Двигун внутрішнього згоряння

На рисунку 3 показано деякі параметри циліндра і поршня, що використовуються для оцінки того чи іншого двигуна (об’єм циліндра і хід поршня). Крайні положення поршня, при яких він найбільш віддалений від осі колінчастого вала або наближений до неї, називаються верхньої та нижньої «мертвими» точками (ВМТ і НМТ).

Рис.3 – Хід поршня і об’єми циліндра двигуна: а) поршень в нижній мертвій точці; б) поршень у верхній мертвій точці

Відстань, яку проходить поршень між мертвими точками, називають ходом поршня. Позначають – S.

Відстань між геометричними центрами корінної та шатунної шийок колінчастого вала називають радіусом кривошипу. Позначають – R.

Отже хід поршня

S=2·R.

Відстань між геометричними центрами верхньої і нижньої головок шатуна називається довжиною шатуна. Позначається – L.

Відношення радіусу кривошипа до довжини шатуна позначають λ_ш

λ_ш= R/L ; λ_ш = (1/3,5…1/4,5).

Важливим параметром двигуна є відношення ходу поршня S до діаметра циліндру D . Цей параметр характеризує короткохідність двигуна. Для сучасних двигунів його значення:

S/D = (0,7…2.2).

При S/D ≤ 1двигун називають короткохідним; при S/D ≥ 1– довгохідним.

Об’єм, що звільнює поршень в циліндрі при русі від ВМТ до НМТ, називають робочим об’ємом циліндра. Позначають V_h1. Визначають за формулою:

V_h1= πD²S/4.

Сумарний об’єм всіх циліндрів (літраж двигуна) при кількості циліндрів п визначається за формулою:

V_h= πD²Sп/4.

Об’єм між поршнем у ВМТ і головкою циліндра називають об’ємом камери згоряння. Позначають V_кз.

Суму робочого об’єму циліндра та об’єму камери згоряння називають повним об’ємом циліндра:

V_а1= V_h1+V_кз.

Повний об’єм двигуна:

V_а= V_а1·п.

Важливим параметром ДВЗ є ступінь стиску, який характеризує величину стиснення робочого тіла в циліндрі двигуна і визначається за формулою:

ε = V_а1/ V_кз.

Чим вище ступінь стиску, тим більшу потужність і кращу паливну економічність можна отримати. Проте при значному підвищенні ε температура в циліндрі буде більш високою, що призводить до детонації –вибухоподібного згоряння пальної суміші. Робота двигуна з детонацією – неприпустима.

Для бензинових двигунів максимальні значення ε = (9…12). Більш високі значення – для інжекторних двигунів. Для дизелів ε = 15…20, оскільки стискується повітря і детонація не відбувається. Більш високі значення – у двигунів з наддувом.
Головною особливістю роботи дизельного двигуна є те, що паливо подається форсункою або насос-форсункою безпосередньо в циліндр двигуна під великим тиском наприкінці такту стиснення. Необхідність подачі палива під великим тиском обумовлена ​​тим, що ступінь стиску в таких двигунів у кілька разів більше, ніж у карбюраторних. І так як тиск і температура в циліндрі дизеля дуже високі, то відбувається самозаймання палива. А це означає, що штучно підпалювати суміш не треба. Тому у дизельних двигунів відсутні не тільки свічки, але і вся система запалювання.