1 Рабочий цикл современного бензинового двигателя

Так как в данной работе говорится о современных бензиновых двигателях, то подразумевается под этим инжекторные двигатели.

Инжекторная система подачи топлива — система точечной подачи определенного количества топлива в цилиндр, устанавливаемая на современных бензиновых двигателях, которая управляется с помощью микропроцессора и состоит из блока управления, датчиков, форсунок и топливного насоса высокого давления. Эта система подачи топлива постепенно вытесняет карбюраторную систему подачи топлива. Двигатели, имеющие такую систему, называют инжекторными двигателями.

Рабочий цикл ― строгая последовательность рабочих процессов (тактов), периодически повторяющихся во всех цилиндрах двигателя внутреннего сгорания. Каждый такт происходит в течение одного хода поршня.

Двигатели внутреннего сгорания бывают 4-тактные и 2-тактные. В 4-тактном моторе один рабочий цикл осуществляется за четыре хода поршня, в 2-тактном — за два. В современных автомобилях используются 4-тактные двигатели. Что касается 2-тактных, то они, как правило, устанавливаются на мотоциклах, мопедах, моторных лодках и т. п.

Рабочий цикл 4-тактного двигателя внутреннего сгорания включает в себя следующие такты:

• такт впуска

• такт сжатия

• рабочий ход

• такт выпуска

1.1 Такт впуска

В процессе впуска рабочий объем цилиндра заполняется свежим зарядом. Для попадания горючей смеси в цилиндр открывается впускной клапан (его толкает кулачок распределительного вала). В момент открытия клапана поршень, находящийся в верхней мертвой точке, начинает движение вниз по направлению к нижней мертвой точке. Пространство над ним увеличивается, поступает горючая смесь. Иначе говоря, перемещаясь вниз, поршень засасывает в цилиндр горючую смесь через открывшийся впускной клапан, или она впрыскивается с помощью инжектора. Этот процесс продолжается, пока поршень не достигнет нижней мертвой точки. В этот момент впускной клапан закрывается.

При заполнении цилиндра горючая смесь соединяется с остатками находящихся там выхлопных газов. После этого она становится рабочей смесью. В течение первого такта работы двигателя кривошип коленчатого вала проворачивается на пол-оборота

В двигателях с воспламенением от электрической искры (бензиновые карбюраторные или бензиновые с впрыскиванием топлива) – из смеси воздуха и паров легкого топлива или горючего газа. Воздух в цилиндре двигателя играет двоякую роль. Во-первых, воздух и, главным образом, азот воздуха, служит рабочим телом, то есть, является упругим носителем (аккумулятором) тепловой энергии, что совершенно необходимо для обеспечения возможности осуществления в процессе расширения рабочего тела ДВС механической работы. Во-вторых, кислород воздуха служит окислителем топлива, то есть, используется в процессе горения для превращения скрытой химической энергии топлива в тепловую энергию. Чем большее количество воздуха поступает в цилиндр двигателя, тем, очевидно,

большее количество топлива может быть сожжено и тем большее, в конечном итоге, количество работы может быть получено, а значит, может быть достигнута и большая мощность. Мощность двигателя

N = f (G;...)

где G – массовое количество свежего заряда, поступившего в цилиндр двигателя. Камера сгорания (сжатия) перед процессом впуска заполнена остаточными газами. Свежий заряд может заполнить лишь рабочий объём цилиндра. В процессе наполнения давление свежего заряда вследствие разрежения в цилиндре уменьшается, а температура увеличивается по сравнению с давлением и температурой до поступления свежего заряда в цилиндр. Это происходит вследствие его нагрева от горячих стенок. Нагрев заряда при смешивании его с остаточными газами практически не оказывает влияние на наполнение цилиндра, поскольку остаточные газы одновременно охлаждаются. Как будет показано в дальнейшем, расширение заряда при нагреве компенсируется сокращением объёма остаточных газов при их охлаждении. Понижение давления и повышение температуры свежего заряда вследствие его нагрева от горячих стенок приводит к уменьшению массового количества свежего заряда G, поступившего в цилиндр, по сравнению с тем количеством свежего заряда (теоретическим) G_т , которое могло бы поместиться в рабочем объёме цилиндра при давлении и температуре заряда, которыми он обладал до входа в цилиндр.