Карбюраторные поршневые двигатели внутреннего сгорания.

К основным механизмам и системам карбюраторного поршневого двигателя относятся: кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы и системы — смазочная, охлаждения и питания.

Рис. 3. Схема кривошипно-шатунного механизма двигателя:

1 — коленчатый вал, 2 — цилиндр, 3 — поршень, 4 — головка цилиндров

На схеме кривошипно-шатунного механизма (рис. 3) показан рабочий процесс такого двигателя. Поршень 3 перемещается в цилиндре 2, который является для него направляющей. Крайние положения поршня, при которых он наиболее удален от оси коленчатого вала или приближен к ней, называются верхней и нижней «мертвыми» точками (в.м.т. и н.м.т.). В них направление движения поршня меняется на противоположное, и скорость поршня в этот момент равна 0.

Одному и тому же угловому перемещению кривошипа коленчатого вала 1 соответствуют различные линейные перемещения поршня. Поэтому даже при равномерном вращении коленчатого вала поршень движется неравномерно: приближаясь к какой-либо м.т., он замедляет движение, а удаляясь от нее — ускоряет. В результате неравномерного движения поршня возникают силы инерции возвратно-поступательно движущихся деталей двигателя.

Путь S, пройденный от одной м.т. до другой, называется ходом поршня. Ход поршня совершается за полоборота коленчатого вала (180°).

При работе двигателя объем V, заключенный между стенками головки 4 цилиндра и поршнем, непрерывно изменяется. Минимальный объем Vc при положении поршня в в.м.т. называется объемом камеры сгорания.

Объем Vп, освобожденный поршнем при его перемещении от в.м.т. к н.м.т., называется рабочим объемом цилиндра. Сумма рабочих объемов всех цилиндров называется рабочим объемом двигателя.

Наибольший объем, заключенный между стенками головки цилиндра и поршнем, находящимся в н.м.т., называется полным объемом цилиндра Va, который равен сумме объема камеры сгорания и рабочего объема цилиндра.

Отношение полного объема цилиндра Va к объему камеры сгорания Vc называется степенью сжатия, т. е. ε = Va: Vc. Степень сжатия показывает, во сколько раз уменьшается объем смеси (или воздуха), находящейся в цилиндре, при перемещении поршня от н.м.т. к в.м.т.

Совокупность периодически повторяющихся процессов в цилиндре двигателя, в результате которых происходит преобразование тепловой энергии в механическую работу, называется рабочим процессом или циклом двигателя. Часть рабочего процесса, совершаемая за один ход поршня, называется тактом.

Двигатель, рабочий процесс которого совершается за четыре такта при двух оборотах коленчатого вала, называется четырехтактным; двигатель, у которого рабочий процесс совершается за два такта или один оборот коленчатого вала, — двухтактным.

Карбюраторные двигатели отечественных легковых автомобилей выполняются только четырехтактными.

Рис. 4. Устройство и работа четырехтактного карбюраторного двигателя: а — впуск, б — сжатие, в — рабочий ход, г — выпуск;

1 — головка цилиндра, 2 — водяная рубашка, 3 — цилиндр, 4 — поршень, 5 — шатун, 6 — маховик, 7 — коренной подшипник коленчатого вала, 8 — коленчатый вал, 9 — картер, 10— распределительные шестерни, 11— кулачок распределительного вала, 12— толкатель, 13 — распределительный вал, 14 — пружина клапана, 15 — поршневой палец, 16 — поршневые кольца, 17 — выпускной клапан, 18 — карбюратор, 19 — свеча зажигания, 20 — впускной клапан, 21 — камера сгорания

Основной частью одноцилиндрового четырехтактного карбюраторного двигателя (рис. 4) является цилиндр 3 с укрепленной на нем съемной головкой 1. В резьбовое отверстие головки цилиндра ввернута свеча зажигания 19, воспламеняющая смесь с помощью электрической искры. Внутри цилиндра помещен поршень 4.

С помощью поршневого пальца 15 поршень шарнирно соединен с кривошипом коленчатого вала 8, который может вращаться в подшипниках 7, установленных в картере. На конце коленчатого вала укреплен маховик 6. Приготовленная в карбюраторе 18 смесь поступает в цилиндр через впускной клапан 20, отработавшие газы удаляются в атмосферу через выпускной клапан.

Клапаны открываются при набегании на толкатели 12 кулачков 11 вращающегося распределительного вала 13. При сбегании кулачков с толкателей клапаны закрываются под действием пружин 14. Распределительный вал 13 приводится во вращение от коленчатого вала 8.