Лабораторная работа: Строение и работа двигателя

Двигатель. Д вигатель - источник мощности, который заставляет колеса вращаться и автомобиль двигаться. Он обычно упоминается как двигатель внутреннего сгорания, потому, что бензин сжигается внутри цилиндров или камер сгорания. Это горение или воспламенение происходит с такой высокой скоростью, что может быть названо "взрывом"; высокое давление созданное таким образом вызывает поворот или вращение вала. Это вращательное движение передается на колеса автомобиля силовой передачей.

Большинство автомобильных двигателей имеют шесть или восемь цилиндров, хотя некоторые четырех-, двенадцати- и шестнадцати цилиндровые двигатели также эксплуатируются.

Работа двигателя. Действия, которые имеют место в цилиндре двигателя, могут быть разделены на четыре стадии или такта. "Такт" относится к движению поршня. Верхний предел движения поршня называется верхней мертвой точкой или ВМТ. Нижний предел движения поршня называется нижней мертвой точкой основания или НМТ. Такт включает движение поршня от ВМТ до НМТ, или от НМТ до ВМТ. Другими словами, поршень, завершая такт, каждый раз изменяет направление движения. Поскольку полный цикл событий в цилиндре требует четырех тактов (два оборота коленчатого вала), двигатель называется четырехтактным двигателем. Четыре такта: впуск, сжатие, рабочий ход и выхлоп.

Впуск. При впускном такте клапан впуска открыт. Поршень перемещается вниз и смесь воздуха с испарениями бензина вовлекается в цилиндр через открытые клапаны. Смесь бензина и воздуха поставляется в цилиндр топливной системой.

Сжатие. После того, как поршень достигает НМТ, он начинает перемещаться вверх, и в этот момент впускные клапаны закрыты. Другой клапан также закрыт так, чтобы цилиндр был герметичен. Поршень перемещается вверх, сжимая смесь до одной шестой ее первоначального объема или меньшего количества. Это создает довольно высокое давление внутри цилиндра.

Рабочий ход. Когда поршень достигает ВМТ или верхнего предела его перемещения, электрическая искра образуется свечой зажигания. Свеча зажигания состоит из двух электродов, которые электрически изолированы друг от друга. В надлежащий момент система воспламенения поставляет волну высокого напряжения электричества к свече зажигания. Это заставляет электрическую искру проскакивать между электродами свечи зажигания. Искра зажигает или поджигает высоковзрывчатую смесь пара бензина и воздуха. Имеет место быстрое сгорание, и высокое давление уже в пределах цилиндра увеличивается на целых 400 фунтов на квадратный дюйм. Это большое давление на вершину поршня вынуждает его опускаться, а импульс силы передаётся машинному коленчатому валу через шатун и кривошип.

Выхлоп. Поскольку поршень снова достигает более низкого предела своего перемещения, выхлопнойклапаноткрывается. Поршень, перемещаясь вверх производит, выхлопной такт, вынуждая сожженные газы выходить из цилиндра через открытые выхлопные клапаны. В момент, когда поршень еще раз достигает верхней мертвой точки, выхлопной клапан закрывается и открывается клапан потребления и когда поршень начинает двигаться вниз, новая порция паров бензина и воздуха поступает в цилиндр. Вышеупомянутые четыре такта непрерывно повторяются в течение работы двигателя.

Топливная Система. Топливная система предназначена для хранения жидкого бензина и передачи его цилиндрам машины в форме пара, смешанного с воздухом. Топливная система должна изменять размеры воздуха и паров бензина, чтобы выполнить требования различных эксплуатационных режимов. Таким образом, для начального пуска холодного двигателя нужна обогащенная смесь, приблизительно необходимо 9 фунтов воздуха к 1 фунту бензина. После того, как двигатель прогрелся, он будет работать удовлетворительно на более скудной смеси, приблизительно 15 фунтов воздуха на каждый фунт бензина. Для ускорения и максимальной нагрузки, смесь должна быть снова обогащена. Таким образом, для начального пуска холодного двигателя нужна обогащенная смесь, приблизительно необходимо 9 фунтов воздуха к 1 фунту бензина. После того, как двигатель прогрелся, он будет работать удовлетворительно на более скудной смеси, приблизительно 15 фунтов воздуха на каждый фунт бензина. Для ускорения и максимальной нагрузки, смесь должна быть снова обогащена.

Топливная система состоит из резервуара, в котором хранится жидкий бензин, топливного шланга, или трубы, через которую бензин может быть передан из резервуара в двигатель, а также из насоса, который тянет бензин по топливному шлангу, и карбюратора, который смешивает бензин с воздухом.

Топливный Насос. Топливный насос состоит из коромысла, гибкой диафрагмы, и двух клапанов. Коромысло опирается на стержень так, что вращение вала заставляет коромысло двигаться. Это движение заставляет диафрагму колебаться вверх и вниз, поочередно создавая давление и вакуум в камере насоса. Когда создан вакуум, входной клапан приподнят со своего места, позволяя бензину втягиваться из топливного бака, через топливный шланг, в камеру насоса. На возвращающем такте диафрагма создает давление в камере насоса. Оно заставляет закрываться входной клапан, и открывает клапан выхода, выталкивая бензин из камеры насоса в топливный шланг и к карбюратору.

Топливный бак. Топливный бак, обычно располагающийся сзади машины и приваренный к раме, представляет собой просто резервуар для хранения, сделанный из металлического листа. Он часто содержит большое число металлических пластин, припаянных к внутренней поверхности, параллельно концам бака. В них есть прорези, через которые может протекать бензин, а их главная цель состоит в том, чтобы предотвратить переливание бензина из одного конца бака до другого , когда автомобиль совершает поворот.

Силовая передача. Мощность, развиваемая двигателем, должна передаваться на колёса автомобиля так, чтобы колеса вращались и заставляли автомобиль двигаться. Силовая передача выполняет эту работу, заставляя в процессе вращаться несколько шестерёнок между коленчатым валом и колесами, так что коленчатый вал вращается приблизительно четыре, восемь или двенадцать раз, заставляя колеса повернуться один раз. Силовая передача состоит из ряда шестерёнок и валов, которые механически соединяют вал двигателя с колесами автомобиля, а также сцепление, передачи и конечного привода.

Сцепление. Сцепление позволяет водителю соединять или отсоединять коленчатый вал от силовой передачи. Сцепление необходимо, поскольку двигатель автомобиля должен стартовать без нагрузки. Для того чтобы передать мощность двигателя, коленчатый вал должен вращаться в пределах нескольких сотен оборотов в минуту или больше. Двигатель стартует на оборотах ниже 100 r.p.m. (оборотов в минуту), и он не продолжил - бы работу на таких низких оборотах, если на него немедленно была - бы подана нагрузка. Поэтому, сцепление располагается в силовой передаче между коленчатым валом и передачей. Сцепление позволяет двигателю работать, не передавая мощность на силовую передачу. Оно также позволяет работать передаче так, чтобы могли быть получены различные передаточные числа между коленчатым валом и колесами.

Vocabulary

1. Engine – двигатель

2. internalcombustion – внутреннее сгорание

3. rotary motion – вращательное движение

4. cylinder– цилиндр

5. Exhaust – выхлоп

6. valve – клапан

7. piston – поршень

8. fuel system – топливная система

9. power impulse – импульс силы

10. crankshaft – коленчатый вал

11. spark plug – свеча зажигания

12. top dead center – верхняя мертвая точка

13. bottom dead centre – нижняямертваяточка

14. crank – кривошип

15. shaft - вал