Принцип работы четырехтактного двигателя: Работа четырехтактного двигателя внутреннего сгорания — устройство и принцип действия — RallySale.ru Продажа спортивных автомобилей, гоночной техники и экипировки для автоспорта. Работа. Аренда и тюнинг машин

Содержание

Устройство и принцип работы четырехтактного двигателя скутера

Уже давно производители устанавливают 4-тактные двигатели на мотоциклы. Новые китайские скутеры тоже оснащаются четырехтактным ДВС (двигателем Отто). Об устройстве и принципе работы этого двигателя, а так же об отличиях 4-тактного мотора от 2-тактного написана эта статья.

○ В наличии новые скутеры Sym в Москве с доставкой до вашего региона! Большой выбор. Гарантия лучшей цены!

Справка

Изобретатель 4-тактного двигателя внутреннего сгорания (как впрочем, и двухтактного) немец Николаус Август Отто (1832-1891). Поэтому ДВС иногда называют двигателем Отто.

Из соображений экономичности, все больше скутеров оснащается четырехтактными двигателями. Хотя эти моторы при одинаковом объеме цилиндра уступают по мощности двухтактным, они обладают своими преимуществами:

-экономичность расхода топлива

-надежность

-простота обслуживания

-четырехтактный двигатель работает тише и устойчивей.

В отличие от двухтактного двигателя, в котором смазка коленвала, подшипников коленвала, компрессионных колец, поршня, пальца поршня и цилиндра осуществляется благодаря добавлению масла в топливо; коленвал четырехтакного двигателя находится в маслянной ванне. Благодаря этому Вам не надо смешивать бензин с маслом или доливать масло в специальный бачок (на моделях двухтактных скутеров с раздельной системой смазки). Достаточно залить чистый бензин в топливный бак и можно ехать, при этом отпадает необходимость покупки специального масла для 2-тактных двигателей. Так же на зеркале поршня и стенках глушителя и выхлопной трубы образуется значительно меньше нагара. К тому же, в 2-тактном двигателе происходит выброс топливной смеси в выхлопную трубу, что объясняется его конструкцией. К незначительным недостаткам, которые с лихвой окупаются достоинствами, можно отнести работы по регулировке теплового зазора клапанов и время разгона скутера с места, которое несколько больше, чем у двухтактных мопедов.

Последнюю проблему можно устранить оптимальной настройкой вариатора и центробежного сцепления.

Итак, перейдем к описанию устройства и работы четырехтактного двигателя скутера.

На коленвале установлена ведущая звездочка, обеспечивающая (через цепь) вращение распределительного вала, находящегося в головке цилиндра. Этот вал определяет, когда должен быть открыт или закрыт один из двух клапанов (клапаны впуска и выпуска), в зависимости от положения поршня. На распредвале находятся кулачки, которые задействуют коромысла клапанов. (на схеме изображен распределительный вал)

Клуб любителей четырехтактных скутеров — все о китайских скутерах: ремонт скутера, тюнинг китайских скутеров, запчасти для четырехтактных скутеров, усройство вариатора скутера, карбюратора скутера и других узлов китайского скутера.

Коромысла нажимают на тот или иной клапан, открывая его. Между регулировочным болтом коромысла и клапаном должен быть зазор, так называемый тепловой зазор. При нагревании металл расширяется, и если тепловой зазор мал или его нет совсем, то клапаны не будут плотно закрывать впускной или выпускной каналы, поэтому так важно регулировать зазор клапанов. (читайте статью «Регулировка зазора клапанов») Выхлопные газы горячее топливной смеси, и выпускной клапан нагревается (а следовательно и расширяется) больше, чем впускной. Этим объясняется разница зазоров на впускном и выпускном клапанах.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания изучают в школе, но я все же опишу его.

Первый такт, впуск. Поршень идет вниз, клапан впуска открывается, и топливная смесь поступает из карбюратора в цилиндр. Когда поршень достигает нижнего положения, клапан впуска закрывается.

Второй такт, сжатие. Поршень идет вверх, топливная смесь сжимается. Кокда поршень находится в нескольких миллиметрах от верхней мертвой точки (ВМТ), свеча воспламеняет топливо, сжатое поршнем.

Третий такт, рабочий ход (расширение). После воспламенения горючего оно сгорает, горячие газы быстро расширяются, толкая поршень вниз (оба клапана закрыты).

Четвертый такт, выпуск. По инерции коленвал продолжает свое вращение (для равномерности вращения на коленвале установлены грузы — щеки коленвала), поршень идет наверх. Одновременно открывается выпускной клапан, и отработавшие газы выходят в выхлопную трубу. При достижениии поршнем ВМТ, выпускной клапан закрывается.

Далее повторяются все четыре такта.

Хотелось бы еще коротко описать принцип работы двухтактного двигателя, для сравнения. Как следует из названия, этот мотор имеет только два такта.

Первый такт. Поршень идет вверх, сжимая топливную смесь в камере сгорания. Происходит воспламенение смеси (не достигая ВМТ). Когда поршень находится в ВМТ, впускные окна в стенке цилиндра открыты, благодаря этому топливная смесь поступает в кривошипную камеру (из-за разницы давления, в камере оно ниже)

Вот это анимированая модель двухтактного двигателя, на ней же показан принцип работы резонатора, который возвращает топливную смесь обратно в цилиндр. В четырехтакном же двигателе выпускной канал закрывается клапаном, поэтому установка тюнингового глушителя, рассчитаного на двухтакники, ничего (кроме шума) не принесет.

http://www.bahnsport.org/images/technik/zweitakter.gif

Второй такт, рабочий ход. Расширяющиеся газы толкают поршень вниз. Когда он находится внизу, он открывает выпускные и впускные (здесь — окно канала, связывающего кривошипную камеру и цилиндр) окна.

Так как газы выходят в сторону меньшего сопротивления, т.е. в выхлопную трубу, их место занимает топливная смесь, поступающая из кривошипной камеры, где смесь находится под давлением.

Далее все повторяется.

Автор: Артем Петров

Картинки: „start your engines»

Постоянный адрес статьи: http://www.china-scooter.ru/index.php/ustr/32-ustr.html

○ В наличии новые скутеры в Москве с доставкой до вашего региона! Большой выбор. Гарантия лучшей цены!

Устройство и принцип работы бензинового двигателя автомобиля

Эксплуатационные показатели

Теперь об эксплуатационных показателях.

Литровая мощность.

Во многом 2-тактные двигатели по этим показателям лучше. Сказывается затраченная и полученная энергия на осуществление одного рабочего цикла.

У 2-тактного двигателя каждый оборот – это один полный цикл, что обеспечивает больший показатель литровой мощности – отношению объема цилиндра к выходной мощности. В среднем литровая мощность 2-тактного мотора выше, чем у 4-тактного в 1,5 раза.

Удельная мощность.

Еще один показатель, по которому 2-тактный мотор превосходит 4-тактный – это удельная мощность.

Данный показатель характеризует отношение выходной мощности к общей массе двигателя.

Проигрывая в мощностных показателях, 4-тактный двигатель лучше по показателям расхода топлива.

У него подача смеси происходит дозировано, через впускное окно, при этом выпускное – закрыто.

У 2-тактного же мотора существует момент, когда выпускное и перепускное окна оказываются открытыми, при этом поступающее топливо частично выходит через выпускное окно вместе с продуктами горения, то есть, часть топлива не участвует в процессе, а просто вылетает в атмосферу.

Водородный двигатель для автомобиля, как избавиться от нефтяной зависимости

Смазка двигателя.

У 4-тактного мотора имеется система смазки, обеспечивающей смазку всех узлов, но при этом масло циркулирует по закрытой системе, потери его незначительны и в основном из-за износа двигателя.

Смазка 2-тактного мотора производится вместе с топливом, а значит, выполнив свою функцию масло попадает в цилиндр, где и сгорает.

Надежность моторов.

По поводу надежности конструкции этих моторов, то здесь довольно интересная ситуация.

Конструктивно 2-тактный мотор проще, а значит и надежнее. Но у 4-тактного мотора есть более совершенная система смазки, которая обеспечивает больший ресурс мотору.

Вот и получается, что оба мотора надежны, но каждый по-своему. А вот по ремонтопригодности 2-тактный мотор все-таки лучше.

Та же совместная смазка вместе с топливом у 2-тактных двигателей сказывается и на экологичности этого мотора. Сгорание масла в большей степени обеспечивает загрязнение атмосферы.

Совмещение рабочих тактов у 2-тактного двигателя сказывается на шумности работы установки, она несколько выше, чем у 4-тактного агрегата.

Зато отсутствие дополнительных систем и механизмов обеспечивает более легкую и менее металлоемкую конструкцию, что сказывается на общей массе установки.

Более сложная конструкция 4-тактной установки играет и положительную роль.

У этих моторов существует возможность модернизации системы питания, применение инжекторных систем с раздельной подачей топлива и воздуха в цилиндры, повышающих мощность и экономичность двигателей.

У 2-тактных моторов возможность совершенствования ограничена все той же смазкой вместе с топливом. Хотя попытки улучшить показатели этих моторов осуществляются постоянно.

Также читайте по каким причинам и на каких двигателях гнет клапана.

Пробег и гарантии при выполнении капремонта

Когда необходимо выполнять капитальный ремонт двигателя? Точную информацию вы найдете лишь в мануале вашего авто. В общих же словах можно ответить так: у отечественных машин пробег до выполнения соответствующих ремонтных работ составляет около 150 тысяч километров, у европейских иномарок — около 200 тысяч, а у «японцев» — 250 тысяч.

Что касается гарантии на выполненные работы, то здесь дело не только и не столько именно в ремонтных процедурах, сколько в качестве используемых при этом запасных частей. Если сказать в двух словах, то они обязательно должны быть с гарантией. К сожалению в наше время купить откровенный брак или подделку. Поэтому старайтесь покупать запасные части в магазинах, имеющих соответствующие лицензии, и желательно у проверенных продавцов. Это сведет к минимуму риски покупки некачественных товаров, а соответственно, увеличит вероятность соблюдения гарантии.

Многие уважающие себя мастерские сами предлагают своим клиентам проверенные, оригинальные и сертифицированные запасные части.

Выполнение капитального ремонта

В настоящее время практически все СТО, выполняющие капитальные ремонты двигателей, дают гарантию на свою работу. Как правило, она составляет 20…40 тысяч километров пробега. Хотя если двигатель отремонтирован хорошо, то проблем не должно возникнуть при значительно больших пробегах. Необходимо помнить, что после проведения капремонта двигатель наиболее подвержен новым поломкам в силу притирки новых деталей и узлов. Поэтому на первых 10 тысячах километров пробега старайтесь ездить в щадящем режиме, без резких рывков, ускорений и не на больших оборотах двигателя.

В связи с тем, что во время капитального ремонта мастерам приходится выполнять много сложных процедур, то время, потраченное на него, может оказаться значительным. Например:

Если необходимой запчасти на СТО нет и необходимо ждать ее доставки из-за рубежа, то срок выполнения ремонта может растянуться на 15…20 и более дней (во многом зависит от сроков поставки необходимой детали).
В случае наличия необходимых деталей, отсутствия оборудования для выполнения ремонта срок может растянуться на 5…8 дней.
Если же на СТО есть обычно капитальный ремонт занимает 3…4 дня, если не возникнет дополнительных препятствий или сложностей.

Желательно перед работой заранее оговорить с мастерами не только стоимость ремонта, но и сроки его выполнения. А лучше заключить официальный договор, имеющий юридическую силу. Это избавит вас от возможных недоразумений в будущем.

Вместо заключения

Напоследок хочется привести такую аксиому: ресурс работы двигателя напрямую зависит от ресурса работы его отдельных элементов. У иномарок ресурс обычно составляет 250-300 тысяч километров, в то время как у отечественных автомобилей только 150 тысяч. Чтобы двигатель работал как можно дольше без поломок, стоит соблюдать правила эксплуатации, которые были установленные заводом изготовителем, и проводить регулярное техническое обслуживание.

Конструкция и принцип работы 2-тактного двигателя

2-тактный двигатель нашел наибольшее распространение на малой технике (бензопилы, мотокосы), мотоциклах.

Когда-то существовали даже дизельные 2-х тактные двигатели, устанавливаемые на грузовики, к примеру, МАЗ-200.

Интересно, что описанные выше такты у любого двухтактного двигателя никуда не делись, просто они были совмещены.

В итоге это позволяет сократить полный цикл всего в один оборот колен. вала.

Так, при движении поршня от НМТ производится сразу два такта – выпуск и сжатие, а при движении от ВМТ – впуск и рабочий ход.

Достигнуть этого всего возможно при использовании окон в цилиндрах, через которые производится засасывание и перекачивание топливной смеси, а также отвод продуктов горения.

Открытие и закрытие этих окон обеспечивается самим поршнем. Чтобы соблюдалась правильность работы механизма, окна располагаются на разных уровнях в стенках цилиндра.

Чтобы было более понятно, возьмем двигатель мотоцикла «ИЖ Планета 5».

Данный мотоцикл укомплектован одноцилиндровым двухтактным мотором.

Цилиндр располагается поверх корпуса двигателя, охлаждение его воздушное, поэтому у него по окружности располагаются ребра охлаждения.

С одной стороны, к цилиндру прикреплен патрубок, идущий от карбюратора, по нему в цилиндр поступает горючая смесь.

Напротив, этого патрубка устанавливается труба отвода отработанных газов.

Вверху цилиндр прикрывает головка, в которой размещена свеча накаливания.

Внутри цилиндра располагается поршень, связанный с кривошипом коленчатого вала через шатун

Далее уже он связан со сцеплением и трансмиссией, но это пока неважно

Для подачи топлива в надпоршневое пространство в двухтактном двигателе задействовано и подпоршневое пространство.

При движении поршня вверх в подпоршневом пространстве создается разряжение, в которое засасывается топливовоздушная смесь через впускное окно.

Подача же из подпоршневого пространства в надпоршневое производится от избыточного давления, которое возникает при движении поршня вниз.

Подача топлива производится через перепускное окно. Выпуск продуктов горения проходит через выпускное окно.

Теперь как все это работает.

Начнем с движения поршня к ВМТ. Находясь в НМТ, поршень обеспечивает открытие перепускного и выпускного окон. Избыточное давление в подпоршневом пространстве выталкивает горючую смесь в надпоршневое пространство.

Двигаясь вверх, поршень перекрывает открытые окна, в результате чего камера сгорания становится герметичной.

Доходя до ВМТ, поршень сжимает смесь далее подается искра от свечи накаливания, которая установлена в головке цилиндра.

В это время, поршень двигаясь вверх, открывает впускное окно, через которое смесь поступает в подпоршневое пространство. То есть получается, что в одном такте – движении поршня от НМТ к ВМТ происходит два действия: вначале впуск топлива, затем – сжатие.

После воспламенения топлива, выделенная при этом энергия толкает поршень вниз.

Двигаясь вниз он от ВМТ, поршень открывает сначала выпускное окно. При сгорании объем продуктов горения значительно увеличивается, поэтому они сразу начинают вырываться через это окно.

Получается, что при движении поршня вниз вначале выполняется рабочий ход, а после открытия выпускного окна – еще и такт выпуска.

Дальше при движении поршня вниз, он открывает перепускное окно и топливо начинает поступать в надпоршневое пространство – цикл начинает повторяться, при этом на выполнение всего цикла понадобилось только движение поршня сначала вверх, а затем вниз, что соответствует одному обороту колен. вала.

Газораспределительный механизм

В задачу этого механизма входит своевременная подача горючей смеси или ее составляющих в цилиндр, а также отвод продуктов горения.

У двухтактных двигателей как такового механизма нет. У него подача смеси и отвод продуктов горения производится технологическими окнами, которые проделаны в стенках гильзы. Таких окон три – впускное, перепускное и выпускное.

Поршень, двигаясь производит открытие-закрытие того или иного окна, этим и выполняется наполнение гильзы топливом и отвод отработанных газов. Использование такого газораспределения не требует дополнительных узлов, поэтому ГБЦ у такого двигателя простая и в ее задачу входит только обеспечение герметичности цилиндра.

У 4-тактного двигателя механизм газораспределения имеется. Топливо у такого двигателя подается через специальные отверстия в головке. Эти отверстия закрыты клапанами. При надобности подачи топлива или отвода газов из цилиндра производится открывание соответствующего клапана. Открытие клапанов обеспечивает распределительный вал, который своими кулачками в нужный момент надавливает на необходимый клапан и тот открывает отверстие. Привод распредвала осуществляется от коленвала.

ГРМ с ременным и цепным приводом

Компоновка газораспределительного механизма может отличаться. Выпускаются двигатели с нижним расположением распредвала (он находится в блоке цилиндров) и верхним расположением клапанов (в ГБЦ). Передача усилия от вала к клапанам производится посредством штанг и коромысел.

Более распространенными являются моторы, у которых и вал и клапана имеют верхнее расположение. При такой компоновке вал тоже размещен в ГБЦ и действует он на клапана напрямую, без промежуточных элементов.

Принцип работы ДВС: основные моменты

Принцип работы двухтактного двигателя

Принцип работы такого двигателя объясняется в циклах (тактах) и их всего два:

1. Такт сжатия. Все начинается с того, что поршень от нижней мертвой точки перемещается к верхней мертвой точке, перекрывая продувочное и выпускное окно. После того как произошло закрытие выпускного окна, в цилиндре происходит сжатие горючей смеси.

Одновременно со сжатием горючей смеси в кривошипной камере создается разряжение, под действием которого из выпускного коллектора через впускное окно и приоткрытый клапан поступает уже готовая горючая смесь непосредственно в кривошипную камеру.

2. Такт рабочего хода. Сжатая рабочая смесь при положении поршня около верхней мертвой точки воспламеняется искрой от свечи. В результате воспламенения резко возрастает температура и давление. Вследствие этого газы расширяются, и поршень перемещается к нижней мертвой точке (происходит полезная работа).

Поршень, опускаясь вниз, создает в кривошипной камере избыточное давление. Под действием этого давления клапан закрывается, не давая горючей смеси вернуться во впускной коллектор. Когда поршень доходит до выпускного окна, оно открывается, и происходит выпуск отработанных газов. Давление в цилиндре понижается.

Далее поршень открывает продувочное окно, осуществляя продувку цилиндра от остатков отработанных газов и заполняя его горючей смесью.

Принцип работы четырехтактного двигателя

Принцип работы четырехтактного двигателя состоит из четырех тактов:

Впуск. При перемещении поршня от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке создается разряжение рабочей камеры и происходит открытие впускных клапанов. В цилиндр засасывается горючая смесь. Когда поршень доходит до нижней мертвой точки, впускные клапаны закрываются.
Сжатие. При перемещении поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке происходит сжатие горючей смеси, вследствие этого увеличивается давление в камере и повышается температура горючей жидкости. Когда поршень доходит до верхней мертвой точки, срабатывает свеча зажигания, которая воспламеняет горючую смесь.
Рабочий ход или расширение. Происходит пик сгорания горючей смеси. Выделяется много тепла, повышается температура газов продуктов сгорания и давление в цилиндре. Под давлением поршень движется вниз к нижней мертвой точке и через шатун раскручивает коленчатый вал.
Выпуск. При перемещении поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке распределительный вал открывает выпускной клапан и поршень выдавливает отработанные газы. После выпуска отработанных газов выпускной клапан закрывается.

В цилиндрах такты чередуются с определенной последовательностью (1-3-4-2). Это главное правило для стабильной работы четырехтактного двигателя.

Что касается эксплуатации…

Максимальная мощность развивается на высоких оборотах, что делает автомобиль относительно быстрым даже без турбонаддува. Но есть и минус таких двигателей — это слабая тяга при маленьких оборотах, которая делает движение трудным при большом уклоне дороги и высокой нагрузке. Поэтому приходится начинать движение на высоких оборотах, а это плохо сказывается на механизме сцепления. Второй минус — с нагрузкой заметно растет и расход бензина

На расход топлива следует обратить внимание. Если работа двигателя будет оптимальной, то он будет минимальным, но из-за загруженности дорог экономить в городе практически невозможно

Но у бензина есть свои плюсы, и один из них заключается в том, что даже при очень низких температурах топливо не нуждается в дополнительных присадках. А вот с дизельным все по другому. А еще, бензиновый легче запускается зимой, и требует меньшего времени на разогрев.

Также важный фактор это шум и вибрации мотора. И здесь, несомненно вырывается вперед бензиновый двигатель. А в дизельном двигателе воспламенение протекает под большим давлением, что значительно повышает вибрации, в результате чего и появляется рокот, который нельзя заглушить ни хорошей шумоизоляцией, ни демпферами.

Сравнение дизельного и бензинового двигателей

С точки зрения безопасности, бензомотор более пожаро- и взрывоопасен и требует более внимательного отношения к герметичности топливной системы и состоянию электрооборудования.

Что касается требования к качеству топлива, то бензиновый, более неприхотлив и , как правило, легко работает на топливе с более низким октановым числом. А вот дизельный двигатель всегда требует качественного топлива во избежание засорения топливного насоса и форсунок. Так же, дизель более требователен к состоянию и качеству фильтров и своевременности их замены, соответственно вынуждает автовладельца чаще обращаться в сервис.

Одно из возможных преимуществ ДТ — это цена на топливо, но соотношение цен отличается и сильно зависит от того в какой стране вы живете и где эксплуатируете авто.

Дизельный двигатель

Система подачи топлива в этих ДВС сходна с распределенным впрыском на инжекторах, только с поправкой на большую, по сравнению с бензиновыми движками, степень сжатия. Ее характеристики для бензинового, в среднем, составляют от 7 до 10 единиц, для дизеля – от 11 до 20 (26 у супертурбо) единиц. Давления порядка 40–50 бар — хватает на то, чтобы разогреть воздух в камере сгорания до 800–900 оС, поэтому впрыскиваемое в этот момент топливо сгорает, даже если оно недостаточно однородно распылено, из-за чего движки, работающие на солярке, по сравнению с другими, выдают процентов на 10–12 больший КПД, и демонстрируют до 40% экономии топлива. Естественно, для реализации таких характеристик нужен значительный запас прочности, поэтому детали ЦПГ и коленвала дизеля всегда будут массивнее, толще, тяжелее, чем у бензинового мотора внутреннего сгорания того же объема и конфигурации.

Дизельный двигатель Мерседес

Газодизельный

Это еще более экономичная (до 60% экономии топлива) версия типового мотора, потребляющего солярку. Правда не в качестве основного топлива, а в качестве инициирующей «запальной» порции, перед впрыском основной — сжиженного природного газа.

Конфигурацией агрегатов — не отличается от дизеля, применяется в тяжелой дорожной, или стационарной технике. Газодизели получаются из простого серийного мотора, путем установки специальной версии ГБО.

Разновидности двигателей внутреннего сгорания двухтактного и четырехтактного типа

Большинство силовых установок на современных машинах относятся к четырехтактным. Двухтактные можно встретить намного реже. В двухтактниках – рабочий цикл (все 4 фазы – впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск) приходится на всего два хода поршня между ВМТ и НМТ (верхней и нижней мертвой точкой), на один оборот коленвала. В четырехтактниках – движение происходит на каждый этап, 4 раза (вниз-вверх, вниз-вверх), 2 оборота «колена».

Схема работы 4‐х тактного двигателя

Двухтактный цикл позволяет сделать двигатель менее оборотистым и в 1,5 раза более мощным, чем такой же по объему четырехтактный, но ценой экономичности (от 15 до 30%) и большей токсичности выхлопа из-за необходимости добавлять масло непосредственно в горючее. В четырехтактном – сгорание смеси происходит более полно, исключая потери части топливной смеси, вылетающей в выпускной тракт, однако, большой процент выдаваемого крутящего момента уходит на компенсацию тепловых и мощностных потерь от вдвое большего количества ходов поршня (и необходимости тормозить-разгонять значимую массу в ЦПГ).

В итоге «экологичность» и экономичность, все же, «победили», и бензиновые двухтактники (к тому же, требовавшие более интенсивного теплоотвода) в массовом производстве силовых установок для легковушек и грузовиков уступили место четырехтактникам. А вот в танкостроении и авиации, где с потерями масла и экономичностью считаться не принято, наоборот – двигатель 2Т типа «прижился» хорошо.

Все знают, что двух и четырехтактными бывают бензиновые моторы, а четырехтактными – дизели, но не все знают, что на самом деле двухтактный дизель тоже существует. Разработанный больше 120 лет назад, он спроектирован по схеме встречного движения двух поршней в одном цилиндре. Их верхушки в ВМТ создают одну общую камеру сгорания, воспламенение смеси – тоже «одно на двоих». Двигаясь в противоположных направлениях, поршни толкают каждый свой коленвал, тем самым компенсируя вибрации друг друга. Интересно, что подобная схема допускает создание как дизельного, так и бензинового мотора: бензиновый вариант такого «оппозита» раньше устанавливался на немецкие самолеты Юнкерс, а сегодня – усовершенствованный вариант двухтактного дизеля применяется в тепловозах серий ТЭ3 и ТЭ10, в танках (движки 5ТДФ и 6ТД), на малых судах.

2‐х тактный 4‐х цилиндровый двигатель ЯАЗ−204

Система питания

Главная задача данной системы – приготовить топливную смесь и обеспечивать дальнейшую подачу ее в камеры сгорания. Конструкция очень зависит от принципа работы бензинового двигателя автомобиля.

Бензиновые двигатели могут иметь два вида топливных систем – карбюратор и инжектор. В первом случае для приготовления смеси служит карбюратор. Он смешивает, дозирует и подает смесь топлива и воздуха в камеры сгорания. Инжектор же впрыскивает топливо под давлением в топливную рампу, откуда через форсунки бензин попадает в цилиндры.

В инжекторных автомобилях принцип работы системы питания бензинового двигателя другой, за счет чего дозировка более точная. Кроме того, воздух в инжекторе смешивается с бензином во впускном коллекторе. Форсунка в отличие от карбюратора лучше распыляет топливо.

Топливная система дизельных двигателей отличается. Здесь впрыск осуществляется раздельно для каждого цилиндра. ГРМ подает в камеры сгорания только воздух. Система включает в себя бак, фильтры, топливные насосы, магистрали.

Четырехтактный двигатель: основные детали, принцип работы, применение

Содержание

Делиться — значит заботиться :)-

Что вы узнаете из этой статьи?

Основная часть четырехтактных двигателей SI и CI.
Концепция работы четырехтактных двигателей с искровым зажиганием (бензиновых) и двигателей с воспламенением от сжатия (дизельных) с ее приложениями.
Преимущества и недостатки четырехтактных двигателей.

В наших предыдущих статьях мы узнали о двигатель типа и его основные части вместе с терминологией , используемой в двигателе . Мы знаем, что двигатель внутреннего сгорания можно классифицировать по-разному. Одним из наиболее полезных двигателей является четырехтактный двигатель, который в основном используется в автомобильной промышленности. Эти двигатели можно дополнительно разделить на двигатель с искровым зажиганием или бензиновый двигатель и двигатель с воспламенением от сжатия или дизельный двигатель. Двигатель SI разработан Николаусом Отто, а двигатель CI разработан Рудольфом Дизелем. Эти двигатели имеют много общего с некоторыми принципиальными отличиями.

Принцип:

Мы знаем, что ход определяется как максимальное движение поршня в любом направлении внутри цилиндра двигателя. Например, если поршень движется от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке , это называется ходом поршня. Если он возвращается к нижней мертвой точке , это называется 2-тактным. Точно так же, если он снова движется к ВМТ и возвращается в НМТ, он совершает четыре такта. Это основной принцип четырехтактного двигателя.

Двигатель, который завершает четыре такта за один рабочий такт или завершает один цикл, называется четырехтактным двигателем. Коленчатый вал совершает один оборот за два такта. Так он делает два оборота в четырехтактных двигателях.

Части:

1. Поршень
2. Цилиндр
3. Камера сгорания
4. Входные и выхлопные клапаны
5. Входные и выхлопные коллекторы
6. Заглушка зажига
10. Поршневые кольца
11. Поршневой палец
12. Распределительный вал
13. Маховик
14. Картер

Вы можете узнать больше об этих деталях по Основные части двигателей

3

Четырехтактный двигатель:

3

0026
Четырехтактный двигатель завершает свою циклическую работу за четыре хода поршня или два оборота коленчатого вала. Это такт всасывания, такт сжатия, рабочий ход или такт расширения и такт выпуска. И двигатели SI, и двигатели CI следуют этим четырем тактам, чтобы завершить один цикл. Рабочую операцию этих штрихов можно резюмировать следующим образом.

Ход всасывания:
Под всасыванием понимается всасывание нагнетаемого вещества (воздушно-топливной смеси в двигателях SI и только воздуха в двигателях CI) в цилиндр двигателя. Всасывается через впускной клапан. Поршень движется от ВМТ до НМТ во время этого хода. Воздух всасывается за счет разницы давлений между цилиндром двигателя и атмосферой в двигателе без наддува и за счет воздушного компрессора в двигателях с наддувом.
Такт сжатия:
В этом такте поршень движется от НМТ к ВМТ. Впускной и выпускной клапаны закрыты, и поршень сжимает заряд во время этого хода. Движение поршня происходит за счет инерции или проворачивания двигателя. Этот процесс происходит изоэнтропически в обеих машинах SI и CI.
Рабочий ход и рабочий ход:
В этом такте поршень перемещается от ВМТ к НМТ. И впускной, и выпускной клапан закрыты во время этого такта.

В двигателях SI свеча зажигания создает искру, которая воспламеняет топливно-воздушную смесь. Поскольку все топливо находится внутри цилиндра, сгорание происходит мгновенно, поэтому этот процесс рассматривается как сгорание постоянного объема для идеального цикла. В результате сгорания топлива внутри цилиндра создается сила высокого давления, которая действует как движущая сила поршня и коленчатого вала. После сгорания поршень расширяется от ВМТ до НМТ в изоэнтропическом направлении.

В двигателях с воспламенением инжектор впрыскивает топливо в камеру сгорания. Топливо сгорает за счет тепла, выделяющегося во время такта сжатия. В этих двигателях топливо подается через форсунку, поэтому впрыск топлива не происходит мгновенно. Топливо горит равномерно, поэтому этот процесс рассматривается как горение при постоянном давлении для идеального цикла. После сгорания поршень движется от ВМТ к НМТ изоэнтропически.
Такт выпуска:
Когда поршень достигает НМТ, выпускной клапан открывается, и поршень начинает двигаться от НМТ к ВМТ за счет инерции поршня. Сгоревшие газы выбрасываются через выпускной клапан из цилиндра двигателя в окружающую среду. Когда поршень достигает ВМТ, в цилиндр поступает новый заряд, и этот цикл повторяется.

Применение четырехтактного двигателя:
Четырехтактный двигатель широко используется в автомобильной промышленности.
Они используются в автобусах, грузовиках и других транспортных средствах.
Используются в насосной системе.
Эти двигатели находят применение в мобильных электрогенераторах.
Эти двигатели широко используются в авиационных и судовых двигателях.
Дизельные двигатели находят применение в насосных агрегатах, строительной технике, воздушных компрессорах, буровых установках и т. д.

Преимущества и недостатки:
Преимущества:
Четырехтактные двигатели обеспечивают более высокий КПД.
Меньше загрязняет окружающую среду.
Меньший износ благодаря хорошей системе смазки
Меньший износ при работе.
Работает чище, так как в топливо не добавляется дополнительное масло.
Дают высокие обороты при малой мощности.
Недостатки:
Эти двигатели более сложные из-за клапанного механизма и системы смазки.
Дорого стоят по сравнению с двухтактными двигателями.
Четырехтактные двигатели имеют меньшую мощность.
Теперь вы должны задать себе эти вопросы.

Каковы основные компоненты четырехтактного двигателя?
Что такое инсульт? Как двигатель четырехтактный двигатель производит мощность?
Каковы преимущества четырехтактных двигателей?
Если вам понравилась эта статья, задавайте вопросы в поле для комментариев, делитесь ею в социальных сетях и подписывайтесь на наш сайт.

Делиться — значит заботиться :)-
Узнать определение, принцип работы и схему
0
Сохранить
Скачать публикацию в формате PDF
Четырехтактный двигатель — это двигатель внутреннего сгорания, в котором поршень четыре раза вращает коленчатый вал. Ход — это полный ход поршня по цилиндру в каждом направлении; в четырехтактном двигателе используются четыре такта: всасывание, сжатие, мощность и выпуск.

В этой статье обсуждается четырехтактный двигатель, а также его схема, различные детали, принцип работы, различия между двухтактными и четырехтактными двигателями и способы его использования.
Четырехтактный двигатель
Четырехтактный двигатель был впервые продемонстрирован Николаусом Отто в 1876 году. Он следует циклу Отто и также называется «двигатель цикла Отто». Диаграмма PV для цикла Отто представлена на рисунке ниже. Он показывает изменения объема и давления топливно-воздушной смеси в четырехтактном двигателе.
Эти изменения будут выделять тепло, которое используется для движения машины или двигателя. Все четыре такта (впуск-сжатие-сгорание-выпуск) описаны в работе четырехтактных двигателей.
Четырехтактному двигателю требуется два оборота коленчатого вала (720 градусов) для завершения цикла. Давайте посмотрим на различные части четырехтактного двигателя.
Схема четырехтактного двигателя
На приведенном ниже рисунке показан четырехтактный двигатель.
Детали четырехтактного двигателя:
Впускной клапан и выпускной клапан : Впускной клапан позволяет поступать свежему воздуху и смешивать его с топливом, а выпускной клапан одновременно удаляет отработанный воздух-топливо. комбинация из цилиндра.
Свеча зажигания : Посылает электрический ток в камеру сгорания, воспламеняя топливно-воздушную смесь и быстро расширяя газ.
Головка цилиндра : Верхняя крышка цилиндра по направлению к верхней мертвой точке называется головкой цилиндра.
Коленчатый вал : Коленчатый вал преобразует возвратно-поступательное движение во вращательное.
Поршень : Поршень используется для передачи силы расширяющегося газа на механическое вращение коленчатого вала в двигателе с помощью шатуна.
Картер : Кривошип расположен в картере. Он используется в качестве отстойника смазочного масла.
Шатун : действует как плечо рычага, передающее движение от поршня к коленчатому валу.
Цилиндр : Поршень совершает возвратно-поступательное движение в цилиндре. Его еще называют сердцем двигателя.
Маховик : Это механическое устройство, накапливающее энергию, вырабатываемую движением.
Принцип работы четырехтактного двигателя
Работа четырехтактного двигателя состоит из четырех тактов – всасывания, сжатия, мощности и выпуска.
Такт всасывания/впуска
В этом такте топливовоздушная смесь подается в камеру сгорания. Поршень движется от ВМТ (верхней мертвой точки) к НМТ (нижней мертвой точке). ВМТ — это самое дальнее положение поршня, а НМТ — это самое близкое положение поршня к коленчатому валу. Когда поршень движется к НМТ, он создает в цилиндре зону низкого давления. Впускной клапан остается открытым до нескольких градусов поворота коленчатого вала после НМТ, и когда впускной клапан закрывается, он герметизирует воздушно-топливную смесь в цилиндре. Во время всасывания впускной клапан остается открытым, выпускной клапан остается закрытым, а коленчатый вал поворачивается на 180 градусов.
Такт сжатия
Воздушно-топливная смесь, захваченная во время всасывания, сжимается внутри цилиндра во время такта сжатия. Поршень перемещается от НМТ к ВМТ, сжимая топливно-воздушную смесь; поршень движется вперед за счет импульса маховика. При сжатии топливовоздушной смеси при воспламенении заряда выделяется больше энергии. Заряд представляет собой объем плотной топливовоздушной смеси, запаянной в камеру сгорания, готовой к воспламенению. При сжатии и впускной, и выпускной клапаны остаются закрытыми, а коленчатый вал поворачивается еще на 180 градусов. Теперь полный оборот коленчатого вала составляет 360 градусов.
Горение
Его также называют рабочим ходом. После сжатия коленчатый вал совершает один полный оборот, и начинается его второй оборот. При воспламенении сжатой воздушно-топливной смеси с помощью свечи зажигания происходит рабочий ход. Горение — это быстрый процесс, и химическая реакция окисления (присутствие кислорода в атмосфере) высвобождает тепловую энергию. Горячие расширяющиеся газы отталкивают поршень от головки цилиндра. Во время сгорания и впускной, и выпускной клапаны остаются закрытыми, а коленчатый вал поворачивается еще на 180 градусов. Теперь полный поворот коленчатого вала составляет 540 градусов. Во время рабочего такта, когда поршень достигает НМТ, цилиндр заполняется отработавшими газами, и сгорание завершается.
Выхлоп
Во время такта выпуска выпускной клапан открывается, и инерция маховика и других движущихся частей толкает поршень обратно в ВМТ и пропускает выхлопные газы через открытый клапан. Положение поршня в ВМТ. Итак, в конце такта выпуска один рабочий цикл двигателя завершен. Во время выпуска впускной клапан остается закрытым, выпускной клапан остается открытым, а коленчатый вал поворачивается на 180 градусов. Теперь полный поворот коленчатого вала составляет 720 градусов.
Разница между двухтактным и четырехтактным двигателями
В этой таблице представлены различия между двухтактным и четырехтактным двигателями.
.
Типы Двухтактный двигатель HAS-GUNTEN DINGING

Сложная конструкция и высокая стоимость ремонта.
Вес Легче по весу. Тяжелее по весу (примерно на 50 % тяжелее, чем двухтактные)
Шум Создает больше шума. Создает меньше шума.
Крутящий момент Создает больший крутящий момент при более высоких оборотах Создает больший крутящий момент при более низких оборотах.
Долговечность Быстро изнашиваются при работе на высоких оборотах. Не изнашиваются быстро, поскольку работают на более низких оборотах.
Процесс охлаждения Двигатель имеет воздушное охлаждение. Двигатель имеет как воздушное, так и жидкостное охлаждение.
Области применения В основном используется в небольших лодках, моторах, мотоциклах, картингах и бензопилах. В основном используется в двигателях внутреннего сгорания автомобилей и газонокосилках.
Использование четырехтактного двигателя
Четырехтактный двигатель можно использовать по-разному. Некоторые распространенные области применения:
Четырехтактные двигатели широко используются в двигателях, использующих бензин в качестве топлива.
В автомобилях, фургонах и некоторых мотоциклах используются четырехтактные двигатели.
Небольшие винтовые самолеты, небольшие моторные лодки и Формула-1 также использовали четырехтактные двигатели.
Четырехтактные двигатели используются в газонокосилках и картингах.
Мы надеемся, что приведенная выше статья дала читателям представление о четырехтактных двигателях. Чтобы получить более концептуальное представление о темах физики и звуковых оценках, загрузите приложение Testbook сегодня.
Часто задаваемые вопросы о четырехтактном двигателе
В.1 Что такое четырехтактный двигатель?
Ответ 1 Четырехтактный двигатель — это двигатель внутреннего сгорания, в котором четыре последовательных такта выполняются за два оборота коленчатого вала и один рабочий цикл.