Тема. Класифікація та загальна будова двигунів
Дослідження теплових двигунів сучасних мобільних енергетичних засобів: розбір класифікаційних ознак та функціональної взаємодії ключових механізмів і систем.
1. Класифікація двигунів внутрішнього згоряння
Двигун внутрішнього згоряння (ДВЗ) призначений для перетворення тепловної енергії, що виділяється внаслідок згоряння палива в його циліндрах, в механічну роботу - обертання колінчастого вала.
Сучасні трактори обладнуються поршневими двигунами внутрішнього згоряння (ДВЗ). Для правильної експлуатації та технічного обслуговування техніки базовим є розуміння їхньої класифікації за основними конструктивними та робочими ознаками.
| Ознака | Типи двигунів | Конструктивні особливості та застосування |
|---|---|---|
| Спосіб сумішоутворення | Із зовнішнім / із внутрішнім | В бензинових двигунах застосовують як зовнішнє сумішеутворення (паливо змішується з повітрям поза камерою згоряння в карбіраторі, або у впускному колекторі), так і внутрішнє (паливо впорскується безпосередньо в циліндр). У тракторах застосовують двигуни з внутрішнім сумішоутворенням (дизелі), де паливо впорскується безпосередньо в циліндр форсункою. |
| Спосіб запалювання | Від стиснення / від іскри | Дизельні двигуни працюють від самозапалювання палива під дією високої температури стисненого повітря. В бензинових двигунах запалювання здійснюється від іскри. |
| Кількість циліндрів | Одноциліндрові / багатоциліндрові | Одноциліндрові ДВЗ прості, компактні та легкі, але схильні до сильних вібрацій. Використовуються переважно для мототехніки, бензопил, мотоблоків. На тракторах застосовують багатоциліндрові двигуни, які мають два і більше циліндрів. |
| Розташування циліндрів | Однорядні / дворядні | В однорідних двигунах циліндри розташовані в один ряд вертикально, горизонтально або під кутом. Дворядні двигуни мають V-подібне розташування рядів з кутом 90° або опозитне - з кутом 180°. Дворядне V-подібне розміщення суттєво зменшує загальну габаритну довжину багатоциліндрового двигуна. |
| Робочий цикл | Чотиритактні / двотактні | В чотиритактних двигунах робочий процес здійснюється за чотири ходи поршня (два оберти колінчастого вала), в двотактних - за два ходи поршня (один оберт колінчастого вала). На сучасних тракторах використовуються виключно чотиритактні двигуни, які забезпечують кращу екологічність та ефективність. |
| Забезпечення повітрям | Без наддуву / з наддувом | У двигунах без наддуву (атмосферних) повітря в циліндри подається завдяки розрідженню, яке створюється самим поршнем. Турбонаддув використовує енергію вихлопних газів для нагнітання повітря в циліндри під тиском, що суттєво збільшує потужність без зміни об'єму. |
| Охолодження | Рідинне / повітряне | Рідинне забезпечує стабільний тепловий режим під високими навантаженнями. Повітряне простіше конструктивно, але чутливе до перегріву. |
2. Загальна будова та взаємодія систем ДВЗ
Будь-який сучасний тракторний дизельний двигун складається з двох основних механізмів та чотирьох базових систем, які працюють синхронно для забезпечення термодинамічного циклу.
Кривошипно-шатунний механізм (КШМ)
Сприймає тиск газів під час згоряння палива і перетворює прямолінійний, зворотно-поступальний рух поршня в обертальний рух колінчастого вала.
Газорозподільний механізм (ГРМ)
Керує процесами газообміну: забезпечує своєчасний впуск свіжого повітря в циліндри і випуск відпрацьованих газів чітко за фазами розподілу.
Система охолодження
Підтримує оптимальний тепловий режим двигуна (зазвичай 80–95 °C), відводячи зайве тепло від найбільш нагрітих деталей циліндропоршневої групи.
Система мащення
Безперервно подає оливу до тертьових поверхонь деталей під тиском та розбризкуванням для зменшення тертя, охолодження вузлів та вимивання продуктів зносу.
Система живлення (паливна система)
Призначена для зберігання, очищення, підготовки та безперебійної подачі паливо-повітряної суміші (або окремо палива й повітря) до циліндрів ДВЗ.
Система пуску
Забезпечує первинне розкручування колінчастого вала двигуна до обертів, необхідних для запалювання палива або паливо-повітряної суміші.
Навчальні відео
Історія створення дизельного двигуна.
Яким було життя Рудольфа Дизеля, німецького генія, ім'ям якого ми називаємо двигун та вид палива.
Інтерактивний тест для самоперевірки
Дайте відповіді на запитання, щоб закріпити вивчений матеріал з теми «Класифікація та загальна будова двигунів».
Реєстрація користувача
1. У яку енергію перетворюється теплова енергія палива, що згоряє всередині циліндрів ДВЗ?
2. Як здійснюється запалювання робочої суміші в циліндрах дизельного двигуна?
3. Скільки обертів колінчастого вала робить чотиритактний двигун за один повний робочий цикл?
4. З якою метою на важких потужних тракторах застосовують V-подібне розташування циліндрів?
5. На скільки основних механізмів поділяють загальну будову поршневого двигуна?
6. Яка функція покладена на кривошипно-шатунний механізм (КШМ) поршневого ДВЗ?
7. За що безпосередньо відповідає механізм газорозподілу (ГРМ) двигуна?
8. Який температурний діапазон вважається оптимальним для рідинної системи охолодження тракторного двигуна?
9. Які функції, крім зменшення тертя, виконує моторна олива в системі мащення?
10. Яка система поршневого ДВЗ відповідає за очищення повітря і палива та подачу палива в необхідній кількості?
Студент: —
Заклад: —
Група: —
Результати тестування
Тема. Класифікація та загальна будова двигунів
Правильних відповідей: 0 з 10