Неизвестный танк часть 2 - 22

ВПУСК

Рис. 156.  Схема работы четырехтактного двигателя. Такт впуска

Пусть поршень начинает двигаться вниз от верхней мертвой точки вследствие вращения коленчатого вала по инерции (если двигатель уже работает) или от постороннего источника энергии (при запуске). Так как объем цилиндра над поршнем при этом увеличивается, то давление в цилиндре становится меньше давления наружного воздуха, т. е. меньше атмосферного давления. В цилиндре создается разрежение. В это время наружный воздух (в дизеле) или горючая смесь (в карбюраторном дви­гателе) через открытый впускной клапан устремляется в цилиндр. Впуск будет продолжаться до тех пор, пока поршень не дойдет до нижней мертвой точки и впускной клапан не закроется (выпускной клапан все это время закрыт) *.

*В действительности, как это будет показано ниже, моменты открытия и закрытияклапанов не совпадают с мертвыми точками.

СЖАТИЕ

Рис. 157. Схема   работы четырехтактного двигателя. Такт сжатия

От нижней мертвой точки поршень, попрежнему приводимый в дви­жение коленчатым валом, пойдет вверх, сжимая находящийся в цилиндре воздух или горючую смесь; впускной клапан, как и выпускной, в это время закрыт.

Остановимся на явлениях, происходящих при сжатии воздуха или горючей смеси.

Молекулы газов в цилиндре находятся в непрерывном движении. Ударяясь о стенки цилиндра, они действуют на них с определенной си­лой. Величина этой силы, приходящаяся на площадь в один квадрат­ный сантиметр поверхности, называется давлением. Давление изме­ряют в килограммах на один квадратный сантиметр (кг/см²).Давление в 1 кг/см²принято называть давлением в одну атмосферу.

Давление газа в закрытом сосуде передается во все стороны с оди­наковой силой. Это значит, что на любую площадку размером в один квадратный сантиметр на стенке цилиндра или на днище поршня будет действовать одинаковая сила.

Коогда газ сжимается, т. е, когда уменьшается объем неизменного количества газа, давление увеличивается, так как на одну и ту же пло­щадку приводится больше ударов молекул. При этом, если поддержи­вать температуру постоянной, давление возрастает во столько же раз, во сколько уменьшится объем.

Так, если воздух, занимавший при давлении 1 ат объем 10 л, поме­стить в баллон объемом 2 л, т. е. уменьшить объемв 10/2 = 5 раз, дав­ление увеличится с 1 до 5 ат.

Если при сжатий температура изменится, указанная зависимость между давлением и объемом нарушится. При сжатии газа его молекулы чаще сталкиваются друг с другом и двигаются бысттрее. Увеличение скорости движения молекул воспринимается нами как повышение температуры газа. При нагреве давление также повышается. Это происхо­дит потому, что более быстро дви­жущиеся молекулы сильнее дей­ствуют на стенки сосуда. Таким образом, давление газа повышает­ся как от уменьшения объема, так и от увеличения температуры.

Зависимость между объемом, давлением и температурой газа определяется формулой

 (1)

В этой формуле через р₁обо­значено давление газа в кг/сл², через V₁— объем газа в кубических сантиметрах (см^ъ), через  t₁— температура газа в градусах Цельсия — все это при начальном состоянии газа, а через р₂, М₂и t₂— те же величины при его ко­нечном состоянии, т. е. после из­менений, происшедших с газом. Прибавление к температуре t₁и t₂числа 273 вызвано тем, что при подсчете величин по формуле бе­рется абсолютная температура, нуль которой ниже нуля по Цель­сию на 273°.

Чтобы понять, как изменяются величины, характеризующие состоя­ние газа при работе двигателя, рассмотрим процесс сжатия воздуха в цилиндре дизеля.

Пусть температура воздуха до сжатия t₁= 40° Ц (рис. 158,I), а его давление р₁= 1 ат. Допустим далее, что степень сжатия равна 15, т. е. объем V₂в 15 раз меньше объема V₁.Давление воздуха в конце сжатия (рис, 158,II) при такой степени сжатия может достигнуть 30—40 ат.

Рис. 158.   Изменение давления и темпе­ратуры газа в цилиндре двигателя

Пусть оно равно р₂ = 35 ат. Определим температуру воздуха, пользуясь приведенной выше формулой (1).

 (2)

откуда 

  (3)

Таким образом, температура воздуха, сжатого в цилиндре дизеля, будет весьма высокой. Если тетерь впрыснуть в цилиндр горючее, то оно, смешавшись с горячим  воздухом, образует горючую смесь, воспламенится и сгорит.

В карбюраторном двигателе, как уже указывалось выше, будет сжи­маться не воздух, а горючая смесь, в которой большая часть горючего уже испарилась и перемешалась с воздухом. В конце хода сжатия смесь сама не воспламеняется, так как в карбюраторном двигателе степень сжатия, а следовательно, и температура в конце такта сжатия значи-тельно ниже, чем в дизеле; поэтому смесь нужно воспламенять электри ческой искрой.

• Назад
• Вперед