Способы воспламенения горючей смеси

Горючая среда (смесь)

Горючая среда (смесь) – это:

1) среда (смесь), способная воспламеняться при воздействии источника зажигания (Федеральный закон РФ от 22.07.2008 № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»);

2) среда (смесь), способная самостоятельно гореть после удаления источника зажигания (ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования).

Для горения необходимы горючее вещество, кислород (или иной окислитель) и источник вос­пламенения.

Чтобы возникло горение, горючее вещество должно быть на­грето до определенной температуры источником воспламенения (пламенем, искрой, накаленным телом) или тепловым прояв­лением какого-либо другого вида энергии: химической (экзо­термическая реакция), механической (удар, сжатие, трение) и т.д. Выделившиеся при нагревании горючего вещества пары и газы смешиваются с воздухом и окисляются, образуя горючую среду. По мере накопления тепла в результате окисления газов и паров скорость химической реакции увеличивается, вследствие чего происходит самовоспламенение горючей смеси и появляется пламя.

С появлением пламени наступает горение, которое при благоприятных условиях продолжается до полного сгорания ве­щества. В установившемся процессе горения постоянным источником воспламенения является зона горения, т.е. область, где протекает химическая реакция, выделяется тепло и излучается свет.

Для возникновения и протекания горения горючее вещество и кислород должны находиться в определенном количественном соотношении. Содержание кислорода в воздухе для большинства горючих веществ должно быть не менее 14-18 %.

Использование: в системах зажигания карбюраторных двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: способ заключается в подаче высоковольтного импульсного высокочастотного напряжения на электрод свечи постоянно на все время работы цилиндра, искрообразование между электродом свечи и днищем поршня осуществляют на период двойного угла опережения зажигания. Система зажигания содержит источник 1 постоянного тока, регулируемый стабилизатор 2 напряжения, генератор 4 импульсов, электронный ключ 5, конденсатор 6, катушку 3 зажигания, распределительную коробку 9, одноэлектродную свечу 10. Особенностью изобретения является введение стабилизатора 2. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ зажигания горючей смеси в карбюраторных двигателях внутреннего сгорания, заключающийся в том, что подают на два электрода высоковольтное импульсное напряжение, создают искровый разряд между двумя электродами, первым из которых является центральный электрод свечи, а вторым днище поршня, а момент начала и окончания искрового разряда устанавливают путем перемещения поршня до ВМТ и обратно, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности за счет обеспечения оптимального времени искрообразования, при установке момента начала и окончания искрового разряда дополнительно изменяют величину уровня высокочастотного напряжения, пропорционально данным центробежного и вакуумного регуляторов. 2. Система зажигания горючей смеси в карбюраторных двигателях внутреннего сгорания, содержащая источник постоянного тока, который имеет плюсовую и минусовую, которая соединена с общей шиной, клемму питания, преобразователь постоянного напряжения в высоковольтное импульсное напряжение, одноэлектродные свечи зажигания, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности за счет обеспечения оптимального времени искрообразования и упрощения, введен регулируемый стабилизатор напряжения, вход которого соединен с плюсовой клеммой источника постоянного тока, выход которого соединен с входом преобразователя постоянного напряжения и высоковольтное импульсное напряжение, выход которого соединен с электродами свечей.

а — V- образного карбюраторного двигателя; 6 — V-образного дизельного двигателя; в — соединение головки блока цилиндров, гильзы и блока цилиндров двигателя KaМA3-740; 1- крышка блока распределительных зубчатых колес; 2 — прокладка головки блока цилиндров; 3 — камера сгорания, 4 — головка блока цилиндров, 5 — гильза цилиндра; 6 и 19 — уплотнительные кольца, 7 — блок цилиндров; 8 — резиновая прокладка; 9 — головка блока цилиндров; 10 -прокладка крышки; 11 — крышка головки блоки цилиндров; 12 и 13 — болты крепления крышки и головки блока цилиндров; 14 — патрубок выпускного коллектора; 15 — болт-стяжка; 16 — крышка коренного подшипника: 17 — болт крепления крышки коренного подшипника; 17 — стопорное кольцо: 20 — стальная прокладка головки блока цилиндров.

Блок картер

Блок-картер отливают из легированного чугуна или алюминиевых сплавов.
Блок-картер разделен на дне части горизонтальной перегородкой. В нижней части в вертикальных перегородках имеются разъемные отверстия крепления коленчатого вала, в верхней гильзы цилиндров. Блок-картер может быть отлит вместе с цилиндрами («сухие» гильзы), либо иметь вставные сменные гильзы, непосредственно омываемые охлаждающей жидкостью, так называемые «мокрые» гильзы. Также в блок-картере выполнены гладкие отверстия пол коренные опоры распределительного вала, под толкатели ГРМ, имеются гладкие и резьбовые отверстия и припадочные поверхности крепления деталей и приборов.

Примеры расположения цилиндров двигателя

Гильзы цилиндров

Гильзы цилиндров являются направляющими для поршня и вместе с головкой образуют полость, в которой осуществляется рабочий ЦИКЛ, Изготовляют гильзы литьем из специального чугуна. На наружной поверхности имеется одна или две посадочные поверхности крепления гильзы в блоке цилиндров. Внутреннюю поверхность цилиндра подвергают закалке с нагревом ТВЧ и тщательно обрабатывают, получая «зеркальную» поверхность.

Верхняя часть цилиндра наиболее нагружена, так как здесь происходит сгорание рабочей смеси, сопровождаемое резким повышением давления и температуры. Кроме того, в этой зоне происходит перекладка поршня, сопровождаемая ударными нагрузками на стенки цилиндра. Для повышения износостойкости верхней част цилиндров в карбюраторных двигателях (ЗМЗ-53 и ЗИЛ-508.10) применяют пеганки из специального износостойкого чугуна» запрессованные в верхней части цилиндра. Толщина вставки 2—4 мм. высота 40—50 мм. используемый материал — аустенитный чугун.

На Камазе установлены съемные

«Мокрые» гильзы могут быть установлены в блок-картер с центровкой по одному или двум поясам. Первый способ применяется для постановки гильзы в алюминиевые, в юрой — в чугунные блоки.
Для уплотнения нижнего центрирующего пояска «мокрых» гильз применяют резиновые кольца гильзы с центровкой по одному нижнему поясу уплотняются одной медной прокладкой под горне нон плоскостью буртика.

Головка блока

Головка блока цилиндров закрывает цилиндры и образует верхнюю часть рабочей полости двигателя, в ней частично или полностью размещаются камеры сгорания. Головки блока цилиндров отливают из легированного серого чугуна или алюминисвого сплава. Чаще всего они являются общими для всех цилиндров, образующих ряд.
В головках блока цилиндров разметаются гнезда и направляющие втулки клапанов, впускные и выпускные каналы. Их внутренние полости образуют рубашку для охлаждающей жидкости. В верхней части имеются опорные площадки для крепления деталей клапанного механизма, В конструкциях с верхним расположением распределительного вала предусмотрены соответствующих опоры. Для уплотнения стыка головки блока цилиндров и блока цилиндров применяю) сталеасбестовую уплотняющую
прокладку, предотвращающую прорыв газов наружу и исключающую проникновение охлаждающей жидкости и масла в цилиндры. В двигателях послушного охлаждения головки блока цилиндров делают ребренными. Причем ребра располагают по движению потока охлаждающего воздуха. Так, чтобы обеспечивался более эффективный теплоотвод.

Поддон картера

Поддон картера закрывает KШМ снизу и одновременно является резервуаром для масла. Поддоны изготовляют штамповкой из листовой стали или отливают из алюминиевых сплавов. Внутри поддонов могут выполняться лотки и перегородки, препятствующие перемещению и взбалтыванию масла при лвижении автомобиля по неровным дорогам,
Привалочная поверхность, стыкующаяся с блок-картером, имеет от-бортовку металла и усиливается для придания жесткости стальной полосой, приваренной по периметру. В нижней точке поддона приваривается бобышка с резьбовым отверстием, которое закрывают пробкой с магнитом для улавливания металлических продуктов износа, образующихся вследствие изнашивания двигателя.

Что такое пределы воспламеняемости или взрывоопасности?

Пределы воспламеняемости или взрывоопасности материала также связаны с опасностью пожара и взрыва. Эти пределы представляют диапазон между самой низкой и самой высокой концентрациями паров в воздухе, которые будут гореть или взрываться. При отсутствии вентсистемы, прошедшей испытания риск этого увеличивается.

Нижний предел воспламенения или нижний предел взрываемости бензина составляет 1,4% верхний предел воспламенения или верхний предел взрываемости (UFL или UEL) составляет 7,6%. Это означает, что бензин может воспламениться, когда он находится в воздухе на уровне от 1,4 до 7,6 процента. Концентрация паров бензина в воздухе ниже 1,4 процента слишком «бедна», чтобы гореть. Уровни паров бензина выше 7,6% слишком “богаты” для сжигания. Легковоспламеняющиеся пределы, как и точки вспышки, предназначены для использования в качестве направляющих, а не тонких граней между безопасным и небезопасным содержанием веществ в воздухе рабочей зоны.

Как можно избежать проявления данного явления?

Дело здесь в следующем. Хотя инженеры все еще точно не знают природу возникновения разрушительного феномена, им известны конкретные условия, при которых проявляется LSPI в рабочем диапазоне GDI турбодвигателей.

Первое предполагаемое решение проблемы

Путем перепрограммирования компьютерных систем управления, которые приводят в действие двигатель, этих условий можно постараться избежать.

«…контролируется тщательной калибровкой рабочих параметров OEM-производителем, чтобы избежать условий, в которых инициируется разрушительное явление», – объясняет Линдхольм.

В подтверждение действенности проводимых автопроизводителями настроек Линдхольм приводит в пример личный автомобиль, оборудованный двигателем TGDI, поскольку автопроизводители успешно калибруют программное обеспечение двигателя, чтобы избежать работы в опасной зоне LSPI.

«Калибровки двигателя очень сложны и точны, и у изготовителей оборудования есть полное понимание того, какие условия двигателя могут вызвать повреждение через неблагоприятные условия, поэтому они удостоверяются, что можно избежать этих условий», – говорит он.

Минусом такого решения проблемы можно считать снижение продуктивности работы мотора и топливной эффективности.

Второе предполагаемое решение проблемы

Вторая мера, которую может предпринять автовладелец самостоятельно, – это приобрести для своего автомобиля специальное моторное масло (выбор которого, правда, пока невелик). Чтобы уяснить, для чего это нужно, требуется понимание природы появления преждевременного воспламенения.

К примеру, в описании к моторному маслу Ravenol DXG 5W-30 сказано, что рецептура масла минимизирует вероятность преждевременного воспламенения топлива LSPI (LowSpeedPre-Ignition).

Особенности процесса

Это реакция, вызванная нагреванием огнеопасного вещества до температуры, запускающей сложную многоэтапную реакцию. В ней принимают участие содержащиеся в материале компоненты и воздух. Окисление кислородом приводит к тому, что произвольно выделяется большой объем тепла, который своевременно не отводится.

В качестве примера можно привести ситуацию, когда неправильно хранятся строительные отходы. В одну кучу сваливают различные материалы, в том числе опасные и горючие. Если в помещении затруднен отвод тепла и нарушена вентиляция, то риск спонтанного самовозгорания резко возрастает.

Важно! Внезапное возникновение пламени может привести к серьезному пожару, который нанесет ущерб имуществу, и может угрожать жизни человека.

Существуют условия, повышающие опасность самовозгорания. Большинство случаев отмечаются в помещениях, где нарушена циркуляция воздуха. Если приток свежих кислородных масс недостаточный, то от поверхности горючих веществ вырабатываемое ими тепло отводится неактивно, начинается перегревание и как следствие запускается процесс горения.

Опасность самопроизвольного самовозгорания веществ значительно повышается, если в комнате воздух теплый и сухой. Такие условия становятся толчком к началу окислительного процесса, который либо приводит к воспламенению, либо его ускоряет. Например, достаточно опасно оставлять в помещении ветошь, пропитанную льняным маслом, которое часто используется для обработки паркетных половых досок. Тряпка под воздействием внешних факторов легко может самовозгореться.

Самовозгорание материалов происходит спонтанно. Установив первичный импульс, который запустил механизм самонагревания, специалисты точно определяют, к какому типу относится процесс. Различают следующие виды самовозгорания.

1. Микробиологическое

Наблюдается среди органических материалов, внутри тела которых возможно развитие деятельности микроорганизмов. Живые организмы выделяют тепло, которое приводит к разогреванию массы. Это стимулирует ускорение протекания экзотермической естественной реакции. При повышении градусов в среде их обитания бактерии уничтожаются, а горение продолжается уже по иному механизму.

Мелкодисперсионные продукты характеризуются малой теплопроводимостью массы. В их теле копится тепло в результате гетерогенного окисления. Это приводит к росту температуры, а затем и скорости легко объяснимой с научной стороны реакции. В итоге происходит стремительное возгорание.

Склонностью к микробиологическому возгоранию отличаются:

• овощи;
• зерно;
• солод;
• сухая трава – солома и сено;
• хлопок;
• фрезерный торф и прочее.

Это интересно! Скорость экзотермической реакции увеличивается вдвое с каждым скачком температуры на 10ºС.

2. Химическое

Происходит из-за химического взаимодействия компонентов. Запускается на поверхности материалов, а затем продвигается в глубинные слои. Когда химические элементы перемешиваются, в глубине объема аккумулируется тепло, которое накапливается и приводит к постепенному нагреванию.

Возгорание без источника нагрева под воздействием химической реакции четко определяется по обозначенным с научной точки зрения признакам. Если повышение температуры спровоцировано не окислением под воздействием кислорода, а попаданием серной кислоты или перманганата калия, то классификация однозначная. Кроме того, некоторые щелочные металлы начинают выделять тепловые излишки при соприкосновении с водой. К этой группе относятся:

• карбид кальция;
• натрий;
• промышленная ветошь;
• азотная кислота;
• рубидий;
• перекись бария;
• калий и другие.

Важно! Если количество металла больше спичечной головки, то выделяющийся водород горит совместно с ним.

3. Тепловое

Если материал нагревается до критической температуры, вызывающей его последующее активное разложение, то такой вид называется тепловым. В глубине твердого тела горение проявляется тлением, которое при появлении доступа воздуха переходит в пламя.

Часто источником самовозгорания становятся масла. К возгоранию без постороннего очага зажигания способны:

• отработанные минеральные масла, содержащие непредельные углеводороды;
• масла, в составе которых значительное количество глицеридов непредельных кислот;
• олифы;
• жиры;
• ископаемый уголь.

Обратите внимание! К непредельным кислотам относятся линоленовая, линолевая, олеиновая кислоты.

Условия для самостоятельного возгорания жирных масел

Чтобы предотвратить риск возникновения пожара из-за несоблюдения норм безопасности обращения с горючими веществами, нужно знать, что может спровоцировать аварийную ситуацию. Жиры и масляные составы самовозгораются при определенных условиях:

• подвергается окислению обширная поверхность, при этом теплоотдача минимальна;
• веществами пропитаны какие-либо горючие материалы;
• большая степень уплотненности промасленного предмета.

Интересно! Наименьшая температура, при которой уже наблюдаются случаи горения масел и жиров без внешнего воздействия, составляет всего +10 градусов. Срок – от нескольких часов до пары суток.

Нередко самовозгорается уголь. По способности к возгоранию материал делится на 2 категории:

• А – опасные – каменные и бурые;
• Б – устойчивые – донецкие, кузнецкие, антрацит.

Когда столбик термометра опускается, они быстро окисляются и впитывают газы и пары. Температура нарастает медленно и может быть приостановлена путем проветривания штабеля.

Для предотвращения риска необходимо:

• ограничивать высоту штабелей;
• достаточно уплотнять уголь в штабелях, чтобы исключить проникновение воздуха.

Что горит без источника нагрева

Температурой самовозгорания называют самую низкую Т объекта, при которой внутри его объема происходит самонагревание. Определено, что некоторые опасные элементы способны разогреваться до критической отметки даже при средней комнатной температуре. Например, алюминиевый порошок, соприкасаясь с воздухом, начинает окисляться и теплеть уже при +10º градусах. К столь же быстро самонагревающимся составам относятся:

• силаны;
• скипидар;
• фосфины;
• диэтиловый эфир;
• негашеная известь;
• бромацитилен.

Сюда же причислены сульфиды железа. Они даже при обычной Т, взаимодействуя с воздухом, стремительно выделяют много тепла. Не менее активно окисляется желтый фосфор. Процесс сопровождается интенсивным выделением белого дыма. Причиной возгорания может быть теплота трения, поэтому резку фосфора рекомендуют осуществлять под водой.

Отличие самовозгорания от самовоспламенения

Иногда даже сами эксперты путают эти два понятия, хотя их различия важно учитывать при экспертизе пожаров. Если речь идет о тепловом самовозгорании, то нагрев – лишь исходный импульс. Далее горение в массе начинается из-за воздействия поступающего кислорода, в результате окисления которым происходит выделение тепла. Для самовоспламенения важно, чтобы поверхность была разогрета до конца. Тогда запускается механизм термического разложения, сопровождающийся воспламенением

Как пример можно рассмотреть склонность к горению сосновых опилок. Сырье может начать гореть при 295ºC, а самовоспламениться сырье может лишь при 400ºС

Явление процесса самовозгорания – беспощаден и чрезвычайно опасен. Однако его можно взять под контроль. Работники строительных объектов, сотрудники магазинов с широким ассортиментом лакокрасочных материалов, химчисток и прочих организаций должны в обязательном порядке придерживаться правил техники безопасности при работе с самонагревающимися, пирофорными, горючими веществами. Представляющие потенциальную угрозу, они должны правильно храниться, использоваться по назначению и своевременно отправляться в пункты утилизации.

Топливовоздушная смесь: что это, описание, свойства

Бензин и необходимый для его сгорания воздух поступают в цилиндры ДВС в виде топливовоздушной смеси. Топливовоздушная смесь — это смесь мельчайших частиц бензина с атмосферным воздухом, которую получают тщательным перемешиванием этих двух компонентов. Ясно, что до перемешивания бензин должен быть распылен, а затем и испарен еще до момента воспламенения.

Различают три способа смесеобразования для поршневых двигателей: внутренний способ, когда процесс перемешивания происходит непосредственно в объеме цилиндра; внешний способ — когда смесь получают вне объема цилиндра, например во впускном коллекторе; и смешанный, или комбинированный способ смесеобразования, при котором первый этап перемешивания протекает вне цилиндра, а второй — внутри цилиндра.

Для бензиновых ДВС самым распространенным является способ внешнего смесеобразования. Бензин перед смешиванием с воздухом распыляется либо пульверизацией, либо впрыском под давлением. Процесс пульверизации реализуется в карбюраторах, а процесс впрыска с помощью специальных устройств впрыска, которые называются форсунками.

Соотношение 1/14,7 для бензина и воздуха является стехиометрическим, так как оно соответствует законам строгого количестаенного соотношения масс веществ, участвующих в химической реакции горения.

Следует иметь в виду, что топливовоздушная смесь, приготовленная внешним способом смесеобразования, еще не является топливовоздушным зарядом для поршневого двигателя. От мнксерной зоны (места образования смеси) и до камеры сгорания в цилиндре топливовоздушная смесь многократно изменяет свое агрегатное состояние под действием чередующихся изменений давления и температуры.

Как следствие, часть паров бензина переходит обратно в жидкое состояние охлаждаясь или снова образуется пар при соприкосновении бензиновых пленок с горячими стенками впускной системы и цилиндра. В результате в камеру сгорания поступает не стехиометрическая смесь, даже если она идеально приготовлена в миксерной зоне, а смесь, отличающаяся от оптимального состава в сторону уменьшения или в сторону увеличения количества бензина.

Из сказанного ясно, что по весовому составу топливо-воздушная смесь, приготовленная вне цилиндра, может заметно отличаться от смеси, сжатой к моменту воспламенения в камере сгорания. Это обстоятельство является главным недостатком способа внешнего смесеобразования, который приводит к дополнительным потерям бензина, к потере устойчивости работы двигателя при изменении его режимов, а также к дополнительным конструктивным сложностям системы приготовления и впуска топливо-воздушной смеси.

Для того чтобы поддерживать состав топливовоздушного заряда близким к стехиометрическому, процессом приготовления топливовоздушной смеси приходится постоянно управлять путем увеличения или уменьшения количества подаваемого в систему смесеобразования бензина. Наиболее качественно это реализуется в современных системах впрыска бензина с электронным управлением электромагнитными форсунками.

План борьбы с огнем в резервуарах

Тушение ЛВЖ и ГЖ в резервуарах целесообразно начинать с оценивания сложившейся обстановки, а также с расчета требуемых средств и сил. На случай подобной аварийной ситуации должна быть организована добровольная пожарная охрана, руководитель которой будет ответственным лицом за управление процессом ликвидации пламени и распределение задач между участниками пожаротушения.

Ответственное лицо должно определить объем территории, на которой будут производиться работы по тушению, организовать устранение посторонних лиц в опасную зону.

По прибытию к месту возгорания руководитель проводит разведку и указывает другим участникам пожаротушения участки, куда должны быть брошены максимальные силы.

На протяжении всей работы в задачи руководителя входит и обеспечение всеми доступными силами и средствами охлаждения ЛВЖ и ГЖ в резервуарах, а также выбор оптимального метода борьбы с огнем.

Когда основные силы брошены на работу с горящей емкостью важно защитить соседние резервуары на случай, если поврежденный разрушится, либо образовавшая газовоздушная смесь взорвется. Именно с этой целью всей пожарные машины устанавливают на безопасном расстоянии, а к месту работ прокладывают рукавные линии.

Тушение резервуарных парков ЛВЖ и ГЖ напрямую зависит от продолжительности горения, характера образовавшихся разрушений резервуаров, объема хранящихся жидкостей в поврежденном и соседних емкостях, вероятность взрыва и последующего аварийного разлива содержимого.

При проектировании и строительстве резервуарных парков должна быть предусмотрена канализация, в которую возможен отвод воды в процесс пожаротушения, а также проектируются устройства для аварийного откачивания содержимого в безопасный резервуар.

Устройство и теория двигателей внутреннего сгорания

В данной статье разберем устройство и теорию двигателей внутреннего сгорания, рассмотрим из чего они состоят и как работают. Вы найдете основные понятия и термины, описывается конструкция и работа двигателя.

Автомобильные двигатели различают:

• по способу приготовления горючей смеси — с внешним смесеобразованием (карбюраторные, инжекторные, газовые двигатели) и с внутренним смесеобразованием (дизели),
• по роду применяемого топлива — бензиновые (работающие на бензине), газовые (на горючем газе) и дизели (работающие на дизельном топливе),
• по способу охлаждения — с жидкостным и воздушным охлаждением,
• расположению цилиндров — рядные и V-образные,
• по способу воспламенения горючей (рабочей) смеси—с принудительным зажиганием от электрической искры (карбюраторные и инжекторные двигатели) или с самовоспламенением от сжатия (дизели).

Бензиновые – это двигатели, работающие на бензине, с принудительным зажиганием. Приготовление топливно-воздушной смеси, и её дозирование осуществляют карбюраторные и инжекторные системы питания. Смесь в цилиндре воспламеняется в конце такта сжатия, принудительно от электрической искры.

Дизельные — это двигатели, работающие на дизельном топливе с воспламенением от сжатия. В дизельных двигателях смесь приготавливается непосредственно в цилиндре из воздуха и топлива, подаваемых в цилиндр раздельно. Воспламенение топливно-воздушной смеси в цилиндре происходит самопроизвольно от воздействия высокой температуры при сжатии. Исключением является система непосредственного впрыска бензина, где зажигание смеси осуществляется от электрической искры.

Газовые — это двигатели, которые работают на пропано-бутановом газе, с принудительным зажиганием. Перед подачей в цилиндры двигателя, газ смешивается с воздухом. По принципу работы такие двигатели практически не отличаются от бензиновых и мы не будем их рассматривать. Однако, если вы переоборудовали свой автомобиль «на газ», то советую изучить статью Газобаллонное оборудование. Схема ГБО.

Основные механизмы двигателя внутреннего сгорания:

• кривошипно-шатунный механизм,
• газораспределительный механизм,
• система питания (топливная),
• система выпуска отработавших газов,
• система зажигания,
• система охлаждения,
• система смазки.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Для начала, возьмем простейший одноцилиндровый двигатель и разберемся с его устройством и работой. Рассмотрим протекающие в нем процессы, и выясним откуда все-таки берется тот самый крутящий момент, который в конечном итоге приходит на ведущие колеса автомобиля.

Одна из основных деталей двигателя — цилиндр 6, в котором находится поршень 7, соединенный через шатун 9 с коленчатым валом 12. При перемещении поршня в цилиндре вверх и вниз его прямолинейное движение шатун и кривошип преобразуют во вращательное движение коленчатого вала.

На конце вала закреплен маховик 10, который необходим для равномерности вращения вала при работе двигателя. Сверху цилиндр плотно закрыт головкой, в которой находятся впускной 5 и выпускной клапаны, закрывающие соответствующие каналы.

Клапаны открываются под действием кулачков распределительного вала 14 через передаточные детали 15. Распределительный вал приводится во вращение шестернями 13 от коленчатого вала. Поршень, свободно перемещаясь в цилиндре, занимает два крайних положения.

Для нормальной работы двигателя в цилиндры должны подаваться горючая смесь в определенной пропорции (у бензиновых) или отмеренные порции топлива в строго определенный момент под высоким давлением (у дизелей). Для уменьшения затрат работы на преодоление трения, отвод теплоты, предотвращения задиров и быстрого износа трущиеся детали смазывают маслом. В целях создания нормального теплового режима в цилиндрах двигатель должен охлаждаться.

Понятия и термины при работе двигателя

Верхняя мертвая точка (ВМТ) — это крайнее верхнее положение поршня.

Нижняя мертвая точка (НМТ) — это крайнее нижнее положение поршня.

Ход поршня — это расстояние, пройденное от одной мертвой точки до другой. За один ход поршня коленчатый вал повернется на полоборота.

Камера сгорания (сжатия) — это пространство между головкой цилиндра и поршнем, расположенным в ВМТ.

Рабочий объем цилиндра — это пространство, освобождаемое поршнем при перемещение его из ВМТ в НМТ.

Рабочий объем двигателя — это сумма рабочих объемов всех цилиндров двигателя. При малых объемах (до 1 л.) его выражают в кубических сантиметрах, а при больших — в литрах.

Полный объем цилиндра — сумма объема камеры сгорания и рабочего объема.

Степень сжатия — это число, показывающее, во сколько раз полный объем цилиндра больше объема камеры сгорания. В бензиновых двигателях степень сжатия бывает от 8 до 12, а в дизелях — от 14 до 18. Степень сжатия не стоит путать с компрессией, т.к. это два разных понятия.

Такт — процесс (часть цикла), который происходит в цилиндре за один ход поршня. Двигатель, у которого рабочий цикл происходит за четыре хода поршня, называют четырехтактным.

Как работает двигатель внутреннего сгорания

При работе поршневого двигателя внутреннего сгорания поршень совместно с верхней головкой шатуна движется в цилиндре поступательно (вверх – вниз), при этом коленчатый вал совместно с нижней головкой шатуна совершает вращательные движения. У подавляющего большинства двигателей, если смотреть на двигатель со стороны шкива, вращение коленчатого вала осуществляется по часовой стрелке. За один оборот коленчатого вала (360°) поршень в цилиндре совершает два хода (один ход вверх и один вниз).

При постоянной скорости вращения коленчатого вала двигателя, поршень в цилиндре движется с ускорением – замедлением. Наименьшие скорости движения поршня будут наблюдаться при его «крайних» положениях в цилиндре — в верхней (ВМТ) и нижней части (НМТ). В верхней и нижней части цилиндра поршень «вынужден» сделать остановку, чтобы поменять направление движения.

Рабочий цикл четырехтактного двигателя: а) впуск, б) сжатие, в) рабочий ход, г) выпуск.
Работа двигателя складывается из совокупности процессов, протекающих в цилиндрах двигателя с определённой последовательностью. Эти процессы называют рабочим циклом и состоит из тактов впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска. Подробнее в статье Принцип работы ДВС. Рабочие циклы двигателя.

Об устройстве двигателя также рассказано в данных статьях:

• Дизельные двигатели. Устройство и принцип работы
• Как работает двигатель (из цикла передачи ‘как это устроено’)