Рабочие циклы четырехтактных двигателей и показатели их работы
Рабочие циклы четырехтактных двигателей и показатели их работы
Рабочим циклом двигателя называется периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя и обусловливающих превращение тепловой энергии в механическую работу.
Если рабочий цикл совершается за два хода поршня, т. е. за один оборот коленчатого вала, то такой двигатель называется двухтактным. В настоящее время двухтактные двигатели на автомобилях не применяют, а используют лишь на мотоциклах и как пусковые двигатели на тракторах. Это связано прежде всего с тем, что они имеют сравнительно высокий расход топлива и недостаточное наполнение горючей смеси из-за плохой очистки цилиндров от отработавших газов.
Автомобильные двигатели работают, как правило, по четырехтактному циклу, который совершается за два оборота коленчатого вала или четыре хода поршня и состоит из тактов впуска, сжатия, расширения и выпуска.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
В карбюраторном четырехтактном одноцилиндровом двигателе (рис. 1.3) рабочий цикл происходит следующим образом.
Рис. 1. Рабочий цикл четырехтактного одноцилиндрового карбюраторного двигателя
Такт впуска. Поршень находится в в.м.т. и по мере вращения коленчатого вала (за один его полуоборот) перемещается от в.м.т. к н.м.т. При этом впускной клапан открыт, а выпускной клапан закрыт. При движении поршня вниз объем над ним увеличивается, поэтому в цилиндре создается разряжение, равное 0,07—0,095 МПа, в результате чего свежий заряд горючей смеси, состоящей из паров бензина и воздуха, засасывается через впускной трубопровод в цилиндр.
От соприкосновения свежего заряда с нагретыми деталями в конце такта впуска он имеет температуру 75—125 °С.
Степень заполнения цилиндра свежим зарядом характеризуется коэффициентом наполнения, который для высокооборотных карбюраторных двигателей находится в пределах 0,65—0,75.
Такт сжатия. После заполнения цилиндра горючей смесью при дальнейшем вращении коленчатого вала поршень перемещается от н.м.т. к в.м.т. Впускной клапан 4 закрывается, а выпускной 6 закрыт. По мере сжатия горючей смеси температура и давление ее повышаются. В зависимости от степени сжатия давление в конце такта сжатия может составлять 0,8—1,5 МПа, а температура газов 300— 450 °С.
Такт расширения, или рабочий ход. В конце такта сжатия горючая смесь воспламеняется от электрической искры, возникающей между электродами свечи, и быстро сгорает, в результате чего температура и давление образующихся газов резко возрастают, поршень при этом перемещается от в.м.т. к н.м.т. Максимальное давление газов на поршень при сгорании для карбюраторных двигателей находится в пределах 3,5—5 МПа, а температура газов 2100—2400 °С.
При такте расширения шарнирно связанный с поршнем шатун совершает сложное движение и через кривошип передает вращение коленчатому валу.
При расширении газы совершают полезную работу, поэтому ход поршня при этом такте коленчатого вала называют рабочим ходом. В конце рабочего хода поршня давление в цилиндре снижается до 0,3—0,75 МПа, а температура — до 900—1200 °С.
Такт выпуска. Коленчатый вал через шатун перемещает поршень от н.м.т. к в.м.т. При этом выпускной клапан открыт и продукты сгорания выталкиваются из цилиндра в атмосферу через выпускной трубопровод. В начале процесса выпуска продуктов сгорания давление в цилиндре значительно выше атмосферного, но к концу такта оно падает до 0,105—0,120 МПа, а температура газов в начале такта выпуска составляет 750— 900 °С, понижаясь к его концу до 500—600 °С. Полностью очистить цилиндры двигателя от продуктов сгорания практически невозможно (слишком мало времени), поэтому при последующем впуске свежей горючей смеси она перемешивается с остаточными отработавшими газами и называется рабочей смесью.
Коэффициент остаточных газов характеризует степень загрязнения свежего заряда отработавшими газами и представляет собой отношение массы продуктов сгорания, оставшихся в цилиндре, к массе свежей горючей смеси.
Для современных карбюраторных двигателей коэффициент остаточных газов находится в пределах 0,06—0,12.
По отношению к рабочему ходу такты впуска, сжатия и выпуска являются вспомогательными.
Рабочие циклы четырехтактного дизеля и карбюраторного двигателя существенно различаются по способу смесеобразования и воспламенения рабочей смеси. Основное отличие состоит в том, что в цилиндр дизеля при такте впуска поступает не горючая смесь, а воздух, который из-за большой степени сжатия нагревается до высокой температуры, а затем в него впрыскивается мелкораспыленное топливо, которое под действием высокой температуры воздуха самовоспламеняется.
В четырехтактном дизеле рабочие процессы происходят следующим образом.
Такт впуска. При движении поршня от в.м.т. к н.м.т. вследствие образующегося разряжения из воздухоочистителя в полость цилиндра через открытый впускной клапан 5 поступает атмосферный воздух. Давление воздуха в цилиндре составляет 0,08—0,95 МПа, а температура 40—60 °С.
Такт сжатия. Поршень движется от н.м.т. к в.м.т. Впускной 5 и выпускной 6 клапаны закрыты, вследствие этого перемещающийся вверх поршень сжимает имеющийся в цилиндре воздух. Для воспламенения топлива необходимо, чтобы температура сжатого воздуха была выше температуры самовоспламенения топлива. Из-за высокой степени сжатия температура воздуха достигает 550—700 °С при давлении воздуха внутри цилиндра 4,0—5,0 МПа.
Такт расширения, или рабочий ход. При подходе поршня к в.м.т. в цилиндр через форсунку впрыскивается дизельное топливо, подаваемое топливным насосом. Впрыснутое топливо, перемешиваясь с нагретым воздухом, самовоспламеняется и начинается процесс сгорания, характеризующийся быстрым повышением температуры и давления. При этом максимальное давление газов достигает 6—9 МПа, а температура 1800-2000 °С. Под действием давления газов поршень перемещается от в.м.т. к н.м.т. Происходит рабочий ход. Около н.м.т. давление снижается до 0,3—0,5 МПа, а температура—до 700—900 °С.
Такт выпуска. Поршень перемещается от н.м.т. к в.м.т. и через открытый выпускной клапан 6 отработавшие газы выталкиваются из цилиндра. Давление газа снижается до 0,11—0,12 МПа, а температура — до 500—700 °С. После окончания такта выпуска при дальнейшем вращении коленчатого вала рабочий цикл повторяется в той же последовательности.
Показатели работы двигателя. Работа, совершаемая газами в единицу времени внутри цилиндра двигателя, называется индикаторной мощностью.
Рис. 2. Рабочий цикл четырехтактного дизеля
Мощность, получаемая на коленчатом валу двигателя, называется эффективной мощностью. Она меньше индикаторной на значение мощности, затрачиваемой на насосные потери и на трение в криво-шипно-шатунном и газораспределительном механизмах двигателя, а также на приведение в действие вентилятора, жидкостного насоса и других вспомогательных устройств.
Таким образом, эффективная мощность меньше, чем индикаторная мощность, из-за механических потерь, расходуемых в механизмах и системах двигателя.
На основании этого механическим к.п.д. (коэффициентом полезного действия) двигателя называют отношение эффективной мощности к индикаторной.
Механический к.п.д. карбюраторных двигателей составляет 0,70— 0,85, а дизелей — 0,73—0,87.
Мощностные показатели двигателя в значительной мере определяются количеством теплоты, превращенным в полезную работу. Степень использования теплоты, введенной в двигатель с топливом, оценивают эффективным к.п.д., который представляет собой отношение количества теплоты Qe, превращенной в эффективную работу, к количеству теплоты Qt, выделившейся в результате сгорания
Рис. 3. Схемы компоновки цилиндров двигателей
—
Дизель. Рассмотрим процесс протекания каждого такта в цилиндре дизеля (рис. 7).
Первый такт — впуск. Цилиндр заполняется воздухом, кислород которого обеспечивает сгорание топлива. Чем больше воздуха поступает в цилиндр, тем большее количество топлива можно сжечь в нем и тем выше будет давление газов на поршень при рабочем ходе (увеличивается мощность).
Во время впуска поршень движется вниз, впускной клапан открыт, а выпускной закрыт. Воздух, поступающий в цилиндр, нагревается при смешивании с горячими остаточными газами и от нагретых деталей работающего дизеля.
К концу первого такта температура воздуха достигает 40… 60 °С, и его плотность уменьшается. Кроме того, при движении он встречает сопротивление во впускных каналах дизеля. По этим причинам давление в цилиндре оказывается ниже атмосферного (0,08… 0,09 МПа).
Второй такт — сжатие. Поршень перемещается вверх, оба клапана закрыты. Под действием поршня воздух сжимается в 15…17 раз (степень сжатия е=15… 17) и при этом нагревается. Давление в конце сжатия доходит до 3…4 МПа, а температура — до 550…600 °С, что значительно превышает температуру самовоспламенения топлива.
Рис. 4. Схема рабочего цикла одноцилиндрового четырехтактного дизеля: 1 — форсунка; 2 — топливный насос.
Третий такт — расширение. Перед самым окончанием такта сжатия, когда поршень почти дошел до в.
м.т., в цилиндр через форсунку впрыскивается порция топлива. Большая часть его сразу же воспламеняется и сгорает. Температура газов повышается до 2000…2100 °С, а давление — до 5,5…8,0 МПа. Под таким давлением расширяющихся газов поршень перемещается вниз и через шатун проворачивает коленчатый вал. В процессе расширения сгорает остальная часть впрыснутого топлива. По мере перемещения поршня давление газов в цилиндре падает, а температура уменьшается. К концу третьего такта давление снижается до 0,2…0,3 МПа, а температура — до 600…650 °С.
Четвертый такт — выпуск. Впускной клапан закрыт, а выпускной открыт. Из цилиндра выталкиваются отработавшие газы. Давление оставшихся газов падает до 0,11…0,12 МПа. Температура отработавших газов в месте выхода из цилиндра составляет 400…500 °С.
Далее рабочий цикл повторяется.
Карбюраторный двигатель. Подобным образом рассмотрим рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя.
Такт впуска. Выпускной клапан закрыт, а впускной открыт.
При движении поршня от в. м. т. вниз цилиндр заполняется смесью топлива с воздухом. Такая смесь приготовляется в специальном приборе — карбюраторе и называется горючей смесью. Поступая в цилиндр, она перемешивается с остаточными газами, в результате чего образуется рабочая смесь.
Давление рабочей смеси в цилиндре при такте впуска из-за сопротивления в карбюраторе ниже, чем в цилиндре дизеля, и составляет 0,07…0,08 МПа. Температура рабочей смеси повышается 60…120 °С в основном за счет высокой температуры остаточных газов.
Такт сжатия. При этом такте, как и в дизеле, рабочая смесь, сжимаясь, нагревается. С увеличением степени сжатия растет давление и температура смеси, а также скорость ее сгорания. В результате повышается экономичность и мощность двигателя. Но при повышенной температуре возникает опасность преждевременного воспламенения (самовоспламенения) смеси. Чтобы избежать этого, рабочую смесь сжимают незначительно (е=4…8). Давление в цилиндре в конце такта сжатия — 0,9…1,2 МПа, а температура не превышает температуры самовоспламенения, доходя лишь до 330 °С.
Такт расширения. Перед окончанием такта сжатия между электродами искровой свечи зажигания проскакивает электрический заряд. Искра воспламеняет рабочую смесь. Температура горящих газов доходит до 2500 °С, а давление повышается до 3,0…4,5 МПа. Под действием силы давления газов поршень перемещается вниз. К концу . третьего такта давление снижается до 0,3…0,4 МПа, а температура — до 900…1200 °С.
Такт выпуска происходит так же, как в дизеле, но при несколько более высокой температуре газов.
Сравнительная оценка дизеля и карбюраторного двигателя.
По сравнению с карбюраторным (бензиновым) двигателем дизель имеет следующие преимущества:
— дизель экономичнее: на единицу выполненной работы вследствие высокой степени сжатия он расходует на 25% меньше топлива;
— топливо, на котором работает дизель, менее опасно в пожарном отношении и оказывает меньшее коррозионное действие на детали, чем бензин.
Недостатки дизеля:
— из-за высокого давления газов в цилиндрах, корпус и другие детали, работающие со значительными нагрузками, тяжелее и имеют большие размеры;
— для пуска дизеля требуется более мощный стартер или специальный карбюраторный пусковой двигатель;
— дизель работает со значительным избытком воздуха, поэтому размеры цилиндров и других деталей и сборочных единиц увеличены.
Два такта и четыре. В чем отличия?
Статья Алексея Марчука: Принципиальные отличия четырехтактного двигателя внутреннего сгорания от двухтактного. Настоящим автор заявляет, что данная статья не переписана из другого источника, все ее положения основаны на собственных знаниях и опыте и являются лишь особым мнением на заданную тему.
Как видно из названия основное различие заключается в каких-то там тактах. Тактом работы поршневого двигателя называется период работы двигателя происходящий за время движения поршня от одной мертвой точки до другой, т.е., условно, за одно движение вверх или вниз. Рабочий же цикл, как совокупность постоянно повторяющихся процессов (впуск, сжатие, сгорание, рабочий ход и выпуск) обеспечивающих работу двигателя должен в эти самые такты укладываться и неважно, сколько их на самом деле, главное чтобы обеспечивался постоянный цикл. Так вот в четырехтактном двигателе все эти пять основных процессов происходят за четыре такта (четыре хода поршня, два оборота коленчатого вала), а в двухтактном за два (два хода поршня, один оборот коленчатого вала).
Отсюда и происходят все их конструкционные, эксплутационные и др. отличия.
Не вдаваясь в подробности описания всего круга бензиновых ДВС данной группы и опираясь лишь на автомобильные (как самые распространенные четырехтактные) и мотоциклетные, картинговые (как самые распространенные двухтактные) можно выделить основные различия:
Конструкционные отличия:
1. Впуск свежей смеси, выпуск отработавших газов, и другие процессы газораспределения в четырехтактном двигателе осуществляются при помощи специальных тарельчатых клапанов, которые управляются при помощи кулачков распределительного вала приводимого в движение от вала коленчатого. Клапана открывают впускные и выпускные каналы (трубопроводы) двигателя в определенные моменты положения поршня, участвуя, таким образом, в обеспечении выполнения рабочего цикла. Т.е. существует отдельный механизм газораспределения, который так и называется: газораспределительный. В двухтактном двигателе такой механизм, конечно, есть, но его наличие не так явно, так как функцию распределителя выполняет сам поршень, открывающий и закрывающий соответствующие окна в цилиндре двигателя, которые в зависимости от функционального назначения являются началом или окончанием соответствующих каналов (впускного, выпускного, перепускных).
2. Смазка основных пар трения четырехтактного двигателя осуществляется под давлением (остальные смазываются самотеком и разбрызгиванием), создаваемым специальным насосом шестеренного типа. В двухтактном же двигателе все детали смазываются маслом, поступающим в двигатель вместе с топливовоздушной смесью, т.е. масло, будучи размешанным, с бензином в определенной пропорции в виде тумана оседает на всех деталях двигателя, смазывая их. Данные различия обуславливают больший ресурс четырехтактного двигателя и невозможность продолжительной работы двухтактного двигателя на «бедной» топливовоздушной смеси во избежание заклинивания.
3. Система выпуска отработавших газов двухтактного двигателя имеет более сложную конструкцию и играет несравненно большую роль для обеспечения мощности, чем в четырехтактном. Она представляет собой трубу-резонатор довольно сложной формы, состоящей, в основном, из усеченных прямых и обратных конусов соединенных между собой при помощи сварки.
Не вдаваясь сильно в подробности процессов, происходящих в выпускной системе можно лишь сказать, что правильно подобранная труба может повысить мощность двигателя до 30-50 процентов в определенных диапазонах частот вращения коленчатого вала двигателя. Это происходит в момент возникновения обратной волны, образующейся при отражении потока отработавших газов, которая заталкивает часть свежей рабочей смеси обратно в цилиндр в момент закрытия, поршнем выпускного окна увеличивая, таким образом, ее количество в цилиндре и, следовательно, мощность двигателя. Следует также отметить, что описанное попадание свежей смеси в выпускную систему неизбежно в виду конструкции двигателя (поршень при движении вверх выталкивает часть рабочей смеси в выпускное окно, которое закрывается поршнем не сразу).
4. В двухтактниках широкое распространение получили подшипники качения, в четырехтактных — подшипники скольжения.
5. Так как двухтактные двигатели малого объема работают при довольно высоких частотах вращения коленчатого вала их движущиеся детали (поршень, шатун, коленчатый вал и др.
) более тщательно проработаны на предмет снижения веса с целью уменьшения инерционных нагрузок.
6. Материалы для изготовления все тех же деталей имеют более высокие механические характеристики, так как тепловые и динамические нагрузки у двухтактников более высокие.
Если геометрическим подобием довести объем одного из самых мощных и распространенных из картинговых двигателей ТМ К9 (Класс Intercontinental-C, одноцилиндровый двухтактный двигатель с рабочим объемом V=125см3 и максимальной мощностью Ne = 46 л.с.) до рабочего объема двигателя формулы 1 (V-образный десятицилиндровый четырехтактный с рабочим объемом V= 3000см3 Ne = 950 л.с.) сохранив удельные показатели (литровую мощность) на прежнем уровне, то его мощность составила бы 1104 л.с.. Это самый наглядный факт объясняющий потенциал двухтактников по достижению максимальной мощности перед четырехтактниками. Также по нему вы можете судить о степени развития технической составляющей картинга как вида автомобильного спорта по сравнению с другими видами автомобильных соревнований.
Можно также утверждать что, двухтактные двигатели по сравнению с четырехтактными обладают следующими отличиями:
1. Проще и дешевле при изготовлении, при условии одинакового типа производства.
2. При одинаковом рабочем объеме имеют меньшие размеры и массу.
3. Обладают более высокой удельной мощностью.
4. Обладают более низкой топливной экономичностью.
5. Как правило, более шумные.
6. Имеют меньший рабочий ресурс.
7. Обладают неудовлетворительными показателями токсичности отработавших газов.
Последнее обстоятельство приводит к постепенному вытеснению двухтактных двигателей из сфер их наибольшего распространения таких как: мотоциклы, скутеры, малая строительная и подсобная техника и, о боже, даже из картинга.
Спортивный КАРТИНГ без двухтактника звучит как что-то не настоящее, это что-то вроде китайской подделки, какое то недоразумение, это уж точно не мой КАРТИНГ.
Данная статья не переписана из другого источника, все ее положения основаны на собственных знаниях и опыте и являются лишь особым мнением на заданную тему. Буду рад обсудить с любым желающим ее аспекты и ответить на все возможные вопросы.
Автор Алексей Марчук(MAN),
© www.kartingzone.com
Какова продолжительность тактов и событий в 4-тактном двигателе?
спросил
Изменено 3 года, 4 месяца назад
Просмотрено 2к раз
$\begingroup$
Я изучаю двигатели и понимаю основы работы 4-тактного двигателя, но я сталкивался с множеством правильных или ложных вопросов, таких как «Рабочий ход короче такта впуска» или «Двигатель рабочий ход длиннее, чем силовое событие».
В чем разница между инсультами и событиями и где я могу узнать больше о том, сколько времени занимает каждое из них?
- двигатель
- поршневой двигатель
$\endgroup$
4
$\begingroup$
Продолжительность хода — это просто время, за которое поршень проходит от дна до верха цилиндра или наоборот, пол-оборота. Таким образом, если двигатель работает со скоростью 2000 об/мин, или 33,33 оборота в секунду, или 16,66 тактов в секунду, продолжительность хода составляет 0,06 секунды, половину одного полного оборота.
Это физический механический ход. Однако «события» перекрывают штрихи. Зажигание поршневого двигателя самолета обычно начинается примерно за 24 градуса до верхней мертвой точки, поэтому «событие» мощности фактически начинается до завершения такта сжатия. То же самое с выхлопом; выпускной клапан может немного открыться до завершения рабочего такта (поршень не совсем в нижней мертвой точке), а впускной клапан может открыться непосредственно перед завершением такта выпуска.
Все это сделано для использования инерционного эффекта массы воздушно-топливного заряда. Все эти события во многом перекрываются с механическим ходом и являются функцией клапана и момента зажигания, поэтому для данного двигателя вам нужно посмотреть на диаграмму моментов зажигания и открытия/закрытия клапана для этого конкретного двигателя. двигатель.
$\endgroup$
4
$\begingroup$
Ход в данном контексте означает продолжительность одного из четырех процессов (впуск, сжатие, мощность, выпуск) в четырехтактном двигателе. На рисунке показана механика:
Продолжительность каждого процесса измеряется в градусах коленчатого вала и отображается на временной диаграмме:
События представляют собой моменты времени, которые можно использовать для определения начала или окончания процесса.
В этом примере такт впуска начинается с события открытия впускного клапана (15 градусов до верхней мертвой точки) и заканчивается событием закрытия впускного клапана (30 градусов после нижней мертвой точки). Событие закрытия впуска также запускает такт сжатия, который заканчивается событием зажигания (35 градусов до ВМТ). Событие зажигания начинает рабочий такт, который заканчивается событием открытия выпускного клапана (50 градусов до НМТ). Так начинается такт выпуска, который продолжается до момента закрытия выпускного клапана (20 градусов после ВМТ).
Ходы не совпадают с ВМТ и НМТ, потому что для открытия или закрытия клапана требуется время, чтобы пламя сожгло весь заряд топлива/воздуха или чтобы воздух/топливо/горючие газы начали или прекратили движение. Некоторые могут возразить, что рабочий такт не начинается до ВМТ, и вы можете заметить, что такты впуска и выпуска перекрываются. На временной диаграмме все легко увидеть.
редактировать
События фаз газораспределения контролируются распределительным валом(ами).
Более подробное обсуждение событий синхронизации см. в этой статье:
Временные события — События фаз газораспределения происходят в этом порядке важности (ну, это спорно, несколько). 1. Закрытие впускного клапана (ВК) 2. Открытие впускного клапана (IVO) 3. Закрытие выпускного клапана (EVC) 4. Открытие выпускного клапана (EVO)
$\endgroup$
3
Зарегистрируйтесь или войдите в систему
Зарегистрируйтесь с помощью Google
Зарегистрироваться через Facebook
Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но никогда не отображается
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie
.
Четырехтактный двигатель — двигатель внутреннего сгорания
Четыре такта четырехтактного двигателя относятся к впуску, сжатию, сгоранию и выпуску. Впервые он был предложен Николаусом Отто в 1876 году и также известен как цикл Отто.
Четырехтактный технический термин означает четырехтактный цикл. Четырехтактные двигатели широко используются в современных двигателях внутреннего сгорания из-за их высокой эффективности вентиляции. Большинство двигателей легковых и грузовых автомобилей используют 4-тактные двигатели.
Четырехтактный двигательЧетыре цикла соответствуют полному циклу двигателя внутреннего сгорания. Стоит отметить, что двигатель внутреннего сгорания отдает энергию наружу только в третьем такте (ход поршня, движущегося к нижней мертвой точке при сгорании), а энергия в остальных тактах обеспечивается за счет энергии вращения маховика.
Четыре такта 4-тактного двигателя внутреннего сгорания следующие:
- Такт впуска
- Такт сжатия
- Такт сгорания
- Такт выпуска
- Итого четыре такта, в направлении движения поршня
9 изменения в двух соседних штрихах.
Двигатель внутреннего сгорания совершает полный цикл (4 такта) и коленчатый вал поворачивается на 720°.
Такт впуска
Когда впускной клапан открыт, а выпускной клапан закрыт, поршень движется от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке.
Такт впускаОбъем цилиндра над поршнем увеличивается, и создается вакуум. Давление в цилиндре падает ниже давления на впуске, и вакуум всасывания пропускается.
Бензин, испаряемый карбюратором или устройством впрыска бензина, смешивается с воздухом с образованием горючей смеси, которая всасывается в цилиндр через впускной канал и впускной клапан.
Процесс впуска продолжается до тех пор, пока поршень не пройдет нижнюю мертвую точку и впускной клапан не закроется. Затем восходящий поршень начинает сжимать газ.
Такт сжатия
4-тактный бензиновый двигатель, такт сжатия
Бензиновый двигатель, такт сжатия В 4-тактном бензиновом двигателе все впускные и выпускные клапаны закрыты.
Поршень движется вверх к верхней мертвой точке, и горючая смесь в цилиндре сжимается.
Повышается температура смеси и повышается давление.
Перед подходом поршня к верхней мертвой точке давление горючей смеси повышается примерно до 0,6-1,2 МПа.
В конце такта сжатия температура может достигать от 330°C до 430°C.
Четырехтактный дизельный двигатель, такт сжатия
Дизельный двигатель, такт сжатияПринцип работы четырехтактного дизельного двигателя такой же как у четырехтактного бензинового двигателя.
Он также состоит из четырех компонентов: впускной, компрессионный, рабочий и выпускной.
Отличие в том, что такт впуска дизельного двигателя — чистый воздух. Когда такт сжатия приближается к верхней мертвой точке, дизельное топливо впрыскивается в камеру сгорания форсункой.
Поскольку в это время температура в цилиндре намного превысила температуру самовоспламенения дизеля, впрыскиваемое дизельное топливо сгорает само по себе после небольшой задержки воспламенения, а работа выполняется извне.
Такт сгорания
Такт сгоранияКогда такт сжатия приближается к верхней мертвой точке, свеча зажигания, установленная над головкой блока цилиндров, выдает электрическую искру для воспламенения сжатой горючей смеси.
Горючая смесь после сгорания выделяет большое количество тепла, при этом давление газа и температура в цилиндре быстро повышаются. Максимальное давление горения может достигать 3-6 МПа, а максимальная температура горения может достигать от 2 200 °С до 2 500 °С.
Газ высокой температуры и высокого давления подталкивает поршень к быстрому перемещению в нижнюю мертвую точку и действует снаружи через кривошипно-шатунный механизм.
В начале рабочего такта впускной и выпускной клапаны закрыты.
Такт выпуска
Когда рабочий такт приближается к концу, выпускной клапан открывается. Поскольку давление в цилиндре выше атмосферного, высокотемпературный отработавший газ быстро выбрасывается из цилиндра.
Такт выпуска Эта ступень относится к ступени свободного выпуска, и высокотемпературный выхлопной газ выпускается через выпускной клапан с местной скоростью звука.