Двигун внутрішнього згорання

Двигун внутрішнього згоряння (чотирьох тактний)

Двигун внутрішнього згорання — тип двигуна, теплова машина, в якій хімічна енергія палива, що згоряє в робочій зоні, перетвориться в механічну роботу. Поряд із електричним двигуном двигун внутрішнього згоряння є одним із найпоширеніших типів двигунів. Найчастіше він використовується у транспортних засобах: автомобілях, мотоциклах, поїздах, морському транспорті тощо. Двигуни внутрішнього згоряння застосовуються також в автономних електричних генераторах для виробництва електроенергії.

Двотактний двигун

Двотактний двигун — поршневий двигун внутрішнього згоряння, в якому робочий процес в кожному з циліндрів відбувається за один оборот колінчастого валу, тобто за два ходи поршня.

Принцип дії

Такти стиснення і робочого ходу в двотактному двигуні відбуваються так само, як і в чотиритактному, але процеси очищення та наповнення циліндра суміщені і здійснюються не в рамках окремих тактів, а за короткий час, коли поршень знаходиться поблизу нижньої мертвої точки.

У зв'язку з тим, що в двотактному двигуні, при рівній кількості циліндрів і числі оборотів колінчастого валу, робочі ходи відбуваються вдвічі частіше, літрова потужність двотактних двигунів вище, ніж чотиритактних — в 1,6-1,8 рази, так як частина корисного ходу поршня займає продування — «такт» газообміну, що суміщає впуск і вихлоп, а сам газообмін менш досконалий, ніж у чотиритактних двигунів.

На відміну від чотиритактних двигунів, де витіснення відпрацьованих газів і всмоктування свіжої суміші здійснюється самим поршнем, у скоєних двотактних двигунах газообмін виконується за рахунок подачі в циліндр робочої суміші або повітря (в дизелях) під тиском, створюваним спеціальним продувальним насосом — повітродувкою, а сам процес газообміну отримав назву — продування. У процесі продувки свіже повітря (суміш) витісняє продукти горіння з циліндра в випускні канали, займаючи їхнє місце. При цьому частина свіжого заряду теж виявляється у вихлопних каналах, що погіршує економічність карбюраторного двотактного двигуна, що викидає незгорілих суміш.

У спрощених двотактних двигунах продування здійснюється за рахунок витіснення свіжого заряду поршнем з кривошипної камери в робочу порожнину циліндра. Таке продування називається кривошипно-камерним (і найчастіше буває контурне або дефлекторне — див нижче). Для цого здійснення необхідно, щоб порожнина кривошипа конкретного циліндра була герметична і, по можливості, щоб коленвал займав можливо більший обсяг і був обтічний, щоб якомога менше впливати на газодинаміку. Таким чином, в багатоциліндрових двигунах камери кривошипів окремих циліндрів відокремлені одна від одної, а сам коленвал має досить складну конструкцію. При переміщеннях горючої суміші по камерах та каналах відбувається її розшарування, випадання крапельної фракції палива на стінки елементів конструкції. Тому слід вважати вельми перспективним впровадження на двотактних двигунах системи упорскування палива — тоді продування здійснюється чистим повітрям, а початок упорскування після закриття вихлопних каналів робить втрати палива неможливими.

За способом організації руху потоків продувочного повітря (суміші) розрізняють двотактні двигуни з контурної і прямоточною продувкою. При прямоточному продуванні гази продуваються уздовж осі циліндра в одному напрямку, при контурному потік газів спрямований по контуру циліндра спочатку від поршня до голівки, потім в протилежному напрямку напрямку.

Схема реактивного авіадвигуна:
1) Впуск повітря
2) Знижений тиск компресії
3) Підвищений тиск компресії
4) Горіння
5) Вихлоп
6) Гарячий тракт
7) Турбіна
8) Камера згорання
9) Холодний тракт
10) Повітрязабірник

Схема роботи чотиритактного дизельного ДВЗ

     Стаціонарний одноциліндровий двигун Дизеля (MAN, Ауґзбурґ, 1906, 9 kW) перше покоління.




Дизельний двигун — двигун внутрішнього згорання, у якому використовується легке нафтове пальне. Це поршневий двигун типу

бензинового, але тільки повітря (а не паливо-повітряна суміш) заходить у циліндр при першому такті поршня. Поршень піднімається і стискає повітря до дуже високої температури. У цей момент насос вприскує пальне, і через високу температуру повітря, воно загорається. Поки воно горить, поршень опускається вниз (робочий хід). Двигун економічний, названий іменем свого винахідника, Рудольфа Дизеля. Цикл роботи ДВЗ складається з процесів стискання, згорання,

розширення, випуску відпрацьованих газів. У теоретичних циклах приймається, що впуск паливної суміші відбувається миттєво, що відповідає точці початку стискання.

Цикли карбюраторних та дизельних двигунів відрізняються характером процесу підведення тепла(згоряння). Слід зазначити, що на практиці цикл реальних ДВЗ відповідає комбінованому циклу або узагальненому, в якому перша частка тепла підводиться при V=con., а друга при Р=con.

Дизельні двигуни мають більший ресурс до капітального ремонту - 200-800 тис. км.

Характерним є звук помпи, яка під тиском вприскує паливо в циліндри.

Також ККД дизельного двигуна більший за ККД бензинового.