Работа четырёхтактного двигателя

Заголовок

Сегодня редко встретишь человека, который не имел бы понятия о двигателях
внутреннего сгорания (ДВС). Не один десяток транспортных средств, бензогенераторов и
любых иных устройств, использующие в качестве привода тактный двигатель
внутреннего сгорания (ДВС).

4 х тактный двигатель

4 х тактный двигатель

Немного истории

Уже в 19 веке, в связи с тем, что устройства в промышленности и различные механизмы
нуждались в создании привода, которые отличался особенной эффективностью. Это и
послужило поводом для появления двигателя такого типа. На тот момент, в ходу был
двигатель, работающий на пару. Но он обладал массой недостатков – низким КПД,
большими габаритами и нуждался в квалифицированном обслуживании с большой
временной затратой на его запуск и остановку.
Промышленности был необходим новый агрегат, у которого не было бы подобных
недостатков. Таким агрегатом стал ДВС, у которого за счет сгорания химической энергии
топлива в рабочей зоне, преобразуясь, тем самым, в механическую работу. Из-за
сильного шума, токсичных выбросов их нельзя назвать совершенными, но из-за своей
автономности эти двигатели получили огромное распространение. Есть еще один
недостаток, который относится к основным – это возможность производить высокую
мощность только в условиях узкого диапазона оборотов. В связи с этим к основным
атрибутам ДВС относится трансмиссия и стартер. Также для ДВС необходимы:

  • топливная система – подается топливная смесь;
  • выхлопная система – отвод выхлопных газов.
    Есть, конечно, случаи, когда нет необходимости в сложной трансмиссии – таким примером
    могут стать самолеты.

Виды ДВС

Двигатели различают по виду потребляемого ими топлива и могут различаться на:

  • Карбюраторные – этот тип моторов характеризуется работой на бензине при
    принудительном зажигании. Принцип работы основан на поступлении топлива в
    цилиндры после того, как смешивается с воздухом.
  • Дизельные – характеризуется своей работой на дизеле. Принцип работы агрегата
    основан на работе форсунок – смешивание дизельного топлива с воздухом в
    цилиндре.
  • Газовые – принцип работы заключается на пропано-бутановом газе. Перед
    подачей газа в цилиндры, в карбюраторе происходит смешивание газа с воздухом.
    ДВС.

Рабочий процесс

Рабочий процесс четырехтактного агрегата заключена в совершении ряда задач,
принцип которых заключается в усиление мощности, воздействующей на коленвал
двигателя. Такие функции, как:

  • Впуск – за счет движения поршня вниз происходит заполнение цилиндра горючей
    смесью;
  • Сжатие – за счет движения поршня вверх происходит сжатие рабочей смеси;
  • Расширение или рабочий ход – смесь воспламеняется за счет сжатия или
    электрической искры, образуя горючие газы, которые приводят поршень к
    движению в ВМТ. Расширение газов происходит от взрывной силы и приводит к
    движению поршня в НМТ;
  • четвертый такт или выпуск – поршень начинает подниматься в верхнюю точку, что
    приводит к выталкиванию продуктов сгорания из цилиндра.

Все эти 4 такта составляют рабочий цикл мотора.
Тогда появляется вполне разумный вопрос – что такое такт? Такт представляет собой
движение (вверх или вниз) поршня. Один оборот коленвала равен двум тактам. А тот
такт, который сопровождается расширением сгоревших газов и приводит к совершению
полезной работы, относится к рабочему ходу поршня. Таким образом, два оборота
коленвала равно 4 тактам – что послужило названием четырехтактного двигателя.
Устройство ДВС Невозможно понять принцип работы тактного движка без ознакомления с его
основными составляющими, к которым можно отнести:

  • Один (бывает несколько) блок цилиндров;
  • Кривошипно-шатунный механизм, который состоит из коленвала, поршней и
    шатунов;
  • Головка блока с газораспределительным механизмом (ГРМ).
Ггазораспределительный механизм

Газораспределительный механизм

Кривошипно-шатунного механизм принцип работы которого связан с преобразованием
поступательно-возвратного движения поршней во вращение коленвала. Этому движению
способствует энергия, которая получается в цилиндрах от сгорания топлива.
Для отлаженной работы этого механизма необходим ГРМ, принцип его работы основан
в открытии впускных и выпускных клапанов, для того чтобы впустить рабочую смесь и
выпустить отработавшие газы. В составе ГРМ может быть более одного распредвала,
которые имеют кулачки, толкающие клапаны, клапанов и возвратных пружин.
Бесперебойную работу четырехтактного движка обеспечивают вспомогательные
системы с четко налаженной работой:

  • Система зажигания. Отвечает за то, чтобы в цилиндрах воспламенялась горючая
    смесь;
  • Выпускная система. Отвечает за подачу воздуха для того, чтобы происходило
    образование рабочей смеси;
  • Топливная система. Отвечает за то, чтобы непрерывно осуществлялась подача
    топлива, в том числе для получения смеси воздуха с горючим;
  • Система смазки – для того, чтобы регулярно смазывались трущиеся детали с
    одновременным удалением продуктов износа;
  • Выхлопная система. Принцип этой системы заключается в удалении
    отработанных газов из цилиндров и снижение токсичности;
  • Система охлаждения. Следит за тем, чтобы поддерживать температуру для
    налаженной работы движка.

Описание одного цикла

Как уже говорилось выше, один цикл равен 4 тактам.

  • В течение первого тактного хода происходит толчок кулачком распредвала на
    впускной клапан, в результате чего он открывается, и поршень начинает движение
    вниз. В цилиндре, за счет разряжения, идет поступление в него рабочей смеси.
    Шатуном, через поршень придается сообщение движения коленвалу, который
    проворачивается на 0,5 оборота (180 градусов) в момент, когда поршнем
    достигнута НМТ.
  • В течение второго тактного хода (сжатие) – впускной клапан закрывается.
    Поршень, в свою очередь начинает движение вверх, тем самым, осуществляя
    сжатие и нагрев рабочей смеси. К концу тактного хода, принцип заключается в
    подаче электрического разряда на свечу при помощи системы зажигания, что
    приводит к образованию искры, с помощью которой происходит поджиг сжатой
    топливно-воздушной смеси. Коленвал проворачивается еще на 0,5 оборота. Таким
    образом, коленвал за два тактного хода выполнил один (360 градусов) полный
    оборот.
  • В течение третьего тактного хода, его еще называют рабочий ход — в результате
    которого газы, образованные во время сгорания топлива расширяются, и приводят
    в движение поршень к нижнему крайнему положению. Коленвалу через шатун
    передается энергия поршнем, заставляя его проворачиваться еще на 0,5 оборота.
     Достигнув НМТ, начинается 4 такт – выпуск. В течение этого тактного хода
    кулачок распредвала толчком открывает выпускной клапан, происходит движение
    поршня вверх, который и выгоняет из цилиндра отработанные газы. Коленвал
    вновь проворачивается на 0,5 оборота.
Коленвал

Коленвал

Установка четырехтактного движка может иметь несколько цилиндров. Чтобы
обеспечить равномерную и отлаженную работу движку в разных цилиндрах одновременно
совершаются разные такты, и на каждый поворот коленвала в каком-то из цилиндров осуществляется рабочий ход. Это дает возможность уравновесить силы, оказывающие
действие на коленвал за счет снижения вибраций, тем самым, обеспечивая ровную работу
четырехтактного силового агрегата (ДВС).

загрузка...

Написать комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

загрузка...