Робота двигуна з іскровим або компресійним запаленням
Розділ III - Робота двигуна із іскровим запаленням чи запаленням від стиснення
Робота двигуна іскрового запалювання (MAS)
Це двигун, який використовує в якості палива суміш парів повітря та парів бензину. Ця суміш всмоктується через впускний клапан у поршневий циліндр, оснащений сегментами. Згорання палива відбувається за допомогою свічки запалювання, яка виробляє іскру, а вироблені гази штовхають поршень, виконуючи таким чином механічну роботу.
Чотири періоди роботи двигуна з іскровим запалюванням:
Час 1: вступ - під час впуску поршень рухається від PMI (внутрішньої мертвої точки), циліндр заповнюється паливною сумішшю.
Коли починається рух поршня, впускний клапан відкривається, щоб забезпечити заповнення циліндра паливною сумішшю. Циліндр заповнюється до тих пір, поки поршень не досягне ПМЕ (зовнішньої мертвої точки) і впускний клапан не закриється.
Час 2: стиснення - поршень рухається від МСП до ІМ. Впускний і випускний клапани закриті, а поршень рухається вгору в положення PMI. Суміш сильно стискається і запалюється, коли свічка утворює електричну іскру. Завдяки високій швидкості, з якою відбувається стиснення, процес відбувається без теплообміну ззовні, будучи адіабатичним стисненням.
В кінці стиснення тиск усередині циліндра досягає 7-8 даН/см2.
Час 3: займання та затримання - і випускний, і впускний клапани закриті.
Поршень знаходиться в положенні PMI, і паливна суміш сильно стискається і запалюється свічкою запалювання, яка виробляє електричну іскру. Після вибуху тиск зростає, що відбувається практично на постійному рівні. Суміш прогресує поступово по всій своїй масі, і гази, що виникають при згорянні, штовхають поршень у положення ПМЕ, виконуючи таким чином механічну роботу.
Час 4: евакуація - коли поршень досягає положення ПМЕ, випускний клапан відкривається і димові гази скидаються в атмосферу до тих пір, поки тиск у балоні не досягне рівня атмосферного тиску. Колінчастий вал (через маховик, який акумулює кінетичну енергію) штовхає поршень з положення ПМЕ в положення ПМІ, евакуює димові гази і закриває клапан при ПМІ.
Об'єм газу зменшується, коли поршень рухається до PMI і цикл відновлюється.
PME - зовнішня мертва точка: представляє положення максимальної відстані від головки блоку циліндрів поршня двигуна внутрішнього згоряння, положення, що розглядається ззовні двигуна (це найнижча точка, куди досягає поршень). У давнішій технічній мові його називали PMI (нижня мертва точка), назва, яка вважається неправильною у випадку горизонтально розташованих циліндрових двигунів і, як така, була перероблена.
PMI - внутрішня мертва точка: представляє положення мінімальної відстані від головки блоку циліндрів поршня двигуна внутрішнього згоряння, враховуючи положення до внутрішньої частини двигуна (це найвища точка, де поршень досягає). Старішою технічною мовою його називали ПМС (верхня мертва точка), назва, яка вважалася невідповідною для горизонтально розташованих циліндрових двигунів, і як така була переформульована.
Камера згоряння - це місце, де відбувається хімічна реакція згоряння палива.
Одиниця переміщення - представляє обсяг, що створюється поршнем при його русі між нижньою мертвою точкою і верхньою мертвою точкою.
Циліндрична ємність - отримується шляхом множення кількості поршнів двигуна на об'єм циліндра агрегату.
Частота обертання двигуна - представляє кількість обертань, зроблених колінчатим валом за одну хвилину.
Цикл двигуна - сукупність послідовних станів, через які паливна суміш переходить у процесі перетворення, від початкового стану до початкового, називається циклом двигуна.
Робота двигуна запалення від стиску (MAC)
Двигун із запаленням від стиску - це чотиритактний двигун внутрішнього згоряння із запаленням від стиску, який використовує дизель як паливо.
Свічка запалювання замінена інжекційним насосом, який розпорошує паливо в циліндр двигуна під високим тиском.
Чотири періоди роботи двигуна із запаленням від стиснення:
Час 1: вступ - впускні клапани відкриті, поршень переміщується з положення PMI (внутрішня мертва точка) в положення PME (зовнішня мертва точка), і повітря всмоктується в циліндр при атмосферному тиску. Випускні клапани закриті.
Процес ізобарний, протікає під постійним тиском.
Час 2: стиснення - як вхідний, так і вихідний клапани закриті. Поршень переміщується з положення PME в положення PMI, і повітря сильно стискається. Цей процес є адіабатичним, все відбувається дуже швидко без теплообміну.
Час 3: займання та затримання - як вхідний, так і вихідний клапани закриті. Поршень знаходиться в положенні PMI. Інжекторний насос розпорошує в циліндр дуже дрібні краплі дизеля. Температура в балоні вища, ніж температура займання палива, і воно загоряється і буде горіти при постійній температурі. Гази згоряння будуть розширюватися адіабатично, поршень рухатиметься до положення ПМЕ, виконуючи тим самим механічну роботу.
Час 4: евакуація - впускні клапани закриті, а випускні - відкриті. Тиск у балоні раптово зменшується, поки не досягне значення атмосферного тиску, при цьому процес відбувається при постійному обсязі, настільки ізохорному. Тепло виділяється назовні. Поршень переміщується з положення ПМЕ в положення ПМІ, евакуюючи димові гази. Коли поршень досягає кінця ходу, випускний і впускний клапани закриваються. Цикл відновлюється.