Работа на двигателя с искрово или компресионно запалване
Глава III - Работа на двигател с искрово запалване или с компресионно запалване
Работа на двигател с искрово запалване (MAS)
Това е двигател, който използва смес от въздушни пари и бензинови пари като гориво. Тази смес се засмуква през входящия клапан в бутален цилиндър, снабден със сегменти. Изгарянето на горивото става с помощта на свещ, която произвежда искра, а произведените газове изтласкват буталото, като по този начин извършват механичната работа.
Четирите времена на работа на двигателя с искрово запалване:
Време 1: прием - по време на всмукване буталото се движи от PMI (вътрешна мъртва точка), цилиндърът се пълни с горивна смес.
Когато движението на буталото започне, всмукателният клапан се отваря, за да позволи на цилиндъра да се напълни с горивна смес. Цилиндърът се пълни, докато буталото достигне PME (външната мъртва точка) и входящият клапан се затвори.
Време 2: компресия - буталото се премества от МСП към MI. Както всмукателният, така и изпускателният клапан са затворени и буталото се придвижва нагоре в положение PMI. Сместа е силно компресирана и се запалва, когато свещта произвежда електрическа искра. Поради високата скорост, с която се извършва компресията, процесът протича без топлообмен с външната страна, като е адиабатна компресия.
В края на компресията налягането вътре в цилиндъра достига 7-8 daN/cm2.
Време 3: запалване и задържане - както изпускателният, така и всмукателният клапан са затворени.
Буталото е в положение PMI и горивната смес е силно компресирана и се запалва със запалителната свещ, която произвежда електрическа искра. След експлозията налягането се увеличава, което протича практически на постоянно ниво. Сместа изгаря прогресивно през цялата си маса и газовете, получени от горенето, изтласкват буталото в положение PME, като по този начин извършват механичната работа.
Време 4: евакуация - когато буталото достигне положението PME, изпускателният клапан се отваря и димните газове се изхвърлят в атмосферата, докато налягането в цилиндъра достигне равно на атмосферното налягане. Коляновият вал (през маховика, който натрупва кинетична енергия) изтласква буталото от позицията PME в положение PMI, евакуира димните газове и затваря клапата при PMI.
Обемът на газа намалява, когато буталото се премести към PMI и цикълът се възобнови.
PME - външна мъртва точка: представлява позицията на максималното разстояние от главата на цилиндъра на буталото на двигателя с вътрешно горене, позицията, разглеждана от външната страна на двигателя (това е най-ниската точка, където буталото достига). На по-стария технически език той се нарича PMI (долна мъртва точка), име, което се счита за неподходящо в случай на хоризонтално разположени цилиндрови двигатели и като такова е преформулирано.
PMI - вътрешна мъртва точка: представлява положението на минималното разстояние от главата на цилиндъра на буталото на двигателя с вътрешно горене, разглеждано положение към вътрешността на двигателя (това е най-високата точка, където буталото достига). На по-стария технически език той се наричаше PMS (горна мъртва точка), название, което се смята за неподходящо за хоризонтално разположени цилиндрови двигатели и като такова е преформулирано.
Горивна камера - е мястото, където протича химическата реакция на изгаряне на горивото.
Изместване на единицата - представлява обема, генериран от буталото при движението му между долната мъртва точка и горната мъртва точка.
Цилиндричен капацитет - получава се чрез умножаване на броя на буталата на двигателя с единичния капацитет на цилиндъра.
Обороти на двигателя - представлява броя завъртания, извършени от коляновия вал за една минута.
Цикъл на двигателя - Общият брой последователни състояния, през които горивната смес преминава в трансформация, от първоначално състояние до първоначалното си състояние, се нарича цикъл на двигателя.
Работа с двигател за запалване чрез компресия (MAC)
Двигателят с компресионно запалване е четиритактов двигател с вътрешно горене с компресионно запалване, който използва дизел като гориво.
Свещта се заменя с инжекционна помпа, която пръска гориво в цилиндъра на двигателя при високо налягане.
Четирите времена на работа на двигателя с компресионно запалване:
Време 1: прием - всмукателните клапани са отворени, буталото се премества от позиция PMI (вътрешна мъртва точка) в позиция PME (външна мъртва точка) и въздухът се засмуква в цилиндъра при атмосферно налягане. Изпускателните клапани са затворени.
Процесът е изобарен, протичащ при непрекъснато налягане.
Време 2: компресия - както входните, така и изходните клапани са затворени. Буталото се премества от положение PME в положение PMI и въздухът е силно компресиран. Този процес е адиабатен, всичко се случва много бързо без топлообмен.
Време 3: запалване и задържане - както входните, така и изходните клапани са затворени. Буталото е в положение PMI. Инжекционната помпа пръска много фини капки дизел в цилиндъра. Температурата в цилиндъра е по-висока от температурата на запалване на горивото и то се запалва и ще гори при постоянна температура. Газовете, получени в резултат на горенето, ще се разширят адиабатно, буталото ще се премести в положение PME, като по този начин ще се извърши механичната работа.
Време 4: евакуация - всмукателните клапани са затворени, а изпускателните - отворени. Налягането в цилиндъра намалява внезапно, докато достигне стойността на атмосферното налягане, като процесът протича при постоянен обем, толкова изохорен. Топлината се отделя навън. Буталото се премества от положение PME в положение PMI, евакуирайки димните газове. Когато буталото достигне края на хода, изпускателните и всмукателните клапани се затварят. Цикълът се възобновява.