Параметры работы двигателя
Чтобы нам разобраться с параметрами двигателя, нужно начать с основ. Для начала, нужно разобраться с понятиями «верхняя мертвая точка» и «нижняя мертвая точка».
Как вы знаете, поршни в цилиндрах двигаются возвратно-поступательно, вверх вниз. И тот момент, когда поршень меняет направление своего движения, называется мертвой точкой. Мертвая, потому, что поршень в этот момент замирает, пусть на ничтожно малую долю секунды, но все же замирает, для изменения направления хода движения. Крайнее верхнее положение поршня в цилиндре, называется верхней мертвой точкой или сокращенно ВМТ, а крайнее нижнее, нижней мертвой точкой или НМТ. Это нужно понимать, чтобы разбираться в устройстве и параметрах двигателя.
Ход поршня
Ход поршня – это расстояние, которое преодолевает поршень от ВМТ к НМТ или наоборот. Обозначается ход, латинской буквой «S». Ход поршня, также равен половине оборота коленчатого вала. Из этого вытекает следующее понятие:
Радиус кривошипа
Радиус кривошипа – это расстояние между коренной и шатунной шейкой коленчатого вала. Коленчатый вал крутится вокруг своей оси. Соответственно радиус кривошипа, помноженный на 2, соответствует половине оборота коленчатого вала и соответствует ходу поршня.
Такт двигателя
Далее, 2 радиуса кривошипа, пол оборота коленчатого вала и ход поршня, соответствуют одному такту двигателя. Такт двигателя – это часть рабочего цикла за один ход поршня вниз или вверх.
Камера сгорания
Камера сгорания – это пространство в цилиндре, над поршнем, когда поршень находится в верхней мертвой точке. В камере сгорания происходит воспламенение рабочей смеси. Камеры сгорания бывают разных форм и объемов, в зависимости от назначения двигателя. Объем камеры может быть увеличен или уменьшен с помощью замены прокладки ГБЦ разной толщины, или установкой поршней с углублениями в днище и наоборот без углублений.
Vc — объем камеры сгорания.
Рабочий объем цилиндра
Рабочий объем цилиндра – это объем цилиндра между ВМТ и НМТ, но без камеры сгорания, то есть это объем того пространства, по которому ходит поршень. Обозначается Vh .
А сумма рабочих объемов всех цилиндров двигателя, означает общий литраж двигателя. То есть, когда мы слышим, что двигатель имеет объем скажем 1,6 литра, то вот это вот оно и есть. Совокупность объемов всех цилиндров Vl = Vh *i — где i – число цилиндров.
Полный объем цилиндра
Полный объем цилиндра – это сумма объемов камеры сгорания и рабочего объема цилиндра
Va = Vc + Vh
Степень сжатия
Степень сжатия – это соотношение объема камеры сгорания к полному объему цилиндра. Иными словами, это показатель того, во сколько раз поршень сожмет воздух, который был в цилиндре, когда поршень находился в НМТ.
Степень сжатия, как и объем камеры сгорания, можно увеличивать или уменьшать, путем установки прокладок ГБЦ, разной толщины, а так же использованием поршней с углублениями в днище. Степень сжатия может увеличиваться и сама по себе из-за нарастающих отложений нагара на днище поршня и стенках камеры сгорания. Происходить это может в случае неисправности или неправильной работы двигателя. Обозначается степень сжатия буквой ε
КПД двигателя – это показатель того, во сколько чистая мощность двигателя (то есть та мощность, которую мы получаем от двигателя уже с учетом расхода энергии на поддержание работы самого двигателя) выше той мощности, которая образуется в самих цилиндрах при сгорании топлива. Иными словами, это соотношение эффективной мощности к индикаторной мощности.
Эффективная мощность – это та мощность, которая появляется на выходе из двигателя, то есть на маховике, уже с учетом той потери мощности, которая теряется при механической работе самого двигателя.
Индикаторная мощность – это та мощность, которая первой появляется в цилиндрах при сгорании рабочей смеси. Затем эта мощность тратится на вращение коленчатого вала и работу других систем двигателя. А на выходе остается лишь эффективная мощность.
Что такое вообще мощность двигателя?
Мощность двигателя – это сила для осуществления механического действия. Мощность измеряется в лошадиных силах и киловаттах. Лошадиные силы – это сила двигателя, сравниваемая с силой одной лошади. За эталон, соответствующий 1 лошадиной силе, взято количество энергии, затрачиваемой на поднятие груза весом 75кг на высоту 1 метр, за 1 секунду. Мощность двигателя еще измеряется в киловаттах. 1 лошадиной силе соответствует показатель в 0,735 кВт.
Показателем мощности, также является крутящий момент. Он несколько отличается от лошадиных сил. Вернее сказать, лошадиные силы, это производная от крутящего момента двигателя. Если лошадиные силы, это показатель мощности, связанный со скоростью вращения коленчатого вала, то крутящий момент, это сила самого вращения. Вот и получается, что например дизельные двигатели грузовых автомобилей имеют невысокую скорость вращения коленвала и соответственно относительно небольшое количество лошадиных сил, но у них огромных крутящий момент, благодаря которому, они могут возить многотонные грузы. А вот легковые автомобили, зачастую, имеющие даже больше лошадиных сил, сдвинуть с места сопоставимый груз не могут, потому, что сила у них проявляется при высоких оборотах. А при низких оборотах, необходимой для начала движения мощности, уже не хватает, так как слишком мала сила вращения, т.е. крутящего момента.
Рубрики:Двигатель, Общая теория.
Метки записи: Двигатель...