Internal-combustion engineinternal-

Internal-combustion engine

internal-combustion engine, one in which combustion of the fuel takes place in a confined space, producing expanding gases that are used directly to provide mechanical power. Such engines are classified as reciprocating or rotary, spark ignition or compression ignition, and two-stroke or four-stroke; the most familiar combination, used from automobiles to lawn mowers, is the reciprocating, spark-ignited, four-stroke gasoline engine. Other types of internal-combustion engines include the reaction engine (see jet propulsion, rocket), and the gas turbine. Engines are rated by their maximum horsepower, which is usually reached a little below the speed at which undue mechanical stresses are developed.

Reciprocating Engines

The most common internal-combustion engine is the piston-type gasoline engine used in most automobiles. The confined space in which combustion occurs is called a cylinder. The cylinders are now usually arranged in one of four ways: a single row with the centerlines of the cylinders vertical (in-line engine); a double row with the centerlines of opposite cylinders converging in a V (V-engine); a double zigzag row somewhat similar to that of the V-engine but with alternate pairs of opposite cylinders converging in two Vs (W-engine); or two horizontal, opposed rows (opposed, pancake, flat, or boxer engine). In each cylinder a piston slides up and down. One end of a connecting rod is attached to the bottom of the piston by a joint; the other end of the rod clamps around a bearing on one of the throws, or convolutions, of a crankshaft; the reciprocating (up-and-down) motions of the piston rotate the crankshaft, which is connected by suitable gearing to the drive wheels of the automobile. The number of crankshaft revolutions per minute is called the engine speed. The top of the cylinder is closed by a metal cover (called the head) bolted onto it. Into a threaded aperture in the head is screwed the spark plug, which provides ignition.

Two other openings in the cylinder are called ports. The intake port admits the air-gasoline mixture; the exhaust port lets out the products of combustion. A mushroom-shaped valve is held tightly over each port by a coil spring, and a camshaft rotating at one-half engine speed opens the valves in correct sequence. A pipe runs from each intake port to a carburetor or injector, the pipes from all the cylinders joining to form a manifold; a similar manifold connects the exhaust ports with an exhaust pipe and noise muffler. A carburetor or fuel injector mixes air with gasoline in proportions of weight varying from 11 to 1 at the richest to a little over 16 to 1 at the leanest. The composition of the mixture is regulated by the throttle, an air valve in the intake manifold that varies the flow of fuel to the combustion chambers of the cylinders. The mixture is rich at idling speed (closed throttle) and at high speeds (wide-open throttle), and is lean at medium and slow speeds (partly open throttle).

The other main type of reciprocating engine is the diesel engine, invented by Rudolf Diesel and patented in 1892. The diesel uses the heat produced by compression rather than the spark from a plug to ignite an injected mixture of air and diesel fuel (a heavier petroleum oil) instead of gasoline. Diesel engines are heavier than gasoline engines because of the extra strength required to contain the higher temperatures and compression ratios. Diesel engines are most widely used where large amounts of power are required: heavy trucks, locomotives, and ships.

Rotary Engines

The most successful rotary engine is the Wankel engine. Developed by the German engineer Felix Wankel in 1956, it has a disk that looks like a triangle with bulging sides rotating inside a cylinder shaped like a figure eight with a thick waist. Intake and exhaust are through ports in the flat sides of the cylinder. The spaces between the sides of the disk and the walls of the cylinder form combustion pockets. During a single rotation of the disk each pocket alternately grows smaller, then larger, because of the contoured outline of the cylinder. This provides for compression and expansion. The engine runs on a four-stroke cycle.

The Wankel engine has 48% fewer parts and about a third the bulk and weight of a reciprocating engine. Its main advantage is that advanced pollution control devices are easier to design for it than for the conventional piston engine. Another advantage is that higher engine speeds are made possible by rotating instead of reciprocating motion, but this advantage is partially offset by the lack of torque at low speeds, leading to greater fuel consumption.

Engine Operation

The Four-Stroke Cycle

In most engines a single cycle of operation (intake, compression, power, and exhaust) takes place over four strokes of a piston, made in two engine revolutions. When an engine has more than one cylinder the cycles are evenly staggered for smooth operation, but each cylinder will go through a full cycle in any two engine revolutions. When the piston is at the top of the cylinder at the beginning of the intake stroke, the intake valve opens and the descending piston draws in the air-fuel mixture.

At the bottom of the stroke the intake valve closes and the piston starts upward on the compression stroke, during which it squeezes the air-fuel mixture into a small space at the top of the cylinder. The ratio of the volume of the cylinder when the piston is at the bottom to the volume when the piston is at the top is called the compression ratio. The higher the compression ratio, the more powerful the engine and the higher its efficiency. However, in order to accommodate air pollution control devices, manufacturers have had to lower compression ratios.

Just before the piston reaches the top again, the spark plug fires, igniting the air-fuel mixture (alternatively, the heat of compression ignites the mixture). The mixture on burning becomes a hot, expanding gas forcing the piston down on its power stroke. Burning should be smooth and controlled. Faster, uncontrolled burning sometimes occurs when hot spots in the cylinder preignite the mixture; these explosions are called engine knock and cause loss of power. As the piston reaches the bottom, the exhaust valve opens, allowing the piston to force the combustion products—mainly carbon dioxide, carbon monoxide, nitrogen oxides, and unburned hydrocarbons—out of the cylinder during the upward exhaust stroke.

The Two-Stroke Cycle

The two-stroke engine is simpler mechanically than the four-stroke engine. The two-stroke engine delivers one power stroke every two strokes instead of one every four; thus it develops more power with the same displacement, or can be lighter and yet deliver the same power. For this reason it is used in lawn mowers, chain saws, small automobiles, motorcycles, and outboard marine engines.

However, there are several disadvantages that restrict its use. Since there are twice as many power strokes during the operation of a two-stroke engine as there are during the operation of a four-stroke engine, the engine tends to heat up more, and thus is likely to have a shorter life. Also, in the two-stroke engine lubricating oil must be mixed with the fuel. This causes a very high level of hydrocarbons in its exhaust, unless the fuel-air mixture is computer calculated to maximize combustion. A highly efficient, pollution-free two-stroke automobile engine is currently being developed by Orbital Engineering, under arrangements with all the U.S. auto makers.

Cooling and Lubrication of Engines

Most small two-stroke engines are air-cooled. Air flows over cooling fins around the outside of the cylinder and head, either by the natural motion of the vehicle or from a fan. Many aircraft four-stroke engines are also air-cooled; larger engines have the cylinders arranged radially so that all cylinders are directly in the airstream. Most four-stroke engines, however, are water-cooled. A water jacket encloses the cylinders; a water pump forces water through the jacket, where it draws heat from the engine. Next, the water flows into a radiator where the heat is given off to the air; it then moves back into the jacket to repeat the cycle. During warm-up a thermostatic valve keeps water from passing to the radiator until optimum operating temperatures are attained.

Four-stroke engines are lubricated by oil from a separate oil reservoir, either in the crankcase, which is a pan attached to the underside of the engine, or in an external tank. In an automobile engine a gear pump delivers the oil at low pressure to the bearings. Some bearings may depend on oil splashed from the bottom of the crankcase by the turning crankshaft. In a two-stroke engine the lubricating oil is mixed with the fuel.

Environmental Considerations in Engine Design

In order to meet U.S. government restrictions on exhaust emissions, automobile manufacturers have had to make various modifications in the operation of their engines. For example, to reduce the emission of nitrogen oxides, one modification involves sending a certain proportion of the exhaust gases back into the air-gasoline mixture going into the engine. This cuts peak temperatures during combustion, lessening the amount of nitrogen oxides produced. In the stratified charge piston engine two separate air-fuel mixtures are injected into the engine. A small, rich mixture that is easily ignited is used to ignite an exceptionally lean mixture that drives the piston. This results in much more efficient burning of the gasoline, further reducing emissions. Another device, the catalytic converter, is connected to the exhaust pipe; exhaust gases travel over bars or pellets coated with certain metals that promote chemical reactions, reducing nitrogen oxide and burning hydrocarbons and carbon monoxide.

For many years engine knock (rapid uncontrolled burning that sometimes occurs when hot spots in the

Результаты (русский) 1:

Двигатель внутреннего сгораниядвигатель внутреннего сгорания, один в котором сгорание топлива происходит в замкнутом пространстве, производство расширения газов, которые используются непосредственно для обеспечения механической энергии. Такие двигатели классифицируются как поршневой или роторный, искровым зажиганием или воспламенением от сжатия и двух тактный или 4-х тактный; Наиболее знакомая комбинация, используется от автомобилей для газонокосилки, является поршневых, двухтактные, 4 тактный бензиновый двигатель. Другие типы двигателей внутреннего сгорания относятся реакции двигателя (см. реактивные тяги, ракеты) и газовых турбин. Двигатели, оцениваются по их максимальной мощности, которая достигается обычно немного ниже скорость, на которой разрабатываются чрезмерных механических напряжений. Поршневые двигателиНаиболее распространенными двигатель внутреннего сгорания это поршневые бензиновый двигатель, используемый в большинстве автомобилей. Замкнутое пространство, в котором происходит сгорания называется цилиндр. Цилиндры расположены теперь обычно одним из четырех способов: одну строку с осевыми линиями вертикальных цилиндров (рядный двигатель); двухрядные с осевые линии противоположной цилиндров, сходящихся в V (V-engine); зигзаг двухрядные несколько аналогичен V-engine, но с альтернативные пары противоположных цилиндров, сходящихся в два Vs (W-двигатель); или две горизонтальные, против строки (против, блин, с плоским или боксер двигатель). В каждом цилиндре поршня скользит вверх и вниз. Один конец шатун прилагается к нижней части поршня на совместный; на другом конце стержня зажимы вокруг подшипника на одном из броски или сверток, коленчатого вала; поршневые (вверх-вниз) движений поршня поворота коленчатого вала, который связан подходящим зацепления на ведущие колеса автомобиля. Число оборотов коленчатого вала в минуту называется оборотов двигателя. В верхней части баллона закрыт металлической крышкой (так называемый головы) болтами на него. В резьбовое отверстие в голове это резьбовое свечу зажигания, который обеспечивает зажигания.Два отверстия в цилиндре, называются порты. Впускной порт впускает воздух бензин смесь; выхлопной порт позволяет из продуктов сгорания. Гриб образный клапан проводится плотно над каждым портом пружины, и распределительный вал, вращающийся на половину скорости двигателя открывает клапаны в правильной последовательности. Труба проходит от каждого впускного порта в карбюратор или инжектор, трубы из всех цилиндров, присоединения к форме коллектор; же коллектор соединяет выхлопных порты с выхлопной трубы и глушитель шума. Карбюратор или инжектор топлива смеси воздуха с бензином в пропорциях вес варьируется от 11 до 1 на самых богатых до чуть более 16 к 1 в малообеспеченной. Состав смеси регулируется дроссельной заслонки, клапан воздуха во впускном коллекторе, зависит от расхода топлива в камерах сгорания цилиндров. Смесь богатых в холостого хода (закрытой дроссельной заслонки) и при высоких скоростях (распахнутые нагрузке) и опереться на средних и медленных скоростях (частично открытой дроссельной заслонки).Другой основной тип поршневого двигателя является дизельный двигатель, изобретен Дизель Rudolf и запатентована в 1892 году. Дизель использует тепла, вырабатываемого сжатия, вместо того, чтобы искры от вилки разжечь вводят смеси воздуха и дизельного топлива (тяжелее нефти) вместо бензина. Дизельные двигатели тяжеле чем бензиновых двигателей из-за дополнительную прочность, должен содержать более высоких температурах и сжатия. Дизельные двигатели используются наиболее широко, где требуются большие объемы энергии: тяжелых грузовиков, локомотивов и корабли. Роторные двигателиНаиболее успешные роторный двигатель является двигателем Ванкеля. Разработанный немецким инженером Феликс Wankel в 1956 году, она имеет диск, который выглядит как треугольник с выпуклыми сторонами, вращающихся внутри цилиндра, форменн как цифра восемь с Толстый кошелёк. Впускной и выпускной, через порты в плоские стороны цилиндра. Пробелы между сторонами диска и стенки цилиндра образуют карманы сгорания. Во время одного вращения диска каждый карман поочередно вырастает меньше, то больше, благодаря фасонной контур цилиндра. Это обеспечивает для сжатия и расширения. Двигатель работает на 4-х тактный цикл.Двигатель Wankel имеет 48% меньше деталей и около трети основная масса и масса поршневого двигателя. Ее главным преимуществом является, что передовые воздухоочистных устройствах легче дизайн для него, чем для обычных поршневой двигатель. Другое преимущество заключается в том, что более высокие скорости двигателя стало возможным благодаря ротации вместо возвратно движение, но это преимущество частично компенсируется отсутствие крутящий момент на низких скоростях, приводит к увеличению потребления топлива. Эксплуатации двигателя4-х тактный циклВ большинстве двигателей в один цикл работы (потребление, сжатие, мощности и выхлопных) проходит более четырех ударов поршня, в двух оборотов двигателя. Когда двигатель имеет более одного цилиндра циклы равномерно расположены в шахматном порядке для бесперебойной работы, но каждый баллон будет идти через полный цикл в любых двух Двигатель революции. Когда поршень находится в верхней части баллона в начале такт всасывания, открывает впускной клапан и убыванию поршень рисует в воздушно топливной смеси.В нижней части обводки впускной клапан закрывается и поршень начинает вверх на такта сжатия, во время которого он сжимает воздушно топливной смеси в небольшое пространство в верхней части цилиндра. Отношение объема цилиндр, когда поршень находится в нижней тома, когда поршень находится в верхней части называется сжатия. Чем выше коэффициент сжатия, более мощный двигатель и тем выше его эффективность. Однако для того, чтобы вместить устройств контроля загрязнения воздуха, производители пришлось снизить коэффициенты сжатия.Просто перед тем, как поршень достигает верхней снова, Свеча зажигания пожары, разжигая воздушно топливной смеси (в качестве альтернативы, тепла сжатия воспламеняет смесь). Смесь на горение становится горячей, расширения газа, заставляя поршень вниз на его мощности инсульта. Запись должна быть гладкой и контролируемым. Быстрее иногда неконтролируемого сжигания происходит, когда горячих точек в цилиндре preignite смеси; Эти взрывы называются стук двигателя и привести к потере мощности. Как поршень достигает дна, выпускной клапан открывается, позволяя поршень силы продуктов сгорания — главным образом двуокиси углерода, окиси углерода, окислов азота и несгоревших углеводородов — из баллона в ходе вверх выхлопной инсульт.Двух тактный цикл2 тактный двигатель механически проще 4 тактный двигатель. 2 тактный двигатель обеспечивает один ход питания каждые два штрихи вместо одного каждые четыре; Таким образом развивается больше мощности с же перемещения, или может быть легче и еще доставить такой же мощности. По этой причине он используется в газонокосилки, цепные пилы, небольшие автомобили, мотоциклы и подвесных судовых двигателей.Однако есть несколько недостатков, которые ограничивают ее использование. Поскольку есть вдвое больше энергии ударов во время операции 2 тактный двигатель, как во время операции 4 тактный двигатель, двигатель стремится нагреваются больше и таким образом может иметь короткие жизни. Кроме того в двух тактный двигатель смазочного масла должны быть смешаны с топливом. Это приводит к очень высокий уровень углеводородов в его выхлопных газов, если топливно воздушной смеси – компьютер, рассчитанные для максимального сжигания. Высокоэффективный, свободной от загрязнения 2 тактный автомобильный двигатель в настоящее время разрабатывается орбитальных инженерных, согласно договоренности с всеми производителями авто США. Охлаждения и смазки двигателейБольшинство небольших двухтактных двигателей с воздушным охлаждением. Воздушные потоки над ребер вокруг снаружи цилиндр и головка, либо путем естественного движения транспортного средства или от вентилятора охлаждения. Многие самолеты четырехтактных двигателей также с воздушным охлаждением; большие двигатели имеют радиально расположены так, что все цилиндры находятся непосредственно в airstream цилиндра. Однако, большинство четырехтактных двигателей с водяным охлаждением. Водяной рубашкой заключает баллоны; водяной насос заставляет воду через куртку, где она привлекает тепло из двигателя. Далее вода течет в радиаторе где тепло выделяемых в воздух; Затем он движется обратно в куртку, чтобы повторить цикл. Во время разминки термостатический клапан держит воду от прохождения радиатора до достижения оптимальной температуры.4 тактные двигатели смазываются маслом из отдельных нефтяных водохранилища, либо в Картер, который является Пан, прилагается к нижней части двигателя, или внешнего топливного бака. В автомобильный двигатель насос шестеренный поставляет нефть при низком давлении на подшипники. Некоторые подшипники могут зависеть от нефти, брызги из нижней части картера путем поворота коленчатого вала. В двух тактный двигатель смазочное масло смешивается с топливом. Экологические соображения в конструкции двигателяЧтобы удовлетворить США правительством ограничений на выбросы выхлопных газов, производители автомобилей пришлось внести различные изменения в функционировании их двигателей. Например для уменьшения выбросов оксидов азота, одна модификация пересылается определенную долю выхлопных газов обратно в смесь воздуха бензин, вдаваясь в двигатель. Это сокращение пиковых температур во время сгорания, уменьшая количество оксидов азота производятся. В стратифицированном заряд поршневой двигатель два отдельных воздушно топливной смеси вводят в двигатель. Небольшой, богатая смесь, которая легко воспламеняется используется для разжечь исключительно постное смесь, которая заставляет поршень. Это приводит к гораздо более эффективного сжигания бензина, дальнейшего сокращения выбросов. Другое устройство, каталитический нейтрализатор, подключен к выхлопной трубе; выхлопных газов путешествия над баров или гранулы с покрытием с некоторых металлов, которые способствуют химических реакций, уменьшение окиси азота и горения углеводородов и моноксида углерода.На протяжении многих лет двигателя стук (быстрого неконтролируемого сжигания, иногда возникает, когда горячие пятна в

Результаты (русский) 3:

двигатель внутреннего сгорания

двигателя внутреннего сгорания, в которой сжигания топлива производится в ограниченном пространстве, производство расширении газов, которые используются непосредственно для обеспечения механической энергии.такие двигатели, классифицируются как роторные поршневые, с искровым зажиганием или двигателем с воспламенением от сжатия и двухтактный или четырехтактный,; наиболее известных комбинации, из автомобилей для газонокосилки,- это, с искровым, четырехтактный бензиновый двигатель.других типов двигателей внутреннего сгорания, относятся, в частности, реактивный двигатель (см. реактивных двигателей, ракета), и газовые турбины.двигатели оценивается их максимальной лошадиных сил, которые, как правило, достиг чуть ниже скорость, на которой неоправданных механические нагрузки разрабатываются.поршневые двигатели



наиболее распространенным является поршня двигателя внутреннего сгорания тип бензиновый двигатель используется в большинстве автомобилей.замкнутые пространства, в котором горение происходит называется цилиндра.баллоны, теперь, как правило, расположены в одном из четырех видов: в один ряд с centerlines цилиндров вертикальной (встроенного двигателя); двойной ряд с centerlines противоположного баллоны сходятся в V (v-engine);двойной зигзагообразные подряд несколько то же, что с v-engine, но с альтернативными пары напротив баллоны сходятся в двух vs (w-engine); или две горизонтальные, выступает против ряда (против, блин, квартиру или боксер двигателя).в каждом баллоне поршень скользит вверх и вниз.один конец, а шатун прилагается к нижней части поршневого совместный;другой конец стержня зажим вокруг влияние на один из бросков, или сигналов, а коленчатого вала, поршневых (вверх и вниз) движения поршней повернуть коленчатого вала, который связан с помощью подходящих сейчас ехать колес автомобиля.число оборотов в минуту, называется коленчатого вала двигателя.в верхней части цилиндра закрыт металлической крышкой (позвонила) умчалась на нее.в нитку отверстие в голову попал свечу, которая предусматривает зажигания.

два отверстия в цилиндр называют порты.потребление бензина порт признает, что воздушные смеси; выхлопные порт отпускает продукты сгорания.грибной форму клапана - держался в каждом порту катушка весной, а крутящий вращаются на половину двигателя открывает клапаны в правильной последовательности.труба проходит от каждой дозы порт в карбюратор или инжектор, трубы из всех цилиндров вместе сформировать коллектор; аналогичный коллектор соединяет выхлопного отверстий в выхлопную трубу, и шум глушитель.карбюраторным или топлива инжектор смеси воздуха с бензином в пропорциях вес колеблется от 11 до 1 на богатых - чуть больше 16 - 1 на самых бедственных.состав смеси регулируется дроссельной заслонки, воздушный клапан в впускной коллектор, который варьируется в зависимости от потока топлива для камеры сгорания баллоны.смесь богат в режиме холостого хода (закрытые газ) и на большой скорости (широко открытой дроссельной заслонкой), и обопритесь на средних и медленных скоростях (частично открытой дроссельной заслонкой).

других основных типа поршневой двигатель внутреннего сгорания - дизельный двигатель, изобрёл и запатентовал в 1892 году рудольф дизель.дизель использует сжатие тепла, а не искра из пробку, поджигай an вводили смесь воздуха и дизельное топливо (тяжелой нефти) вместо бензина.дизельные двигатели являются тяжелее, чем бензиновые двигатели из - за дополнительные силы должны содержать более высокие температуры и коэффициенты сжатия.