Кроме этого к характеристикам двигателя относится и индикаторная диаграмма, которая представляет собой теоретически возможные показатели двигателя без учета механических и других потерь, Поэтому Существует понятие об индикаторной мощности двигателя, которая выше Номинальной на величину неучитываемых потерь. Поэтому сам двигатель имеет коэффициент полезного действия и что принципиально важно имеет рабочий цикл, зависящий от типа двигателя, который характеризует его показатели работы. Для разных типов двигателей имеется свой рабочий теоретический цикл.
Современные поршневые двигатели работающие по принципу периодически действующих машин имеют следующие основные системы:
– кривошипно-шатунный механизм, который проебразует энергию сгорания топлива из возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала,
– газораспределительный механизм, который предназначен
– для впуска в цилиндры топливовоздушной смеси и выпуска отработавших газов, то есть для организации периодической работы процесса сгорания (как правило это осуществляется за счет клаппаных механизмов с приводом),
– масляную систему, которая служит для смазки узлов трения и подшипников (скольжения и качения) и увеличения долговечности и надежности,
– систему охлаждения, которая служит для отвода выделяющейся при сгорании теплоты и повышения, таким образом, долговечности и надежности (основные виды систем охлаждения: воздушная и жидкостная),
– систему питания, которая служит для подачи топлива и приготовления топливовоздушной смеси (кроме того к системе питания относится также и система выпуска отработавших газов для удаления их из двигателей),
– систему электрического пуска и зажигания (для дизелей система зажигания не используется).
Все данные системы имеют свои необходимые для работы двигателя конструктивные элементы, существенно влияют на режим работы двигателей и соответственно выходные параметры: например, мощность, крутящий момент, расход топлива, вредные выбросы и пр. Для улучшения этих показателей используются и другие дополнительные системы: например, турбонагнетатель на впуске, который увеличивает обьем подаваемой топливо-воздушной смеси и степень сжатия двигателя; гидравлические топливные системы впрыска среднего давления, управляемые электронно, дополнительные системы карбюратора, как устройства приготовления топливо-воздушной смеси; применение калильных свечей зажигания для дизелей; вариьрование короткоходностью и длиноходность поршней и оборотностью работы двигателя; увеличение обьема и числа цилиндров; применение присадок к топливам; добавки к стандартному топливу спиртов, рапсовых масел; использование двух-топливных систем; использование нейтраллизаторов отработавших газов и рециркуляции и многое другое.
Системы двигателей
К тепловым двигателям, используемым на автомобилях, относятся карбюраторные четырехтактные и двухтактные двигатели с воспламенением от электрической искры, четырехтактные и двухтактные дизельные двигатели с воспламенением от сжатия, роторно-поршневые двигатели, газотурбинные и пр. Последние имеют большую перспективу. Кроме того, бывают варианты комбинированных силовых установок, дизельный двигатель и электропривод (аналогично существуют и комбинации двухтактных двигателей и электропривода, в том числе и для малолитражных легковых автомобилей). Перспективным является электромобиль, как альтернатива поршневым двигателям внутреннего сгорания.
На мотоциклах применяются те же типы поршневых двигателей внутреннего сгорания (в основном двухтактные). Данные типы благодаря их простоте устанавливаются на катерах, в стационарном виде и на некоторые специальные транспортные средства. Их основным преимуществом является то, что они имеют воздушное охлаждение в виде оребренных блоков и головок блоков двигателей. На автомобилях воздушное охлаждение сейчас применяется крайне редко (известны в основном лишь старые модели отечественных легковых автомобилей особо малого класса, а также большие дизели грузовых автомобилей. Карбюраторные двигатели таким образом практически не имеют варианта исполнения с воздушным охлаждением в виду большой шумности и тепловой нагрузки, но до сих пор исправно могут эксплуатироваться. Но при этом рабочий цикл большого двигателя может быть только четырехтактным, а не двухтактным
К основным конструктивным показателям двигателей относят его объем, объем камеры сгорания (объем пространства, освобождаемый поршнем при перемещении поршня от верхней мертвой точки до нижней), полный объем цилиндра (рабочий объем цилиндра и объем камеры сгорания), степень сжатия (отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания). Показатели этой группы, характеризуют конструктивные параметры двигателя по его объему.
К другой группе показателей относятся основные параметры, характеризующие мощностные данные двигателя: мощность двигателя (максимальная мощность двигателя при номинальной частоте вращения коленчатого вала двигателя), максимальный крутящий момент двигателя при определенной частоте вращения двигателя, удельная литровая мощность двигателя (отношение максимальной мощности к литражу),приемистость двигателя (отношение величин максимального крутящего момента к крутящему моменту при номинальной частоте вращения).Эти группы показателей входят в техническую характеристику автомобиля в целом как характеристики двигателей автомобилей.
Топливом для карбюраторных двигателей служат бензины типа А-92, А-95, А-98. Цифра означает наименьшее октановое число бензина, буква – бензин для автомобилей. Октановое число может определяться по моторному или исследовательскому методу. Маркировка бензина за рубежом несколько иная, однако она соответствует показателям по октановому числу, которое определяется аналогичными методами. Для повышения детонационных свойств бензинов (стойкости) добавляют антидетонатор – тетрастилсвинец, однако за рубежом его применение иногда ограничивается законом и сейчас у нас он также не применяется. В данном случае можно применять марганцевые добавки или спиртовые. Для дизелей применяется дизельное топливо: дизельные топлива маркируются по количеству содержащейся в них серы и по температуре вспышки. В качестве топлива могут также применяться этиловый или метиловый спирт, в том числе и в качестве добавок к бензинам или дизельному топливу, что обычно приводит к улучшению сгорания и уменьшению токсичности отработавших газов. В частности, к дизельному топливу могут добавлять рапсовое топливо (рафинированное масло). Для карбюраторных двухтактных двигателей используется бензин с добавкой моторного масла, что улучшает смазывающие способности и увеличивает надежность и долговечность цилиндропоршневой группы.
В газобаллонных автомобилях используются следующие марки газов: СПБТЗ (Л) – техническая смесь пропана и бутана, БТ – бутан технический и природный газ (метан). Топливо хранится в сжатом или сжиженном виде.
ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМЫ ВПРЫСКА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Как известно за рубежом, а также на отечественных автомобилях находят широкое применение прогрессивные системы, улучшающие их параметры (мощность, экономичность, токсичность):,одной из которых относятся разные системы впрыска топлива. Они являются альтернативные схеме карбюраторных двигателе, работающим на бензине и обладающими основными факторами прогресса в данной области.