толкатели, где зазор регулируется шайбами калибровки;
второй — гидротолкателями. Гидротолкатель смягчает удар по клапану благодаря
маслу, которое находится в нем. Регулировка зазора между кулачком и верхнем
частью толкателя не требуется.

Принцип работы газораспределительного механизма

Весь процесс
газораспределения сводится к синхронного вращения коленчатого вала и
распределительного вала, а также открытию впускных и выпускных клапанов в
определенном месте положения поршней.

Точное положение
распределительного вала относительно коленчатого вала обеспечивается
установочными метками. Перед «одеванием» ремня газораспределительного механизма
сочетаются и фиксируются метки. Затем «одевается» ремень, «освобождаются»
шкивы, после чего ремень натягивается натяжными роликами.

При открывании клапана
коромыслом происходит следующее: распределительный вал кулачком «наезжает» на
коромысло, которое нажимает на клапан, после прохождения кулачка, клапан под
действием пружины закрывается. Клапаны в этом случае расположены v-образно.

Если в двигателе
применены толкатели, то распределительный вал находится непосредственно над
толкателями, при вращении, нажимая своими кулачками на них. Преимуществом
такого газораспределительного механизма являются малые шумы, небольшая цена,
ремонтопригодность.

В варианте с цепью весь
процесс газораспределения тот же, только при сборе механизма, цепь одевается на
вал вместе со шкивом.

Газораспределительный
механизм двигателя: устройство, принцип работы, назначение, техническое
обслуживание и ремонт

ГРМ — это один из самых
ответственных и сложных узлов в автомобиле. Газораспределительный механизм
управляет впускными и выпускными клапанами двигателя внутреннего сгорания. На
такте впуска ГРМ выполняет открытия впускного клапана, благодаря чему воздух и
бензин попадают в камеру сгорания. На такте выпуска открывается выпускной
клапан и удаляются отработанные газы. Давайте подробно рассмотрим устройство,
принцип действия, типичные поломки и многое другое.

Основные узлы ГРМ

Основным элементом
газораспределительного механизма является распредвал. Их может быть несколько
или один в зависимости от конструктивных особенностей ДВС. Распределительный
вал выполняет своевременное открытие и закрытие клапанов. Изготавливается из
стали или чугуна, а устанавливается в блоке цилиндров или картере. Отсюда можно
сделать вывод, что есть несколько конструкций двигателей — с верхним и нижним
расположением распределительного вала. На валу есть кулачки, которые при
вращении распредвала оказывают действие через толкатели на клапан. Для каждого
клапана предусмотрен свой толкатель и кулачок.

Впускные и выпускные
клапаны необходимы для подачи топливно-воздушной смеси в камеру сгорания и
удаления отработанных газов. Впускные клапаны выполняют из стали с
хромированным покрытием, а выпускные — из жаропрочной стали. Клапан имеет
стержень, на котором крепится тарелка. Обычно впускные и выпускные клапаны
отличаются между собой диаметром тарелки. Также в ГРМ стоит отнести штанги и
привод.