4 тактный двигатель принцип работы: В доступе на страницу отказано

Содержание

Устройство и принцип работы четырёхтактного двигателя и двухтактного двигателя с

Преимущества
четырёхтактных двигателей
  • Б́ольшая экономичность
  • Более чистый выхлоп (экологически чище)
  • Не требуется сложная выхлопная система
  • Меньший шум, вибрация
  • Отсутствие необходимости постоянного контроля уровня масла

 

Преимущества
двухтактных двигателей
  • Отсутствие громоздких систем смазки и газораспределения
  • Б́ольшая мощность в пересчёте на 1 литр рабочего объёма
  • Проще и дешевле в изготовлении
  • Меньший вес

Устройство и принцип работы четырёхтактного двигателя и двухтактного двигателя


 

 

Рабочий цикл четырёхтактного двигателя состоит из четырёх основных этапов — тактов.
Поршень — металлический стакан, опоясанный пружинящими кольцами (поршневые кольца), вложенными в канавки на поршне. Поршневые кольца не пропускают газов, образующихся при сгорании топлива, в промежутке между поршнем и стенками цилиндра. Пoршень снабжен металлическим стержнем — пальцем, соединение с шатуном. Шатун передаёт прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

1. Впуск — четырёхтактный двигатель

В процессе впуска поршень четырёхтактного двигателя идёт из верхней мёртвой точки (ВМТ) в нижнюю мёртвую точку (НМТ). Одновременно кулачком распредвала открывается впускной клапан, — в цилиндр четырёхтактного двигателя затягивается свежая топливно-воздушная смесь.

2. Сжатие — четырёхтактный двигатель

Пoршень четырёхтактного двигателя поднимается из НМТ в ВМТ, сжимая рабочую топливную смесь. Одновременно и значительно поднимается температура горючей смеси. Отношение рабочего объёма цилиндра в НМТ и объёма камеры сгорания в ВМТ называется степенью сжатия (не путать с компрессией). Степень сжатия — очень важный параметр, обычно, чем она больше, тем больше топливная экономичность двигателя. Но, для

четырёхтактного двигателя с б́ольшей степенью сжатия требуется топливо с б́ольшим октановым числом, которое дороже.

3. Сгорание и расширение (рабочий ход поршня) — четырёхтактный двигатель

Незадолго до окончания такта сжатия горючая смесь воспламеняется искрой от свечи зажигания. Во время следования поршня из ВМТ в НМТ топливо сгорает, и под действием тепла сгоревшего топлива рабочая смесь расширяется, толкая поршень. Степень «недоворота» коленчатого вала двигателя до ВМТ при поджигании смеси именуется углом опережения зажигания. Опережение зажигания необходимо для того, чтобы давление газов достигло максимальной величины когда пoршень будет находиться в ВМТ. Тогда использование энергии сгоревшего топлива будет максимальным. Скороть горения топлива практически не меняется, то есть занимает фиксированное время, следовательно чтобы достичь максимальной производительности двигателя нужно увеличивать угол опережения зажигания пропорционально уровню оборотов коленвала. В старых двигателях эта регулировка производилась механическим устройством (центробежным и вакуумным регулятором воздействующим на прерыватель). В более современных двигателях для регулировки угла используется электронное опережение зажигания.

4. Выпуск — четырёхтактный двигатель

После НМТ такта рабочего хода поршня четырёхтактного двигателя открывается выпускной клапан, и поднимающийся поршень вытесняет отработанные газы из цилиндра двигателя. При достижении поршнем ВМТ выпускной клапан закрывается и четырёхтактный цикл начинается сначала.

Необходимо также помнить, что следующий процесс (например, впуск), необязательно должен начинаться в тот момент, когда закончится предыдущий (например, выпуск). Такое положение, когда открыты сразу оба клапана (впускной и выпускной), называется

перекрытием клапанов. Перекрытие клапанов необходимо для лучшего наполнения цилиндра/-ов горючей смесью, а также для лучшей очистки цилиндра/-ов четырёхтактного двигателя от отработанных газов.

 

Четырехтактный двигатель скутера:

1 — цилиндр с головкой
2 — крышка головки цилиндра
3 — карбюратор
4 — впускной патрубок
5 — электростартер.

Для ещё большей наглядности посмотри видеоролик, наглядно показывающий работу четырёхтактного двигателя. На этом видео демонстрируется автомобильный четырёхцилиндровый шестнадцатиклапанный (то есть, в каждом цилиндре по два впускных и выпускных клапана, для лучшей продувки) двигатель, однако сути это не меняет.


 

 

 


 

 

В двухтактных двигателях все рабочие циклы (процессы впуска топливной смеси, выпуска отработанных газов, продувки) происходят в течении одного оборота коленвала (а не двух, как в четырёхтактных) за два (а не четыре) основных такта. У двухтактных двигателей отсутствуют клапаны (как в четырехтактных ДВС), их роль выполняет сам пoршень, который в процессе перемещения то закрывает, то открывает впускные, выпускные и продувочные окна. Поэтому двухтактный двигатель более прост в конструкции.

Мощность двухтактного двигателя при одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения вала теоретически в два раза больше четырехтактного за счет большего в 2 раза числа рабочих тактов. Однако неполное использование хода поршня двухтактного двигателя для расширения, худшее освобождение цилиндра от остаточных газов и затраты части вырабатываемой мощности на продувку приводят практически к увеличению мощности только на 60 — 70%.

 

Итак, рассмотрим конструкцию двухтактного ДВС, показанную на рисунке 1:

Двухтактный двигатель состоит из картера, в который на подшипниках с двух сторон установлен коленчатый вал и цилиндр.

Смазка всех трущихся поверхностей и подшипников внутри двухтактных двигателей происходит за счёт топливной смеси, — смеси бензина и масла в определённой пропорции. Из рисунка 1 видно, что топливная смесь (желтый цвет) попадает и в кривошипную камеру двухтактного двигателя (полость, где закреплен и вращается коленчатый вал), и в цилиндр. Смазки там нигде нет, а если бы и была, то смылась бы топливной смесью. Вот по этой причине масло и добавляют в определенной пропорции к бензину. Тип масла используется специальный, именно для двухтактных двигателей. Оно должно быть способно выдерживать высокие температуры и, сгорая вместе с топливом, оставлять минимум зольных отложений, то есть нагара.

Теперь о принципе работы. Весь рабочий цикл в двухтактных двигателях осуществляется за два такта.

 

1. Такт сжатия — двухтактный двигатель

Пoршень двухтактного двигателя поднимается от НМТ поршня (в таком положении он находится на рис. 2) к ВМТ поршня (положение поршня на рис.3), перекрывая сначала продувочное 2, а затем выпускное 3 окна цилиндра двухтактного двигателя. После закрытия поршнем выпускного отверстия в цилиндре начинается сжатие ранее поступившего в него топливной смеси. Одновременно в кривошипной камере 1 вследствие ее герметичности и после того как пoршень перекрывает продувочные окна 2, под поршнем создается разряжение, под действием которого из карбюратора через впускное окно и открывающийся клапан поступает горючая смесь в кривошипную камеру двухтактного двигателя.

 

2. Такт рабочего хода — двухтактный двигатель

При положении поршня около ВМТ сжатая рабочая смесь (1 на рис. 3) воспламеняется электрической искрой от свечи, после этого температура и давление смеси резко подскакивают. Под действием теплового расширения газов поршень двухтактного двигателя опускается к НМТ, в это время расширяющиеся газы сгоревшей смеси совершают полезную работу, толкая поршень. В это же время, опускаясь, пoршень создает высокое давление в кривошипной камере двухтактного двигателя (сжимая топливо-воздушную смесь в ней). Под действием давления клапан закрывается, не давая таким образом горючей смеси снова попасть во впускной коллектор и затем в карбюратор.

Когда поршень двухтактного двигателя дойдет до выпускного отверстия (1 на рис. 4), оно откроется и таким образом выйдут отработавшие газы в выпускную систему, давление в цилиндре понизится. При дальнейшем перемещении пoршень открывает продувочное (впускное) окно (1 на рис. 5) и горючая смесь, сжатая в кривошипной камере, поступает по каналу (2 на рис. 5), заполняя цилиндр и одновременно продувая его от остатков отработавших газов.

Далее цикл повторяется.

Немного о принципе зажигания. Так как топливной смеси нужно время для воспламенения, искра на свече появляется чуть раньше, чем пoршень достигает ВМТ. В идеале, чем быстрей движения поршня, тем раньше должно быть зажигание, потому что пoршень от момента искры быстрее доходит до ВМТ. Существуют механические и электронные устройства, меняющие угол зажигания в зависимости от оборотов двигателя.

У большинства скутеров до 2000 г.в. таких систем не было и угол опережения зажигания был установлен в расчете на оптимальные обороты.

На некоторых же скутерах, например Honda Dio ZX AF35, установлен электронный коммутатор с динамическим опережением, то есть с опережением, зависящим от оборотов коленвала. С ним расширяющаяся горючая смесь совершает работу с максимальной полезной отдачей, и двигатель развивает больше мощности.

 

 

 

 

 

 

 

Преимущества и недостатки двух- и четырехтактных двигателей.

Двухтактные преимущества

1. Меньший вес. Пример: 15 л.с. Двухтактный 36 кг четырёхтактный 45 кг.

2. Цена. Четырёхтактные двигатели сложнее в производстве, состоят из большего количества деталей, поэтому всегда дороже двухтактников.

3. Удобство перевозки двухтактника. Можно возить в любом положении, перед началом эксплуатации не требует отвешивания. Т.е. достал из багажника, поставил, завел, поехал.

4. Двухтактный двигатель живее реагирует на ручку газа. В четырёхтактных для совершения полного рабочего цикла поршню необходимо сделать 2 полных оборота в то время как в двухтактных только один.

Частый вопрос: А правда ли что четырёхтактный 15 л.с. бежит быстрее чем такой же двухтактный? Ответ: нет не правда. У обоих этих двигателей мощность на валу 15 л.с. При прочих равных условиях почему один двигатель должен ехать быстрее второго?

Двухтактные недостатки

1. Больший расход топлива. Напомним, примерный расход можно высчитать по формуле: для двухтактного 300 грамм на одну лошадинную силу, для четырёхтактного 200 грамм.

2. Шумность. На максимальных оборотах двухтактные двигатели как правило работают немного громче четырёхтактных.

3. Комфорт. Четырёхтактные двигатели не так вибрируют на малых оборотах (Касается только двухцилинровых двигателей. Одноцилиндровые и двух и четырёхтактные вибрируют примерно одинаково) и не так дымят как двухтактные.

4. Долговечность. Довольно спорный пункт. Бытует мнение, что двухтактные двигатели менее долговечны. С одной стороны это понятно, потому как масло для смазки трущихся элементов двигателя подается вместе с бензином, а значит работает не так эффективно в отличие от четырёхтактных двигателей где трущиеся элементы буквально плавают в масле. Но с другой стороны четырёхтактный двигатель по конструкции намного сложнее конкурента, состоит из значительно большего числа деталей, а золотой принцип механики «Чем проще тем надежнее» еще никто не отменял.

Какой же двигатель выбрать?

Взвесь все за и против изложенные выше и сделай выбор самостоятельно. Однозначного ответа на вопрос: какой из двигателей лучше ты не найдешь ни в одной из книг ни на одном из форумов. И у тех и у других типов двигателей есть свои поклонники.

 

Просмотров: 7015

Чем отличается принцип работы 2 и 4 тактного двигателя, рассказываем простым языком | Техника времен СССР

Никто не будет спорить, что самым важным и ценным узлом любой техники является двигатель. Он приводит в движение механизмы и способствует работе других агрегатов системы. Двигатели подразделяются по виду топлива на те, которые работают на бензине и работа которых завязана на дизельном топливе. Отсюда соответственно и название-дизельный или же бензиновый мотор. Также существенное отличие двигателей заключается в тактности их работы, они бывают двух и четырехтактными. Сегодня мы разберем, что это значит и чем эти два типа двигателей отличаются. Самым распространенным из этих двух двигателей считается четырехтактный, он устанавливается практически на всю технику начиная даже с мотоциклов.

Ответ на вопрос кроется в названии, четырехтактный, значит у двигателя 4 такта работы, это впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. В первом цикле поршень из верхнего положения идет вниз и занимает место в максимально нижней точке, в этот момент в цилиндр поступает горючее. Во втором этапе поршень начинает подниматься и собой сжимает топливо, которое из-за этого нагревается. В верхней части от свечи исходит искра воспламеняя горючее и образуя газы, которые опускают поршень обратно вниз, в этот момент происходит вращение коленвала т.е. полезная работа. Когда поршень вновь занял нижнее положение, отработанные газы выходят через выпускной клапан, это четвертый такт-выпуск.

В двухтактных моторах все проще, т.к. этапов работы всего два, сжатие и расширение, а два других такта происходят одновременно с ними. Во время сжатия горючей смеси (поршень идет наверх), в кривошипной камере происходит засасывание топлива, которое поступает в поршень, когда тот движется вниз. При движении в нижнюю точку опять же происходит вращение вала, при повторениях хода поршня коленвал крутится постоянно, за счет чего в дальнейшем происходит движение. Вот так простыми словами можно объяснить отличие и принцип работы двух и четырехтактного двигателя.

Если у Вас есть, что добавить к вышесказанному, можете сделать это в комментариях под статьей.

Читайте также:
За счёт чего мотоцикл ИЖ Планета Спорт обгонял Чезет на трассе
Почему в СССР двигатель ВАЗ 2103 считали лучше остальных
Самый знаменитый Советский мотороллер с многоступенчатой трансмиссией, Вятка ВП 150
Почему мотоцикл ИЖ Планета 5 считается самым лучшим за всю историю СССР
Советский грузовик с проходимостью танка или почему ГАЗ 66 называли Шишига
Если статья Вам понравилась подписывайтесь на канал и поставьте лайк.
Заходите на канал Техника времён СССР, там много всего интересного.

4-тактный двигатель: принцип действия

Тип силового оборудования имеет решающее значение при выборе. Сегодня существует два варианта – 4-тактный двигатель и 2-тактный.

Особенности

Силовое оборудование работает на основе расширения газов при нагреве, которое возникает при воспламенении топлива, попадающего во внутреннюю часть цилиндра. Многие придерживаются мнения о том, что 4-х-тактный двигатель Briggs Stratton обладает лучшими характеристиками. Чтобы получить однозначный ответ, стоит разобраться в особенностях работы обоих видов.

Кривошипно-шатунная конструкция и механизм, отвечающий за распределение газа – это главные составляющие, не менее важные системы, обеспечивающие смазку элементов, зажигание и питание.

Кривошипно-шатунное устройство производит передачу необходимого воздействия расширяющихся газов, в то время как механизм, распределяющий их, подает бензин в пространство цилиндра.

4-х-тактный двигатель характеризуется экономичным потреблением топлива, отсутствием горючих смесей в выхлопе, менее высоким уровнем воспроизводимого шума, а также экологичностью, благодаря чему он приобрел распространение у многих компаний, занимающихся выпуском автомобилей.

Как работает двухтактный двигатель

Весь процесс основывается на рабочем ходе и сжатии.

Поршень находится в основном в двух положениях – это нижняя и верхняя мертвые точки. При перемещении от одной к другой, перекрывается попеременно продувочное и выпускное отверстие, затем начинает сжиматься присутствующий в цилиндре газ. В это время горючая смесь выходит из впускного окна и поступает в камеру кривошипно-шатунного механизма, именно она впоследствии и будет сжиматься.

После того как пары воздуха и бензина дойдут до максимальной степени сжатия, электрическая искра, идущая от свечи, воспламеняет их. В это время образуется давление, способствующее движению поршня к нижней точке за счет резкого увеличения объема газа и температуры смеси. В процессе перемещения открывается выпускное отверстие и выходят продукты горения. Смесь сдавливается при движении поршня и оказывается в камере сгорания, одновременно открывается продувочное окно.

Положительные и отрицательные стороны

Механизм отличается достаточным количеством недостатков, среди которых высокий топливный расход, при этом большая часть уходит впустую. Это вызвано частичным выбросом смеси паров во время одновременного открытия выпускного и продувочного окна. Также нужно отметить непрерывный расход масла, так как оно входит в состав смеси и без него невозможна работа двигателя. Еще одна отрицательная сторона заключается в непрерывном приготовлении топливной смеси.

Двухтактный механизм обладает небольшим весом и габаритами, чем не может похвастаться 4-тактный двигатель. Но в процессе эксплуатации автомобиля он доставляет больше проблем, из-за чего такой вариант распространен в сфере моделирования, где особое значение придается каждому лишнему килограмму.

Как работает четырехтактный мотор

Он полностью отличается от своего более легкого аналога. Принцип 4-тактного двигателя заключается в цикле, состоящем из последовательного впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска, благодаря чему нашла свое применение клапанная система.

Поршень открывает впускное устройство путем перемещения вниз, затем горючая смесь попадает в цилиндр, одновременно создается рабочая смесь после перемешивания с остатками от использованного состава.

Процессы, систематически повторяющиеся, в установленной последовательности представляют собой рабочий цикл, они происходят во всех цилиндрах и обеспечивают проведение механической работы за счет преобразования энергии.

Достоинства

Мотор в обычном автомобиле работает на основе четырехэтапного цикла, он происходит во время четырех перемещений поршня или двух оборотов коленвала.

4-тактный дизельный двигатель обладает совершенно иным методом воспламенения рабочей смеси и ее образования, по сравнению с карбюраторным вариантом. Главное различие в такте впуска, так как в дизельный цилиндр поступает воздух, нагретый до высоких температурных значений, а топливо, распыленное на мельчайшие частицы, воспламеняется под влиянием уровня температур.

4-тактный двигатель имеет в своей конструкции масляный картер, эта деталь отвечает за смазочные материалы, точнее, за постоянное нахождение на установленном уровне. Масляный насос передает материал в систему смазки и распределяет на стенках внутренней части цилиндра. В итоге трение поршня снижается благодаря масляной тонкой пленке. Маслосъемные специальные кольцевые элементы предотвращают попадание масляной жидкости в камеру сгорания путем обратного отведения. При этом масляный насос используется, как правило, в двигателях с мощностью более 5 л/c. В других случаях смазка распределяется масляным туманом, создание которого обеспечивается коленвалом.

На 4-х-тактный двигатель приходится меньшая степень нагрузки, за счет этого масло поступает систематически в требуемом объеме, благодаря чему увеличивается срок эксплуатации механизма.

В течение сезона необходима только одна замена смазки. Стоит отметить, что нужно периодически проверять уровень масла, хотя оно не может внезапно исчезнуть. Сегодня производители упростили задачу водителям и оснастили современные модели специальными датчиками, контролирующими уровень смазки и сообщающими о необходимости ее замены.

Главное отличие

Как было отмечено выше, два вида мотора имеют принципиальное различие, которое заключается в смазке двухтактных механизмов, осуществляющейся смесью бензина и масла, которая впоследствии сгорает. Некоторые из них обладают специальной системой, осуществляющей подачу масла в картер, но смысл остается прежним – бензин сгорает вместе с маслом. В то время как китайский 4-тактный двигатель “Лифан”, как и любой другой подобного плана, оснащается приспособлениями для возвращения масла в специальный отсек.

Смазочные материалы

Ввиду имеющихся отличий у моторов, автомобильные масла должны соответствовать различным требованиям:

  • масло для четырехтактного механизма должно обладать высокими смазочными свойствами, которые остаются прежними в течение долгого времени;
  • для другого вида необходимо максимальное сгорание смазочного материала с минимальными остаточными явлениями в виде сажи и золы.

На заре существования двигателей обычная перегонка нефтяных продуктов применялась для производства смазки. При этом состав был одинаков для обоих вариантов. Необходимость в создании новых масел не возникала из-за того, что 4-тактный двигатель имел низкую мощность, и как следствие, незначительный износ и малые нагрузки на составные элементы. Позднее резерв составов был исчерпан постепенным возрастанием оборотов в процессе работы и общими параметрами. Данная задача была решена применением присадок – специальных добавок для автомобильных масел. Они и сегодня существенно повышают характеристики смазочного материала.

Мощность

Существует мнение о том, что двигатели 2Т мощнее за счет полного использования топливной энергии в течение двух оборотов вала. Это не совсем так, ведь в данном варианте цилиндр, в отличие от мотора другого вида, имеет не цельную конструкцию, и его часть приходится на выпускные и впускные отверстия, соответственно, сгорает меньший объем топлива.

Простота исполнения механизма 2Т вызвала использование в качестве смазки смеси бензина и масла. Рабочая смесь с содержанием смазки характеризуется более низким выделением энергии. Также конструкционные особенности привели к пустому расходу горючей смеси, на которую приходится достаточно весомая часть. При этом двигатель 4-тактный китайский обладает более сложным исполнением, и как следствие, незначительным количеством несгорающего топлива. То есть, моторы 2Т отличаются большей мощностью только в достаточно узком диапазоне.

в чем разница между маслами для двигателей — TOTAL Russia

От качества моторного масла напрямую зависит работа и срок службы двигателя. Выбирать смазочную жидкость всегда следует с учётом характеристик конкретного мотора и рекомендаций мировых экспертов. Важное значение имеет отличие масла двухтактного от четырехтактного при использовании в разных типах двигателей. 

В чём разница между 4 и 2-тактным двигателем

Принципиальная разница между 4-тактным и 2-тактным мотором состоит в том, что последний работает на масле, которое предварительно смешивается с топливом и сгорает вместе с ним. В четырёхтактном двигателе используется принудительная система смазки, при которой не допускается попадания масляной жидкости в камеры сгорания. 

В двухтактных двигателях процесс впуска готовой топливной смеси и выпуска выхлопных газов происходит за один оборот коленчатого вала за два основных такта. Принцип работы четырёхтактного мотора состоит в периодически повторяющейся последовательности определённых тактов в каждом цилиндре: впуск, сжатие, расширение и выпуск. 

Двухтактные моторы устанавливают на мотоциклы, скутеры, мопеды, лодки, снегоходы, бензопилы и прочую технику. 4-тактными двигателями оснащают автомобили. 

Отличие масла для двухтактных двигателей от четырехтактных

Учитывая особенности двух типов моторов, к их смазочным жидкостям предъявляются абсолютно разные требования. 

Двухтактное и четырехтактное масло разница:

2-тактное масло

4-тактное масло

Должно максимально сгорать, оставляя минимум сажи и золы

Должно гарантировать отличное смазывание всех деталей механизма, защищая их от повреждающих факторов

Не содержит «лишних» химических веществ

В него добавляется целый комплекс различных присадок (противозадирные, противопенные, антиокислительные, моющие и т. д.)

Сгорает вместе с бензином, поэтому требуется постоянная его доливка

Рассчитано на длительную эксплуатацию

 

При подборе смазки обязательно учитываются специфические отличия двухтактного масла, так как это позволяет в несколько раз продлить срок службы агрегата и значительно улучшить его функциональность.

Что будет, если залить четырехтактное масло в двухтактный двигатель

Двухтактное масло имеет существенное отличие от четырехтактного, поэтому его ни в коем случае нельзя заливать в двигатель автомобиля. Использовать масло, предназначенное для 4-тактных моторов в двухтактниках, также недопустимо. Это приводит к тому, что зола, остающаяся при сжигании масла, оседает на поршне и стенках камер сгорания. Она смешивается с новой порцией смазки, создаёт своеобразный абразивный порошок, который словно наждачная бумага травмирует поверхности цилиндра и поршня. В итоге детали изнашиваются значительно раньше положенного срока.  

Кроме того, негативное влияние на механизм оказывает сажа. Она скапливается в канавках поршневых колец, значительно уменьшая их подвижность и откладывается в выхлопных окнах, препятствуя нормальному выпуску отработанных газов. В результате двигатель теряет свою мощность. Нагар из золы и сажи способствует развитию самопроизвольного воспламенения горючей смеси и появлению калильного зажигания. Также он загрязняет электроды свечей, что нередко приводит к замыканию и остановке двигателя. 

Различие моторных масел для двухтактных двигателей

При выборе моторного масла для двухтактного двигателя следует отличать смазки по классу:

  • API-TA – моторы с рабочим объёмом до 50 кубических см с воздушной системой охлаждения;
  • API-TB – двигатели от 50 до 200 кубических см;
  • API-TC – моторы с максимальными критериями, предъявляемыми к качеству масла;
  • API-TD – лодки с подвесными двигателями.

Смазочная жидкость ТоталЭнерджис для 2-тактного двигателя отличается высоким качеством, в соответствии с требованиями API-TC. Она оказывает системное защитное действие, предотвращая появление деформации поршневых колец. Механизм служит долго и исправно. 
Приобрести продукцию бренда TotalEnergies можно в Москве и других городах России у официальных дилеров и партнёров компании.

Принцип работы 4х тактного двигателя. Чем отличается двухтактный двигатель от четырехтактного

Принцип работы четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Рабочий цикл 4-х тактного двигателя.

В этой статье Вы узнаете как работает четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания. Основная часть силовой продукции представленная на сайте МотоСвит работает именно с четырёхтактными двигателями (мотопомпы, двигатели общего назначения, снегоуборочники и даже уникальные с четырёхтактными двигателями которые работают в любой плоскости и т.п.). Если эта статья будет для Вас полезна не поленитесь и поделитесь с друзьями, кнопки в конце статьи.

Рады видеть Вас друзья на сайте .
Очень часто клиенты МоторСвит задают вопрос при выборе лодочного мотора:

Какой лучше выбрать лодочный мотор двухтактный или четырёхтактный двигатель?

Для того, чтобы ответить на поставленный вопрос рекомендуем Вам узнать и посмотреть рабочий цикл четырёхтактного двигателя.

Не будем затягивать, переходим к делу т.е. к этому процессу. Мы постарались дать Вам информацию максимально просто и без лишних сложных технических терминов + наглядные картинки помогут быстро понять и разобраться с принципом работы четырехтактного двигателя.

Кстати, сейчас мы рассматриваем с Вами поршневой четырёхтактный бензиновый двигатель внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания его виды и определение Вы сможете прочитать .


Как следует из названия, рабочий цикл четырёхтактного двигателя состоит из четырёх основных этапов — тактов (как показано на картинке выше). Это основное отличие 4-х тактного двигателя от . А теперь рассмотрим каждый цикл (такт) работы ДВС.

В течение этого такта поршень опускается из верхней мёртвой точки (ВМТ) в нижнюю мёртвую точку (НМТ). При этом кулачки распредвала открывают впускной клапан, и через этот клапан в цилиндр засасывается свежая топливно-воздушная смесь.

Поршень идёт из Нижней Мертвой Точки в ВМТ, сжимая рабочую смесь. При этом значительно возрастает температура смеси. Отношение рабочего объёма цилиндра в НМТ и объёма камеры сгорания в ВМТ называется степенью сжатия.

Степень сжатия — очень важный параметр, обычно, чем она больше, тем больше топливная экономичность двигателя. Однако, для двигателя с большей степенью сжатия требуется топливо с большим октановым числом, которое дороже.

Незадолго до конца цикла сжатия топливовоздушная смесь поджигается искрой от свечи зажигания. Во время пути поршня из ВМТ в НМТ топливо сгорает, и под действием тепла сгоревшего топлива рабочая смесь расширяется, толкая поршень.

Степень «недоворота» коленчатого вала двигателя до ВМТ при поджигании смеси называется углом опережения зажигания.

Опережение зажигания необходимо для того, чтобы давление газов достигло максимальной величины когда поршень будет находиться в ВМТ. При этом использование энергии сгоревшего топлива будет максимальным. Сгорание топлива занимает практически фиксированное время, поэтому для повышения эффективности двигателя нужно увеличивать угол опережения зажигания при повышении оборотов.

В старых двигателях эта регулировка производилась механическим устройством (центробежным и вакуумным регулятором воздействующим на прерыватель). В более современных двигателях для регулировки угла опережения зажигания используют электронику.

После НМТ рабочего цикла открывается выпускной клапан, и движущийся вверх поршень вытесняет отработанные газы из цилиндра двигателя. При достижении поршнем ВМТ выпускной клапан закрывается и цикл начинается сначала.

Стоит также помнить, что следующий процесс (например, впуск), необязательно должен начинаться в тот момент, когда закончится предыдущий (например, выпуск). Такое положение, когда открыты сразу оба клапана (впускной и выпускной), называется перекрытием клапанов. Перекрытие клапанов необходимо для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью, а также для лучшей очистки цилиндров от отработанных газов.

Для наглядности ниже Вы можете видеть анимированные картинки рабочего цикла четырёхтактного бензинового двигателя.

При покупке нового скутера люди часто задаются вопросом типа «Какой лучше 2 тактный или 4 тактный «. Однозначного ответа на этот вопрос нету. Каждый мотолюбитель найдет для себя как недостатки так и преимущества в обоих типах двигателей. Чтобы разобратся для себя, какой скутер лучше 2 тактный или 4 тактный , прежде всего следует узнать чем отличается 2 тактный от 4 тактного двигателя.

Отличие двухтактного от четырехтактного

Главное различия двухтактных и четырехтактных двигателей обуславливается отличием устройств их газообмена — подачи топливно-воздушной смеси в цилиндр и удалении отработаных газов. В двигателе 4т процессы очищения и наполнения цилиндра выполнялняются с помощью особого газораспределительного механизма (ГРМ), какой закрывает и открывает в конкретное время рабочего цикла впускной и выпускной клапаны. В двигателе 2т заполнение и очистка цилиндра производятся параллельно с тактами сжатия и расширения — в то время, когда поршень располагаться поблизости НМТ (нижняя мертвая точка). Для этого в стенках цилиндра есть два отверстия — впускное (продувочное) и выпускное, через какие выполняется подача топливной смеси и выпуск отработанных газов. Распределительный механизм с клапанами у двухтактного двигателя отсутствует, что делает его существенно легче и проще.

Какой двигатель мощнее 2 тактный или 4 тактный

В отличие от 4 т двигателя, в котором один рабочий ход приходится на два оборота коленвала, в 2 т моторе рабочий ход совершается при каждом обороте коленчастого вала. Это значит, что двухтактный двигатель обязан иметь (в теории) в два раза большую литровую мощность (отношение мощности к объему мотора), чем четырехтактный. Но практически преобладание составляет только 1,5 — 1,8 раза. Это случается из-за неполноценного применения хода поршня при расширении, худшего механизма избавления цилиндра от отработавших газов, затраты доли мощности на продувку и остальных явлений, связанных с отличительными чертами газообмена 2 тактных двигателей.

Расход топлива 2т и 4т

Превосходя четырехтактный мотор в литровой и удельной мощности, двухтактный двигатель уступает ему в экономичности. Выталкивание отработавших газов исполняется в нем топливно-воздушной смесью, прибывающей в цилиндр из кривошипно-шатунной камеры. При этом часть топливной смеси оказывается в выхлопных каналах, удаляясь совместно с отработавшими газами и не вырабатывая полезной работы.

Смазка 4 т и 2 т

Двухтактные и четырехтактные двигатели обладают различной по конструкции и принципу действия системой смазки двигателя. В 2-х тактных скутерах она осуществляется смешиванием в установленных пропорциях (обычно 1:25 … 1:50) моторного масла с топливом. Топливно-воздушно-масляная смесь, циркулируя в кривошипной и поршневой камерах, смазывает подшипники шатуна и коленвала, а также зеркало цилиндра. При возгорании топливной смеси масло, сгорает совместно с бензином. Продукты его сгорания удаляются вместе с отработанными газами.

Используются 2 метода смешивания масла с бензином. Обычное смешивание перед заливкой горючего в бак и отдельная подача, при которой топливно-масляная смесь сформируется во впускном патрубке, находящемся между карбюратором и цилиндром.

Раздельная система смазки двухтактного двигателя


  1. масляный бак
  2. карбюратор
  3. разделитель троса газа
  4. ручка газа
  5. трос управления подачей масла
  6. плунжерный насос-дозатор
  7. шланг, подводящий масло во впускной патрубок

Во всех современных скутерах 2т используется отдельная подача масла (мы заливаем масло 2т отдельно от бензина). В двухтактном скутере двигатель имеет масляный бак, трубопровод какого связан с маслонасосом, подающим масло во впускной патрубок в том количестве, какое необходимо в зависимости от количества воздушно-бензинной смеси. Продуктивность насоса находится в зависимости от положения ручки «газа». Чем больше подается горючего, тем больше поступает масла, и напротив. Отдельная система смазки двухтактных движков считается более безупречной. При ней отношение масла к бензину при небольших нагрузках может досягать 1:200, что приводит к сокращению дымности, уменьшению образования нагара и расхода масла. Эта конструкция применяется, на современных скутерах с двухтактными моторами.

В четырехтактном двигателе масло не смешивается с топливом , а подается раздельно. Для этого двигатели обустроены традиционной системой смазки, складывающейся из масляного насоса, фильтра, клапанов, трубопроводов. Роль масляного бачка может выполнять картер двигателя (система смазки с мокрым картером) или отдельный бачок (система с сухим картером).

Система смазки четырехтактного двигателя с мокрым и сухим картером


  1. поддон картера
  2. маслозаборник
  3. масляный насос
  4. масляный фильтр
  5. предохранительный клапан

При смазке с «мокрым» картером насос 3 вбирает масло из поддона, нагнетает его в выходящую полость и дальше по каналам подает к подшипникам коленчастого вала, деталям КШМ и ГРМ. При смазке с «сухим» картером масло заливается в бак, откуда насосом подается к трущимся плоскостям. Та часть масла, которая стекает в картер, откачивается вспомогательным насосом, отдающем ее назад в бачок. Для очищения масла от продуктов износа деталей мотора имеется фильтр. При потребности устанавливается и охлаждающий радиатор, так как в процессе работы температура масла может подыматься до больших температур.

Чем отличается двухтактное масло от четырехтактного

Так как в 2т двигателях масло сгорает, а в 4т нет, требования к его свойствам очень разнятся. Масло, применяемое в 2 тактных двигателях, обязано оставлять минимальное колличество нагара в виде золы и сажи, в то время как масло для 4т двигателей должно гарантировать стабильность характеристик в течение как можно более долгого времени.

При выборе силового оборудования необходимо уделить особое внимание типу двигателя. Существует два типа двигателей внутреннего сгорания: 2-х тактный и 4-х тактный.

Принцип действия двигателя внутреннего сгорания основан на использовании такого свойства газов, как расширение при нагревании, которое осуществляется за счет принудительного воспламенения горючей смеси, впрыскиваемой в воздушное пространство цилиндра.

Зачастую можно услышать, что 4-х тактный двигатель лучше, но чтобы понять, почему, необходимо более подробно разобрать принципы работы каждого.

Основными частями двигателя внутреннего сгорания, независимо от его типа, являются кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы, а также системы, отвечающие за охлаждение, питание, зажигание и смазку деталей.

Передача полезной работы расширяющегося газа осуществляется через кривошипно-шатунный механизм, а за своевременный впрыск топливной смеси в цилиндр отвечает механизм газораспре6деления.

Четырехтактные двигатели — выбор компании Honda

Четырехтактные двигатели экономичные, при этом их работа сопровождается более низким уровнем шума, а выхлоп не содержит горючей смеси и значительно экологичней чем у двухтактного двигателя. Именно поэтому компания Honda при изготовлении силовой техники использует только четырехтактные двигатели. Компания Honda уже многие годы представляет свои четырехтактные двигатели на рынке силовой техники и добилась высочайших результатов, при этом их качество и надежность ни разу не подвергались сомнению. Но всё же, давайте рассмотрим принцип работы 2х и 4х тактных двигателей.

Принцип работы двухтактного двигателя

Рабочий цикл 2-х тактного двигателя состоит из двух этапов: сжатие и рабочий ход.

Сжатие . Основными положениями поршня являются верхняя мертвая точка (ВМТ) и нижняя мертвая точка (НМТ). Двигаясь от НМТ к ВМТ, поршень поочередно перекрывает сначала продувочное, а затем выпускное окно, после чего газ, находящийся в цилиндре, начинает сжиматься. При этом через впускное окно в кривошипную камеру поступает свежая горючая смесь, которая будет использована в последующем сжатии.

Рабочий ход . После того, как горючая смесь максимально сжата, она воспламеняется при помощи электрической искры, образуемой свечой. При этом температура газовой смеси резко возрастает и объем газа стремительно растет, осуществляя давление, при котором поршень начинает движение к НМТ. Опускаясь, поршень открывает выпускное окно, при этом продукты горения горючей смеси выбрасываются в атмосферу. Дальнейшее движение поршня приводит к сжатию свежей горючей смеси и открытию продувочного отверстия, через которое горючая смесь поступает в камеру сгорания.

Основным недостатком двухтактного двигателя является большой расход топлива, причем часть топлива не успевает принести пользу. Это связано с наличием момента, при котором продувочное и выпускное отверстие одновременно открыты, что приводит к частичному выбросу горючей смеси в атмосферу. Еще идёт постоянный расход масла, так как 2х тактные двигатели работают на смеси бензина и масла. Очередное неудобство — в необходимости постоянно готовить топливную смесь. Главными преимуществами двухтактного двигателя остаются его меньшие размеры и вес по сравнению с 4х тактным аналогом, но размеры силовой техники позволяют использовать на них 4х тактные двигатели и испытывать намного меньше хлопот в ходе эксплуатации. Так что уделом 2х тактных моторов осталось различное моделирование, в частности, авиамоделирование, где даже лишних 100г имеют значение.

Принцип работы четырехтактного двигателя

Работа четырехтактного двигателя значительно отличается от работы двухтактного. Рабочий цикл четырехтактного двигателя состоит из четырех этапов: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск, что стало возможным за счет применения системы клапанов.

Во время впускного этапа поршень двигается вниз, открывается впускной клапан, и в полость цилиндра поступает горючая смесь, которая при смешении с остатками отработанной смеси образует рабочую смесь.

При сжатии поршень движется от НМТ к ВМТ, оба клапана закрыты. Чем выше поднимается поршень, тем выше давление и температура рабочей смеси.

Рабочий ход четырехтактного двигателя представляет собой принудительное движение поршня от ВМТ к НМТ за счет воздействия резко расширяющейся рабочей смеси, воспламененной искрой от свечи. Как только поршень достигает НМТ, открывается выпускной клапан.

Во время выпускного этапа продукты сгорания, вытесняемые поршнем, движущимся от НМТ к ВМТ, выбрасываются в атмосферу через выпускной клапан.

За счет применения системы клапанов четырехтактные двигатели внутреннего сгорания более экономичны и экологичны — ведь выброс неиспользованной топливной смеси исключен. В работе они значительно тише, чем 2х тактные аналоги, и в эксплуатации намного проще, ведь работают на обычном АИ-92, которым вы заправляете свою машину. Нет необходимости в постоянном приготовлении смеси масла и бензина, ведь масло в данных двигателях заливается отдельно в масляный картер, что значительно уменьшает его потребление. Вот именно поэтому компания Honda производит только 4х тактные двигатели и достигла в их производстве колоссальных успехов.

Четырехтактный двигатель представляет собой поршневой мотор внутреннего сгорания. Рабочий процесс всех цилиндров в этих агрегатах занимает 2 кругооборота коленчатого вала или четыре поршневых такта. С середины ХХ века 4 тактный двигатель — самый распространенный вид поршневых моторов.

Принцип работы и основная характеристика

Рабочий цикл ДВС (двигателя внутреннего сгорания) состоит из ряда процессов, при которых усиливается мощность двигателя, воздействующего на коленчатый вал. Состоит рабочий цикл из нескольких этапов:

  • цилиндр заполняется топливной смесью;
  • смесь сжимается;
  • топливная смесь воспламеняется;
  • газы расширяются и цилиндр очищается.

В ДВС поршень двигается в одном направлении (вниз или вверх). Коленчатый вал совершает один оборот в два такта. Рабочим ходом поршня называют тот, при котором совершается полезная работа, и расширяются сгоревшие газы.

Двухтактными называют двигатели, в которых цикл совершается в один оборот коленчатого вала или за два такта. Четырехтактные агрегаты характеризуются совершением рабочего цикла за два оборота коленвала или за четыре такта .

Основные характерные показатели 4 тактного двигателя:

  1. За счет движения рабочего поршня происходит обмен газов.
  2. Агрегат оснащен газораспределительным механизмом , позволяющим цилиндровую полость переключать на впуск и выпуск.
  3. Происходит обмен газов в момент отдельного полуоборота коленвала.
  4. Шестерные редукторы и ременная цепная передача дают возможность изменить моменты впрыскивания бензина, зажигания и привода газораспределительного механизма по отношению к частоте вращения коленвала.

История

Приблизительно в 1854-1857 годах итальянцами Феличче Матоци и Евгением Барсанти было создано устройство, которое по имеющимся сегодня сведениям было похоже на четырехтактный мотор . Изобретение итальянцев было утеряно и только в 1861 году. Алфоном де Роше был запатентован двигатель такого типа.

Впервые пригодный к работе четырехтактный мотор создал немецкий инженер Николаус Отто . В его честь был назван четырехтактный цикл работы циклом Отто, а 4-тактный мотор, применяющий свечи зажигания, называют двигателем Отто.

Особенности работы 4-х тактного двигателя

В двухтактном моторе смазывание поршневых и цилиндровых пальцев, коленвала, поршня, подшипника и компрессорных колец проводят, заливая масло в бензин. Коленчатый вал 4тактного мотора располагается в масляной ванне, что является существенным отличием. Именно поэтому отсутствует необходимость смешивать топливо и добавлять масло. Все, что необходимо сделать владельцу автомобиля — наполнить бензином топливный бак.

Автовладельцу, таким образом, незачем приобретать специальное масло, без которого не может функционировать двухтактный мотор. Кроме того, при наличии четырехтактного мотора на поршневом зеркале и на стенах глушителя уменьшается количество нагара. Еще одно важное отличие — в двухтактном моторе в выхлопную трубу выплескивается горючая смесь, что обусловлено его устройством.

Следует признать, что у четырехтактных двигателей также имеются небольшие недостатки. Например, у них не особо качественными являются рабочие моменты по регулированию теплового клапанного зазора.

Конструкция агрегата

Распредвал четырехтактного мотора размещается в крышке цилиндра. Он приводится в действие ведущим колесом, вмонтированном в коленчатый вал. Распределительный вал открывает и закрывает один из клапанов: выпускной или впускной, в зависимости от расположения поршня. На распределительном вале также расположены кулачки, которые приводят в действие клапанные коромысла.

Коромысла после срабатывания, начинают воздействовать на определенный клапан и открывают его. Важно, что между регулировочным винтом и клапаном должен быть тепловой зазор (узкий промежуток). При нагреве металл расширяется, поэтому, если зазор слишком маленький или его нет вообще, клапаны не могут закрыть полностью каналы выпуска и впуска.

У клапана впуска зазор должен быть меньше, чем у клапана выпуска, потому как газы выхлопа горячее, чем смесь. Соответственно клапан впуска нагревается меньше, чем клапаны выпуска.

Работа двигателя

Как уже было отмечено работа четырехтактного мотора состоит из четырех тактов поршня или из двух оборотов коленвала.

Этапы работы:

  1. Впуск . Поршень движется в нижнюю сторону, открывая клапан впуска. Из карбюратора горючая смесь поступает в цилиндр. Когда поршень достигает нижнего положения, клапан впуска закрывается.
  2. Сжатие . Поршень движется вверх, провоцируя сживание горючей смеси. Когда он приближается к верхней точке, сжатый бензин возгорается.
  3. Расширение . Бензин возгорается и сгорает. В результате чего происходит растяжение горючих газов, и поршень движется вниз. При этом два клапана оказываются закрытыми.
  4. Выпуск . Коленчатый вал по инерции продолжает двигаться вокруг своей оси, а поршень движется вверх. Вместе с этим открывается клапан выпуска, и выхлопные газы поступают в трубу. При прохождении клапаном мертвой точки, клапан впуска закрывается.

Конструктивные и эксплуатационные отличия четырехтактных двухтактных бензиновых двигателей

Главное отличие четырехтактного двигателя от двухтактного обусловлено разными механизмами газообмена , а именно: удалением отработанных газов и подачей топливно-воздушной смеси в цилиндр.

Процессы заполнения цилиндра и его очистки в четырехтактном двигателе происходят с помощью газораспределительного специального механизма, который в определенное время открывает и закрывает рабочий цикл.

Очистка цилиндра и его заполнение в двухтактном двигателе выполняется в одно время с с расширением и сжатием при нахождении поршня поблизости мертвой нижней точки. В стенках цилиндра для этого имеется два отверстия: продувочное или впускное и выпускное . Через выпускное отверстие поступает топливная смесь, и выходят отработанные газы.

Основные отличия двухтактных и четырехтактных двигателей:

  1. Литровая мощность. В четырехтактном двигателе на два оборота коленчатого вала приходится один рабочий ход. Поэтому теоретически двухтактный двигатель должен иметь литровую мощность вдвое больше, чем четырехтактный. Но на практике превышение составляет около 1,8 раза, благодаря использованию поршня при расширении хода, а также наличия худшего механизма освобождения цилиндра от отработанных газов и больших затрат на продувку части мощности.
  2. Потребление топлива. Двухтактный двигатель превосходит четырехтактный в удельной и литровой мощности, но уступает в экономичности. Отработанные газы вытесняются воздушно — топливной смесью, которая поступает в цилиндр из шатунно-кривошипной камеры. Часть топливной смеси при этом поступает в выхлопные каналы и удаляется с отработанными газами.
  3. У двухтактного и четырехтактного двигателей принцип смазки двигателя существенно отличается. Двухтактные модели характеризуются необходимостью смешивания бензина с моторным маслом в определенных пропорциях. Масляная воздушно-топливная смесь циркулирует в поршневой и кривошипной камерах, смазывая подшипники коленчатого вала и шатуна. Мельчайшие капли масла при возгорании топливной смеси сгорают вместе с бензином. Продукты сгорания уходят вместе с отработанными газами.

Смешивают бензин с маслом двумя способами. Это может быть простое перемешивание, которое проводится перед тем, как залить в бак топливо и раздельная передача. Во втором случае масляно-топливная смесь образуется во впускном патрубке, расположенном между цилиндром и карбюратором.

Двигатель в последнем случае оснащен масляным бачком с трубопроводом, соединенным с плунжерным насосом. Насос подает масло во впускной патрубок в том количестве, которое необходимо. Производительность насоса зависит от того, как расположена ручка подачи «газа». Поступление масла тем больше, чем больше подается топливо. Более совершенной является раздельная система смазки двухтактного двигателя. Отношение бензина к маслу при ней может достигать 200:1. Это приводит к снижению расхода масла и к уменьшению дымности. Такую систему используют, например, на современных скутерах.

В четырехтактных двигателях бензин с маслом не смешивают, а подают отдельно, для чего двигатели имеют классическую систему смазки, которая состоит из фильтра, масляного насоса, трубопроводной магистрали и клапанов. В качестве масляного бачка может выступать картер двигателя (смазка с «мокрым «картером) либо отдельный бачок («сухой» картер).

В первом случае насос всасывает из поддона масло, направляет его во входную полость, а затем по каналам -к деталям шатунно-кривошипной группы, к подшипникам коленвала и газораспределительному механизму.

В случае смазки с «сухим» картером масло заливают в бочок. Оттуда оно при помощи насоса попадает к трущимся поверхностям. Стекающую в картер часть масла откачивают дополнительным насосом и возвращают в бачок.

Для очищения масла от разных продуктов износа двигатель имеет фильтр. Кроме того при необходимости устанавливают охлаждающие фильтра, потому как температура масла в процессе работы может очень сильно подниматься.

Принцип работы 2-х и 4-х тактных двигателей

Прежде чем говорить какой двигатель лучше рассмотрим устройство двигателей.

Тактом рабочего цикла ДВС является ход поршня от одной мёртвой точки до другой. Один такт соответствует 180-градусному повороту (полуобороту) коленчатого вала. При 4-тактном процессе рабочий цикл осуществляется за два оборота вала, при 2-тактном — за один.

Присутствуют те же 4 такта: впуск — сжатие — расширение — выпуск. Сначала открывается впускной клапан, поршень идёт вниз, под действием создающегося разрежения в цилиндр поступает свежая топливовоздушная смесь или воздух — это такт впуска. Затем клапан закрывается, поршень идёт вверх — происходит сжатие. Следующий такт: сжатая смесь воспламеняется искрой, поршень под действием этого идёт вниз — это расширение, или рабочий ход поршня. Двигатель совершает полезную работу именно в течение такта расширения. Потом поршень идёт вверх, открывается выпускной клапан, через который продукты сгорания топлива выходят в атмосферу — это такт выпуска.

В случае с двухтактным процессом всё уже не так просто. Такты условно называются сжатие и расширение. Как видно, места отдельным тактам впуска и выпуска здесь не нашлось. Это не случайно. Хотя в двухтактном двигателе процессы впуска и выпуска присутствуют, для их осуществления необходимо, чтобы давление на входе в цилиндр было выше атмосферного. То есть нужен принудительный наддув. Те, кто знаком с двухтактными мотоциклетными бензиновыми двигателями, могут возразить: на мотоциклах нет никаких турбо- или механических компрессоров. Отдельного компрессора в мотоциклетном двухтактнике действительно нет. Функция компрессора возложена на картер двигателя.

В простых мотоциклетных моторах нет клапанов в головке цилиндра, вместо них существуют впускные и выпускные окна в стенках цилиндра, перекрываемые телом поршня. Впускные окна связаны с карбюратором не напрямую, а через перепускные каналы, выходящие в картер. В течение хода поршня вверх нижний край открывает окно, на котором находится карбюратор, рабочая смесь под действием разрежения, создаваемого идущим вверх поршнем, устремляется в картер. Когда поршень идёт вниз, он перекрывает это окно, рабочая смесь начинает сжиматься. Поршень идёт далее вниз, открывая перепускные окна, рабочая смесь под давлением подаётся в цилиндр, где вытесняет отработанные газы в выпускное окно. Поршень идёт снова вверх, и процессы под его днищем повторяются, а в это время в цилиндре происходит сжатие рабочей смеси. Затем сжатая смесь воспламеняется свечой, и поршень идёт вниз, совершая такт расширения, или рабочий ход.

2-х такт мотор живее реагирует на ручку газ. В 4-х тактниках для совершения полного рабочего цикла поршню необходимо сделать 2 полных оборота в то время как в 2-х тактных только один.

Двухтактные недостатки

1. Больший расход топлива. Напомним, примерный расход можно высчитать по формуле: для 2х такта 300 грамм на одну лошадинную силу для 4х такта 200 грамм.

2. Шумноть. На максимальных оборотах 2-х тактные моторы как правило работают немного громче 4х тактников.

3. Комфорт. 4-х тактные моторы не так вибрируют на малых оборотах (Касается только двухцилинровых двигателей. Одноцилиндровые и 2-х и 4-х тактники вибрируют примерно одинаково) и не так дымят как 2-х тактники. Дымность важный момент, особенно если вы любите тролить.

4. Долговечность. Довольно спорный пункт. Бытует мнение, что 2-хтактные моторы менее долговечны. С одной стороны это понятно, потому как масло для смазки трущихся элементов двигателя подается вместе с бензином, а значит работает не так эффективно в отличие от 4-х тактных двигателей где трущиеся элементы буквально плавают в масле. Но с другой стороны 4-х тактный мотор по конструкции намного сложнее конкурента, состоит из значительно большего числа деталей, а золотой принцип механики «Чем проще тем надежнее» еще никто не отменял.

И еще раз, но более подробно:

В чем разница между 2Т и 4Т двигателями?

Начнем с принципа действия. Любой двигатель внутреннего сгорания имеет поршень, который через шатун крутит коленчатый вал (и в конечном итоге колеса), движимый энергией сгорания паров топлива в смеси с воздухом (горючей смеси).

В 2Т двигателе процесс наполнения цилиндра свежей горючей смесью, сжатия ее, воспламенения, рабочего хода (когда энергия сгорания с силой движет поршень вниз, вращая коленчатый вал) и выпуска выхлопных газов происходит за два такта.

Первый такт. Поршень идет вверх, сжимая топливную смесь. Происходит воспламенение горючей смеси. Второй такт, рабочий ход. Расширяющиеся газы толкают поршень вниз. Когда он находится внизу, он открывает выпускные и впускные окна в стенках цилиндра. Выхлопные газы выходят в глушитель, их место занимает свежая топливная смесь и повторяется первый цикл. Все это происходит за один оборот коленчатого вала.

В 4Т двигателе процесс наполнения цилиндра свежей горючей смесью, сжатия ее, воспламенения, рабочего хода и выпуска выхлопных газов происходит за четыре такта.

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

Второй такт, сжатие. Поршень идет вверх, оба клапана закрыты, топливная смесь сжимается. Когда поршень находится вверху, свеча воспламеняет горючую смесь.

Третий такт, рабочий ход (расширение). 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. В верхнем положении поршня выпускной клапан закрывается. Эти 4 такта происходят за два оборота коленчатого вала.

Говорят, двухтактный двигатель мощнее и скутер с ним динамичнее. Это верно?

Да. 2Т двигатель за два оборота коленчатого вала успевает два раза использовать энергию сгорания топлива. Многие считают, что он в два раза мощнее двигателя 4Т. Но обратите внимание, в 2Т двигателе часть цилиндра занимают впускные и выпускные окна, значит количество горючего, которое потом сгорит, меньше в объеме, чем у двигателя 4Т, где цилиндр цельный. В двигателе 2Т из-за простоты конструкции смазка коленчатого вала производится маслом, добавленным в бензин. Масло в рабочей смеси снижает выделяемую энергию (масло горит хуже). Из-за особенностей впуска-выпуска горючей смеси и выхлопных газов в двигателе 2Т больше горючей смеси «улетает в трубу», не сгорая. В 4Т двигателе этот процесс за счет более сложного механизма впуска-выпуска минимален. В результате — 2Т двигатели, действительно, мощнее (но не в два раза), но более высокая мощность у них достигается в более узком рабочем диапазоне оборотов коленчатого вала (то есть вы стартуете с места, скутер еле разгоняется, потом наступает так называемый «подхват», скутер «выстреливает», но быстро увядает) и вам для динамичной езды все время придется поддерживать определенные обороты двигателя. Как Вы понимаете, чем мощнее 2Т двигатель, тем уже диапазон оборотов, тоньше настройки и двигатель дороже. Насладиться в полной мере преимуществами 2Т двигателя могут или спортсмены (где важнее выжать все и сейчас), или обладатели бензопил и газонокосилок (которым чем проще и дешевле, тем лучше). Если Вам хочется улучшить динамические характеристики Вашего скутера, можно установить комплект для увеличения рабочего объема двигателя до 70 куб.с.м. После переделки Ваш скутер не уступит 2Т модели и удовольствия от езды будет больше.

4Т двигатель менее мощный, значит, на таком скутере неинтересно ездить?

Из предыдущего ответа следует, что даже несколько менее мощный 4Т двигатель обладает более благоприятной характеристикой — он «эластичен». Сразу с начала движения, он обеспечит скутеру «паровозную тягу», то есть Вы плавно и уверенно без «провалов» и «подхватов» набираете скорость, и уверенный набор скорости будет доступен Вам во всем диапазоне оборотов коленчатого вала. Недостаток мощности скажется только в верхнем рабочем диапазоне оборотов двигателя, то есть когда Вы «шпарите» на пределе. Как раз близко к этому режиму движения 2Т двигатель и выдаст максимальную мощность. Скажите, долго ли прослужит техника, эксплуатируемая на пределе возможностей? Вам не жаль денег на внеплановый ремонт?

4Т двигатель более надежен?

Безусловно.

В 2Т двигателе поршень, поршневые кольца и цилиндр фактически являются расходным материалом из-за особенностей конструкции — в цилиндре-то отверстия. Многие скутеристы укатывают поршень 2Т двигателя за сезон, а цилиндр — за два. В 4Т двигателе Вы об этом забудете. 4-5 сезонов на одном поршне 4Т двигателя — норма.

Из-за более качественной смазки (масло подается к ответственным частям не в смеси с бензином, а путем разбрызгивания или подачи под давлением), 4Т двигатель рассчитан на больший ресурс. Более сложный клапанный механизм впуска-выпуска газов четче работает, требует несложного и не частого обслуживания.

4Т двигатель экономичнее?

Конечно. 50-кубовая 2Т модель с приличными характеристиками (мощность 4-5 л. с), потребляет 3.5 л бензина на 100 км. Плюс масло. А 4Т двигатель мощностью 3 л.с. «съест» 2.2 л. бензина. Масло не расходуется вообще.

От этого зависит не только скорость опустошения Вашего кошелька, но и пробег на одной заправке. Так как баки у скутеров примерно одинаковые, то 6 литрового бака Вам хватит, чтобы проехать на 100 км больше на 4Т скутере без остановок.

Кому Вы посоветуете купить такой скутер?

Прежде всего тем, кто будет ездить на даче, в лес и по полям для прогулок и на рыбалку, в городе на работу в час пик. Скутер даст возможность почувствовать себя свободным. Для подростка это игрушка, являющаяся первым шагом в освоении мира двухколесных транспортных средств и тех удовольствий, которые это сулит. Начать в любом случае лучше с надежной, экономичной и недорогой техники, чтобы радость обладания скутером не омрачилась высокой ценой, частыми ремонтами, высокими расходами на бензин.

Виды двигателей внутреннего сгорания

При выборе садовой техники и оборудования нужно обращать внимание на тип двигателя. Существует два типа двигателей внутреннего сгорания: 2-х тактный и 4-х тактный. Для садовой техники более крупного размера, таких как газонокосилки, мотоблоки, мотокультиваторы, мини тракторы, рейдеры и т.д. в основном используют 4-х тактные двигатели, а для садовой техники малого размера — такой как бензокосы, бензопилы, и др. в основном 2-х тактные.

Рассмотрим принцип работы этих двух видов двигателей внутреннего сгорания.

Оба двигателя приводятся в действие за счет использования расширения газов при нагревании, которое происходит за счет принудительного воспламенения горючей смеси, поступаемой в воздушное пространство цилиндра. Все двигатели внутреннего сгорания, независимо от его типа, имеют основные механизмы, такие как кривошипно-шатунный механизм, газораспределительный механизм, система смазки, система охлаждения, система питания и система зажигания. Передача полезной энергии расширяющегося газа происходит через кривошипно-шатунный механизм, а за впрыск топливной смеси в цилиндр отвечает механизм газораспределения.

Принцип работы двухтактного двигателя

Рабочий цикл 2-х тактного двигателя состоит из двух этапов: ими являются сжатие и рабочий ход.

Сжатие.
Основными положениями поршня являются верхняя мертвая точка (ВМТ) и нижняя мертвая точка (НМТ). Двигаясь от НМТ к ВМТ, поршень поочередно перекрывает сначала продувочное окно, а затем выпускное окно, после чего смесь попадает в цилиндр и начинает сжиматься. При этом через впускное окно в кривошипную камеру поступает свежая горючая смесь, которая будет использована в последующем такте.

Рабочий ход.
После того, как горючая смесь максимально сжата, она воспламеняется при помощи электрической искры, образуемой свечой. При этом температура газовой смеси резко возрастает и объем газа стремительно растет, осуществляя давление, при котором поршень начинает движение к НМТ. Опускаясь, поршень открывает выпускное окно, при этом продукты горения горючей смеси выбрасываются в атмосферу. Следующее движение поршня приводит к повторному сжатию свежей горючей смеси и открытию продувочного отверстия, через которое горючая смесь поступает в камеру сгорания и так такт за тактом химическая энергия топлива превращается в механическую работу двигателя и его агрегатов.

Недостатком двухтактного двигателя является большой расход топлива, причем часть топлива не успевает сгорать и выбрасывается в атмосферу. Это связано с наличием момента, при котором продувочное и выпускное отверстие одновременно открыты. Требуется смесь на основе бензина и масла для смазки механизмов двигателя, что требует дополнительных расходов на покупку масла и необходимости постоянно готовить топливную смесь. Основными преимуществами двухтактного двигателя является его маленькие по сравнению с 4-х тактным двигателем размер и вес.

Принцип работы четырехтактного двигателя

Принцип работы четырехтактного двигателя значительно отличается от работы двухтактного. Рабочий цикл четырехтактного двигателя состоит из четырех этапов: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск, что стало возможным за счет применения системы клапанов. Когда происходит впускной этап поршень двигается вниз, открывается впускной клапан, в цилиндр поступает горючая смесь, которая при смешении с остатками отработанной смеси образует рабочую смесь. При сжатии поршень движется из НМТ к ВМТ, все два клапана закрыты. Чем выше поднимается поршень, тем выше давление и температура рабочей смеси.

Рабочий ход четырехтактного двигателя представляет собой принудительное движение поршня из ВМТ к НМТ за счет воздействия резко расширяющейся рабочей смеси, воспламененной искрой от свечи. Как только поршень достигает НМТ, открывается выпускной клапан. Во время выпускного этапа продукты сгорания, вытесняемые давлением поршня, движущимся из НМТ к ВМТ, выбрасываются в атмосферу через выпускной клапан.

За счет применения системы клапанов и фаз газораспределения четырехтактные двигатели внутреннего сгорания намного экономичнее и экологичнее — потому что исключает выброс неиспользованной топливной смеси. При работе 4-х тактные двигатели значительно тише, чем 2-х тактные и в эксплуатации намного проще. Масло в данных двигателях заливается в масляный картер, что значительно уменьшает его потребление и избавляет от заботы по приготовлению бензино-маслянной смеси. На сегодняшний день 4-х тактные двигатели становятся все компактнее, и ими оснащают такую садовую технику как бензокосы, мотобуры и т.д.

Для справки: Сравнение преимуществ и недостатков

Двигатели Преимущества
Двигатель внутреннего сгорания
  1. Высокая дальность передвижения на одной заправке;
  2. Малый вес и объем источника энергии (топливного бака).
Электродвигатель
  1. Малый вес;
  2. Максимальный момент доступный при 0 об/мин;
  3. Нет необходимости в КПП;
  4. Высокий КПД.
Паровой двигатель
  1. Работа на любом топливе.
  2. Самая высокая единичная мощность.
  3. Различные варианты теплоносителя.
  4. Широкая линейка мощностей.
  5. Значительный ресурс.
Реактивный двигатель
  1. Сверхбольшие скорости.
  2. Преодоление больших расстояний.
  3. Большая мощность.
Двигатели Недостатки
Двигатель внутреннего сгорания
  1. Низкий средний КПД во время эксплуатации;
  2. Высокое загрязнение окружающей среды;
  3. Обязательное наличие КПП;
  4. Отсутствие режима рекуперации энергии;
  5. Работа ДВС подавляющую часть времени с недогрузом.
Электродвигатель
  1. Малое плечо на одной зарядке;
  2. Долгая зарядка;
  3. Малый срок службы батареи;
  4. Большой объем и вес батареи.
Паровой двигатель
  1. Высокая инертность.
  2. Высокая стоимость.
  3. Производство тепла преобладает над электроэнергией.
  4. Сложный и дорогой капитальный ремонт.
  5. Высок нижний порог эффективного применения.
Реактивный двигатель
  1. Большой расход топлива.
  2. Дорогое обслуживание.
  3. Узкий спектр применения

2х тактный или 4х тактный двигатель мотокосы, какой выбрать?.

Для двигателей внутреннего сгорания под «тактом» понимается движение поршня (вверх или вниз) в одном направлении. Коленчатый вал при этом совершает полный оборот и приводит в действие рабочие механизмы мотокосы. Отсюда явно следует, что мотокоса с 4х тактным двигателем в сравнении с 2х тактным аналогом работает интенсивнее. Ко всему количество потребляемого топлива у четырёхтактного мотора существенно ниже, что достигается за счет более рациональной конструкции.

Объективно, четырехтактные двигатели более сложны по своим конструктивным особенностям. Соответственно – выше стоимость их производства и больше конечная цена для потребителей. Во многих случаях именно цена и служит определяющим фактором для конечного потребителя. Но при этом целесообразно учитывать и другие, не менее значимые критерии, такие, как интенсивность эксплуатации и время, необходимое для кошения травы на участке напрямую зависят от типа растительности, площади и неровностей грунта.

Газообмен и расход топлива

Рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания любого из типов — комплекс постоянно повторяющихся процессов:

  • наполнение емкости цилиндра смесью топлива,
  • компрессия,
  • воспламенение и превращение под давлением поршня в сжатый газ,
  • расширение объема газовой смеси в камере цилиндра и передача освобожденной энергии на коленвал.

Двухтактный двигатель

Четырехтактные моторы потребляют топлива меньше, звук работы тише. Так как вместе с бензином в камере сгорания не горит масло, то и выхлопные газы доставляют меньше дискомфорта при работе. В комплексе, это конечно сказывается на габаритно весовых показателях мотокосы, с 4х тактным двигателем они значительно тяжелее и объёмнее.

Также, в числе значимых моментов, на которые следует обратить внимание:

  • предусмотренная производителем для конкретного двигателя литровая мощность,
  • расход топлива за единицу рабочего времени,
  • требование к смазке и составу добавляемых в бензин масел.

У двухтактных двигателей литровая мощность имеет коэффициент в диапазоне 1,5-1,8 по отношению к четырёхтактному двигатель равного объёма. Это означает, что двухтактный двигатель минимум в полтора раза мощнее при равном рабочем объёме цилиндра.

Относительно сравнения 2-х и 4-тактных двигателей по их требованиям к смазке, касательно мотокос с 4-х тактным двигателем они более высокие к качеству масла, при этом, заменять масло в четырёхтактном двигателе нужно по выработке определённого количества моточасов, в двухтактном, масло нужно постоянно добавлять в топливо.

Взгляд на мотокосы с 2- тактным и 4-тактным двигателем с точки зрения рядового потребителя

Один из важных факторов при оценке мотокосы с точки зрения рядового потребителя – сложность регулярного обслуживания двигателя. Для моделей с 2-х тактным двигателем этот процесс намного проще и в большинстве случаев может производиться в домашних условиях при наличии имеющихся у многих инструментов для работы с автомобильными или мотоциклетными двигателями. Это возможно по причине более простой конструкции, отсутствия газораспределительной системы и системы смазки. С четырехтактным двигателем нужно повозиться и его техническое обслуживание более рационально проводить в условиях специализированной мастерской.

Четырехтактный двигатель

Процесс смешивания масла с бензином в 2-тактном двигателе осуществляется максимально просто. Для этого достаточно перемешивания масла с бензином в рекомендуемой производителем пропорции в обычной топливной канистре. Такая система более проста, чем в 4-тактных моторах. Тем не менее, именно в моторах с четырьмя тактами вы можете не думать о масле каждый раз перед очередным выходом на газон.

В четырехтактном двигателе масло с бензином предварительно смешивать не нужно. Устройство мотора предусматривает оснащение системой смазки классического типа.

Очень разнятся требования к качеству заливаемого для двигателя масла. Для четырехтактных двигателей оно должно быть более стабильного качества по основным характеристикам и обеспечивать длительную работу мотора. Лучше, если постоянно используется масло одного производителя с одинаковыми характеристиками. Для 2-тактных двигателей этот вопрос не имеет принципиального значения – для работы таких моторов подбирать масло намного проще и дешевле.

В двигателях обоих типов применяется воздушная система охлаждения. Некоторые производители комплектуют моторы предохранительными системами, которые глушат и не дают завести двигатель в случае перегрева.

При разных режимах работы ведут себя двигатели по-разному. «Разгоняется» 2х тактный значительно быстрее. Но и греется при работе быстрее, особенно при больших нагрузках. Соответственно, для охлаждения требуются более частые перерывы в работе, на кошение тратится больше времени.

Какие выводы следуют из вышесказанного? Мотокосы с 4-хтактным двигателем – профессиональный инструмент. Они сложнее в обслуживании и ремонте, но это окупается периодичностью покупки расходников и их намного более продолжительным сроком службы. Если позволяют финансовые и физические возможности (не забываем про вес), предпочтение лучше отдать мотокосам с 4-тактным двигателем, конечно если объём работ соответствующий. Нет смысла переплачивать за 4х тактный двигатель чтобы выкашивать несколько раз за сезон несколько соток. Если площадь и частота выкоса небольшая, 2-тактные двигатели смогут вполне надежно и долго послужить в домашнем хозяйстве.

Четырехтактный двигатель

: основные части, принцип, работа, применение, преимущества и недостатки

Что вы узнаете из этой статьи?

  • Основная часть четырехтактных двигателей SI и CI.
  • Концепция работы четырехтактных двигателей с искровым зажиганием (бензин) и с воспламенением от сжатия (дизель) и ее применение.
  • Преимущества и недостатки четырехтактных двигателей.


В наших предыдущих статьях мы узнали о двигателях типа и его основных частях , а также о терминологии , используемой в двигателе .Мы знаем, что двигатель IC можно классифицировать по-разному. Одним из наиболее полезных двигателей является четырехтактный двигатель, который в основном используется в автомобильной промышленности. Эти двигатели могут быть далее классифицированы на двигатели с искровым зажиганием или бензиновые двигатели и двигатели с воспламенением от сжатия или дизельные двигатели. Двигатель SI разработан Николаусом Отто, а двигатель CI разработан Рудольфом Дизелем. Эти двигатели имеют много общего с некоторыми принципиальными различиями.

Четырехтактные двигатели:

Принцип:

Мы знаем, что ход определяется как максимальное перемещение поршня в любом направлении внутри цилиндра двигателя. Например, если поршень перемещается от нижней мертвой точки до верхней мертвой точки , называется ходом. Если он возвращается обратно в нижнюю мертвую точку , это называется двухтактным. Точно так же, если он снова движется к ВМТ и возвращается в НМТ, он выполняет четыре хода. Это основной принцип четырехтактного двигателя.

Двигатель, который совершает четыре такта в один рабочий такт или для завершения одного цикла, называется четырехтактным двигателем. Коленчатый вал совершает один оборот за два хода.Таким образом, он совершает два оборота в четырехтактных двигателях.

Детали:

1. Поршень
2. Цилиндр
3. Камера сгорания
4. Впускной и выпускной клапаны
5. Впускной и выпускной коллектор
6. Свеча зажигания
7. Форсунка
8. Шатун
9. Коленчатый вал
10. Поршневые кольца
11. Поршневой палец
12. Распределительный вал
13. Маховик
14. Картер


Подробнее об этих деталях можно узнать из Базовые детали двигателей


Рабочий:

A четырехтактный двигатель завершает свою циклическую работу на четыре такта поршня или два оборота коленчатого вала. Эти ходы представляют собой ход всасывания, ход сжатия, ход мощности или расширения и ход выпуска. Оба двигателя SI и CI следуют этим четырем тактам, чтобы завершить один цикл. Рабочие операции этих ударов можно резюмировать следующим образом.

Ход всасывания:

Всасывание означает всасывание заряда (воздушно-топливной смеси в двигателях SI и только воздуха в двигателях CI) в цилиндр двигателя. Он всасывается через впускной клапан. Во время этого хода поршень перемещается из ВМТ в ВМТ . Воздух засасывается за счет разницы давлений между цилиндром двигателя и атмосферой в двигателе без наддува и воздушным компрессором в двигателях с наддувом.

Ход сжатия:

В этом ходе поршень перемещается из нижней мертвой точки в верхнюю мертвую точку. Впускной и выпускной клапаны закрыты, и поршень сжимает заряд во время этого хода. Движение поршня происходит из-за инерции или проворачивания двигателя. Этот процесс происходит асестропически в обоих модулях SI и CI.

Мощность и ход расширения:

В этом такте поршень перемещается из ВМТ в НМТ. И впускной, и выпускной клапаны закрыты во время этого хода.


В двигателях SI свеча зажигания генерирует искру, воспламеняющую топливно-воздушную смесь.Поскольку в цилиндре имеется весь объем топлива, горение происходит мгновенно, поэтому этот процесс рассматривается как горение постоянного объема для идеального цикла. Из-за 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 изэнтропическом режиме.


В двигателях CI форсунка впрыскивает топливо в камеру сгорания. Топливо горит из-за тепла, выделяемого во время такта сжатия. В этих двигателях топливо подается через форсунку, поэтому забор топлива не происходит мгновенно.Топливо сгорает равномерно, поэтому этот процесс рассматривается как горение при постоянном давлении для идеального цикла. После сгорания поршень перемещается из ВМТ в НМТ по изэнтропическому направлению.

Ход выпуска:

Когда поршень достигает НМТ, выпускной клапан открывается, и поршень начинает перемещаться из НМТ в ВМТ из-за инерции поршня. Сгоревшие газы выходят из выпускного клапана из цилиндра двигателя в окружающую среду. Когда поршень достигает ВМТ, новый заряд поступает в цилиндр, и этот цикл повторяется.


Применение:
  • Четырехтактный двигатель, широко используемый в автомобильной промышленности.
  • Применяются в автобусах, грузовиках и других транспортных средствах.
  • Применяются в насосной системе.
  • Эти двигатели находят применение в мобильных электрогенераторах.
  • Эти двигатели широко используются в авиационных и морских 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.
  • Создает меньше загрязнения.
  • Меньший износ благодаря хорошей системе смазки.
  • Работает тихо.
  • Он работает чище, поскольку в топливо не добавляется дополнительное масло.
  • Они развивают высокие обороты при малой мощности.
Недостатки:
  • Эти двигатели более сложные из-за клапанного механизма и системы смазки.
  • Это дороже по сравнению с двухтактными двигателями.
  • Четырехтактные двигатели обладают меньшей мощностью.

Теперь вы должны задать себе эти вопросы.


Каковы основные компоненты четырехтактного двигателя?
Что такое инсульт? Как двигатель четырехтактного двигателя вырабатывает мощность?
Каковы преимущества четырехтактных двигателей?

Если вам понравилась эта статья, задайте вопросы в поле для комментариев, поделитесь ею в своей социальной сети и подпишитесь на наш сайт.


Четырехтактные двигатели: определение, схема, работа

Четырехтактные двигатели являются наиболее распространенными двигателями внутреннего сгорания, используемыми в автомобилях, таких как грузовики, легковые автомобили и некоторые современные мотоциклы (большинство мотоциклов работают с двухтактными двигателями. ) четырехтактный известны как цикл сгорания. Это происходит в процессе сгорания во внутренней части двигателя. Четырехтактный двигатель передает рабочий ход за каждые два периода хода поршня или за четыре хода поршня.

Подробнее: Все, что вам нужно знать об автомобильных вентиляторах охлаждения

Сегодня вы познакомитесь с определением, схемой и работой четырехтактных двигателей как бензинового (отто-цикл), так и дизельного типа. Вы также узнаете о цикле Отто. Ранее я просмотрел несколько статей о двигателе внутреннего сгорания.Проверить!

Подробнее: Понимание работы автомобильного мозга

Четырехтактный цикл

Ниже поясняется цикл сгорания четырехтактного двигателя. То есть все эти процессы должны быть выполнены до того, как транспортное средство сможет двигаться. эти процессы:

  1. такт впуска / впуска : это первая стадия цикла сгорания; на этом этапе поршень движется вниз, чтобы позволить топливу и воздуху попасть в камеру.
  2. Такт сжатия : на этой стадии впускной клапан закрыт, блокируя выход топливовоздушной смеси. Поршень движется вверх по камере, сжимая воздух и топливо. В конце такта наличие свечи зажигания позволяет воспламенить топливовоздушную смесь, обеспечивая энергию, необходимую для сгорания.
  3. Рабочий ход: После того, как происходит сгорание, тепло, полученное от сгорающего углеводорода, увеличивает давление, давая достаточно энергии, чтобы толкнуть поршень вниз и создать выходную мощность.
  4. Такт выпуска : это заключительный этап цикла сгорания; это происходит, когда поршень движется обратно вниз, и выпускной клапан открывается. Когда клапан открывается, выхлопные газы выталкиваются поршнем, когда он движется обратно вверх.

Подробнее: Понимание того, как работает двигатель автомобиля

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать о работе четырехтактных двигателей:

Тепловой КПД двигателя — это способность преобразовывать топливо (химическую энергию) в механическую энергию.Эта энергия будет варьироваться в зависимости от конструкции и модели автомобиля. Обычно бензиновые двигатели способны преобразовывать 20% топлива (химическая энергия) в механическую энергию. 15% его используется для движения колес, а 5% теряется на механические элементы и трение.

Однако двигатель можно улучшить за счет термодинамической эффективности за счет более высокой степени сжатия. Соотношение определяется между максимальным и минимальным объемом камеры двигателя. Двигатель с более высоким передаточным числом позволит получить огромную топливно-воздушную смесь, что создаст более высокое давление, сделает корпус более горячим и увеличит тепловой КПД.

Подробнее: Детали двигателя внутреннего сгорания

Схема четырехтактных двигателей:

Цикл Отто

Подробнее: Что нужно знать о шатуне

Николаус август Отто столкнулся с двигателем внутреннего сгорания, построенным в Париже бельгийским эмигрантом Жаном Жозефом Этьеном Ленуаром. Ленуар успешно создал двигатель двойного действия, который работает с осветительным газом с КПД 4% и выдает всего две лошадиные силы.Осветительный газ производился из угля, разработанного в Париже Филипом Лебоном. Двигатель испытывался в 1861 году; Отто стало известно, как компрессия двигателя работает на топливном заряде. Отто решил создать двигатель, чтобы улучшить низкую эффективность и надежность двигателя Ленуара в 1862 году. Он попытался создать двигатель, который сжимал бы топливную смесь до воспламенения, но потерпел неудачу, поскольку этот двигатель работал не более чем за несколько минут до зажигания. его разрушение. Многие другие инженеры пытались решить эту проблему, но им это так и не удалось.

Отто и Ойген Ланген основали первую компанию по производству двигателей внутреннего сгорания, NA Otto and Cie (NA Otto and Company), в 1864 году. В том же году Отто и Си удалось создать успешный атмосферный двигатель.

На заводе закончилось место, и в 1869 году предприятие было перенесено в город Дойц, Германия, где компания была переименована в Deutz Gasmotorenfabrik AG (Компания по производству газовых двигателей Deutz).

Подробнее: Все, что нужно знать об автомобильном поршне

Даймлер, который был оружейником, работал над двигателем Ленуара.К 1876 году Отто и Лангену уже удалось создать первый двигатель внутреннего сгорания, который сжимал топливную смесь перед сгоранием, обеспечивая гораздо более высокий КПД, чем любой другой двигатель, созданный к тому времени.

В 1883 году Daimler и Maybach оставили свою работу в Otto and Cie и разработали первый высокоскоростной двигатель Otto. В 1885 году им удалось создать первый автомобиль, оснащенный двигателем Отто. Daimler Reitwagen использовал систему зажигания с горячей трубкой и топливо, известное как Ligroin, чтобы стать первым в мире автомобилем с двигателем внутреннего сгорания.Он использовал четырехтактный двигатель, основанный на конструкции Отто. Карл Бенц произвел автомобиль с четырехтактным двигателем, который считается первым автомобилем в следующем году.

В 1884 году компания Отто, известная как Gasmotorenfabrik Deutz (GFD), разработала электрическое зажигание и карбюратор. В 1890 году Daimler и Maybach основали компанию, известную как Daimler Motoren Gesellschaft, известную сегодня как Daimler-Benz.

Принцип работы, преимущества и недостатки дизельного двигателя

На этом вся статья, где обсуждаются определение, схема, работа четырехтактных двигателей.Надеюсь, вам понравилось чтение, если да, поделитесь с другими студентами. Спасибо за чтение, до новых встреч!

Работа четырехтактного бензинового двигателя


В этой статье дается подробное описание принципа работы и работы четырехтактного бензинового двигателя. На иллюстрации показаны диаграммы и фотоэлектрическая диаграмма.


Что такое двигатель?


Слово Двигатель происходит от латинского слова ingenium , что означает «способность».Двигатель машинный. Обычно двигатель внутреннего сгорания определяется как — машина, которая вырабатывает энергию (механическую) за счет сгорания такого вещества, как вода или топливо.
Двигатели подразделяются на различные категории в зависимости от типа цикла, который они используют, компоновки, используемого источника энергии, используемого механизма охлаждения или его использования.

Исходя из компоновки, существует два типа двигателей

Двигатели внутреннего сгорания
Двигатель называется двигателем внутреннего сгорания, если сгорание топлива, такого как бензин, происходит внутри него, в камере .В качестве окислителя для горения обычно используется воздух . Газы, образующиеся в результате сгорания, имеют высокую температуру и давление. Эти газы оказывают давление на такие компоненты, как поршень, который перемещается и производит энергию (механическую). Например. Бензиновый двигатель

Двигатели внешнего сгорания
Двигатель внешнего сгорания — это двигатель, в котором энергия передается извне на негорючую жидкость, такую ​​как вода под давлением / горячая вода, жидкий натрий и т. Д. Здесь эти жидкости нагреваются во внешней камере как котел, так и пар используется для привода двигателя.Например. Паровой двигатель

В зависимости от источника энергии двигатели внутреннего сгорания классифицируются как
Бензиновые двигатели
Дизельные двигатели

Бензиновые двигатели снова классифицируются как 1,2-тактные двигатели

2,4-тактные двигатели

Здесь мы будем обсудить четырехтактный бензиновый двигатель и его работу.

Принцип четырехтактного бензинового двигателя


Принцип, используемый в четырехтактном бензиновом двигателе , широко известен как цикл Отто .В нем говорится, что на каждые четыре гребка будет приходиться один рабочий ход. В таких двигателях используется свеча зажигания, которая используется для воспламенения горючего топлива, используемого в двигателе. В большинстве автомобилей, мотоциклов и грузовиков используются четырехтактные двигатели.

В каждом цикле Отто происходит адиабатическое сжатие, добавление тепла при постоянном объеме, адиабатическое расширение и выделение тепла при постоянном объеме. Диаграмма P-V для 4-тактного двигателя выглядит следующим образом:

Работа четырехтактного бензинового двигателя


Ход — это движение поршня от верхней части к нижней части цилиндра.

Как следует из названия, четырехтактный бензиновый двигатель использует четырехтактный цикл и бензин в качестве топлива. Каждый цикл включает в себя 2 оборота коленчатого вала и четыре хода, а именно:
1. Ход впуска
2. Ход сжатия
3. Ход сгорания также называется Рабочий ход
4. Выпускной Ход

Используемые шаги следующие:

1. Ход впуска : Как следует из названия, в этом такте происходит всасывание топлива.При запуске двигателя поршень опускается в нижнюю часть цилиндра сверху. Таким образом давление внутри цилиндра снижается. Теперь впускной клапан открывается, и в цилиндр поступает топливно-воздушная смесь. Затем клапан закрывается.

2. Ход сжатия : Этот ход известен как ход сжатия, потому что на этом этапе происходит сжатие топливной смеси. Когда впускной клапан закрывается (выпускной клапан уже закрыт), поршень возвращается в верхнюю часть цилиндра, и топливная смесь сжимается.Сжатие составляет примерно 1/8 от исходного объема. Двигатель считается более эффективным, если степень сжатия у него выше.

3. Горение / Рабочий ход : Теперь в случае бензинового двигателя, когда топливная смесь сжимается до максимального значения, свеча зажигания производит искру, которая воспламеняет топливную смесь. Сгорание приводит к образованию газов под высоким давлением. Благодаря этой огромной силе поршень возвращается в нижнюю часть цилиндра. Когда поршень движется вниз, вращается коленчатый вал, который вращает колеса автомобиля.

4. Ход выпуска : Когда колесо движется вниз, выпускной клапан открывается, и из-за импульса, полученного колесом, поршень выталкивается обратно в верхнюю часть цилиндра. Таким образом, газы, образующиеся при сгорании, выбрасываются из цилиндра в атмосферу через выпускной клапан.

Выпускной клапан закрывается после такта выпуска, и снова открывается впускной клапан, и четыре хода повторяются.


Двухтактные и четырехтактные дизельные двигатели

Для изучения двухтактных и четырехтактных дизельных двигателей.

ЦЕЛЬ: Изучить двухтактные и четырехтактные дизельные двигатели.

АППАРАТ: Модель двухтактного и четырехтактного дизельного двигателя.

ТЕОРИЯ: Двигатель, преобразующий тепловую энергию в механическую, известен как тепловой двигатель.

Принцип работы четырехтактного дизельного двигателя.

Есть четыре штриха как:

1. Ход всасывания

2. Ход сжатия

3. Ход расширения

4.Ход выпуска

1. Ход всасывания: Этот ход начинается с положения поршня в верхней мертвой точке. Входное значение открыто, а выходное значение закрыто. Движение поршня вниз создает в цилиндре вакуум, за счет которого воздух втягивается в цилиндр. Движение поршня обеспечивается либо стартером, либо движением маховика.

2. Ход сжатия: Этот ход начинается с поршня в точке B.Положение постоянного тока. Впускные и выпускные клапаны закрыты.

Воздух, всасываемый во время такта всасывания, сжимается, когда поршень движется вверх. За несколько градусов до завершения такта сжатия в сжатый воздух впрыскивается очень мелкая струя дизельного топлива. Топливо самовозгорается.

Рисунок цикла двигателя CI

3. Ход расширения: Впускной и выпускной клапаны остаются закрытыми. Тепловая энергия, выделяемая при сгорании топлива, приводит к повышению давления газов.Этот высокий рост давления приводит в движение поршень вниз, тем самым производя некоторую полезную работу. Этот ход называется силовым.

4. Такт выпуска: Этот ход начинается с поршня на B.D.C. должность. Входное значение остается закрытым, а выходное значение — открытым. Движение поршня вверх выталкивает сгоревшие газы из цилиндра через выпускной клапан. В конце такта выпуска выпускной клапан также закрывается.

Четыре такта завершают один цикл, который может повторяться снова для выработки мощности.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ 2-ТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ

1. 1 st Ход — Когда поршень начинает подниматься из своего нижнего края. положение, он закрывает передаточное и выпускное отверстие. Воздух, который уже находится в цилиндре, сжимается. Одновременно с движением поршня вверх в картере двигателя создается разрежение. Как только впускное отверстие открывается, свежий воздух всасывается в картер двигателя. Зарядка продолжается до тех пор, пока картер и пространство в цилиндре под поршнем не заполнятся воздухом.

2. 2 nd Stroke — Незадолго до завершения такта сжатия в сжатый воздух (который имеет очень высокую температуру) впрыскивается очень мелкая струя дизельного топлива. Топливо самовозгорается.

Фигура двухтактного двигателя CI

Давление действует на головку поршня из-за сгорания воздуха, и поршень толкается вниз, создавая некоторую полезную мощность. Движение поршня вниз сначала закроет впускное отверстие, а затем сжимает воздух, уже всосанный в картер двигателя.

Сразу в конце рабочего хода поршень одновременно открывает выпускной канал и передаточный канал. Расширенные газы начинают выходить через выхлопное отверстие, и в то же время свежий воздух, уже сжатый в картере, устремляется в цилиндр через передаточное отверстие, и, таким образом, цикл повторяется снова.

Последнее обновление: 6 декабря 2014 г., суббота

Связанные

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ЧЕТЫРЕХТАКТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Двигатель внутреннего сгорания в большинстве автомобилей работает по четырехтактному принципу.Это означает, что для создания одного импульса мощности поршень должен четыре раза перемещаться вверх и вниз по цилиндру. Каждый ход поршня выполняет отдельную функцию в следующем цикле:

ИНДУКЦИОННЫЙ ХОД: ход начинает процесс сгорания двигателя. В нем впускной клапан открыт, и вращение коленчатого вала перемещает поршень вниз по цилиндру, всасывая смесь топлива и воздуха, которая проходит от карбюратора вдоль впускного коллектора и мимо открытого клапана.

СЖАТИЕ С ХОДОМ: в этом такте, который рассматривается как следующий этап работы в камере сгорания, оба клапана закрыты, и вращающийся коленчатый вал теперь поднимает поршень, сжимая смесь над ним в зону сгорания.

СИЛОВОЙ ХОД: это третья стадия всего хода, в нем; оба клапана остаются закрытыми, и искра от свечи, прыгающая через электроды свечи зажигания, приведет к воспламенению сжатой топливовоздушной смеси на очень близком расстоянии между верхней частью поршня и основанием свечи зажигания. к самопроизвольному взрыву из-за горения газообразного топлива в условиях высокого давления и высоких температур. Все действие приведет к огромному высвобождению силы. Высвобождаемая мощность заставляет поршень немедленно опускаться, с такой силой поршень может повернуть коленчатый вал на пол-оборота, в то время как подъем поршня вверх подготовит камеру сгорания к такту выпуска.

ХОД ВЫПУСКА : это последний такт четырехтактных двигателей в этом такте; сгоревшая топливовоздушная смесь образовала дым (окись углерода) и будет вытеснена из камеры, чтобы подготовить ее к следующему циклу повторного цикла.Выпускной клапан откроется, когда поршень начнет подниматься для последнего хода, в течение этого периода весь дым в камере будет вынужден попадать в выпускные каналы, делая двигатель готовым к следующему этапу хода, который заключается в всасывании топлива и воздух, когда поршень начинает двигаться. На этом этапе выпускной клапан снова закроется, позволяя топливу и воздуху перемещаться в камеру.

КОЭФФИЦИЕНТ СЖАТИЯ ДВИГАТЕЛЯ IC

Мощность, которую развивает двигатель внутреннего сгорания, зависит от того, сколько энергии может выделяться над поршнем при каждом рабочем такте. Это, в свою очередь, зависит от количества топлива / воздуха в цилиндре и эффективности его сжатия.

Степень сжатия смеси называется степенью сжатия. Это разница между объемом смеси в цилиндре, когда поршень находится в нижней части своего хода, и объемом, когда поршень находится в самом верхнем положении. Если движение поршня вверх уменьшает объем смеси до 1/8 от ее первоначального объема, степень сжатия составляет 8: 1.

Теоретически, чем сильнее сжимается смесь, тем больше энергии выделяется при горении. На практике, однако, очень высокие степени сжатия приводят к детонации или покраснению, при котором часть смеси, наиболее удаленной от свечи зажигания, взрывается или детонирует, вызывая неравномерное горение, перегрев и потерю мощности. Для максимальной эффективности горение смеси должно происходить быстро, но плавно.

КАК РАЗРЕШИТЬ ПЕРЕКРЫТИЕ КЛАПАНА ВО ВРЕМЯ ХОДОВ ДВИГАТЕЛЯ

До сих пор мы предполагали, что поступающая смесь устремляется мимо впускного клапана, как только он открывается. На практике смесь медленно разгоняется, и для того, чтобы заполнить цилиндр как можно более полно, впускной клапан открывается немного раньше, когда поршень приближается к концу такта выпуска, а выпускной клапан еще открыт. . Это называется перекрытием клапана.

Может показаться, что раннее открытие впускного клапана предложит альтернативный выход для выхлопных газов, но при условии тщательного выбора степени перекрытия происходит обратное, и последние отходы выхлопных газов, выходящие из цилиндра, помогут перетянуть свежую смесь в проход. впускной клапан.

Когда он движется, впускная смесь не останавливается автоматически, когда поршень достигает дна цилиндра, и если закрытие клапана задерживается, цилиндр заполняется более полно, даже если к тому времени поршень начал бы подниматься. для такта сжатия.

На практике, чтобы максимально использовать импульс свежей смеси и выхлопных газов, поступающих в цилиндр и выходящих из него, выпускной клапан открывается до того, как поршень достигнет нижней части цилиндра, и закрывается после того, как он достигнет вершины. Точно так же впускной клапан открывается до того, как поршень достигнет верхней части цилиндра, и закрывается после того, как поршень достигнет нижней части.

ГОЛОВКА ПОПЕРЕЧНОГО ЦИЛИНДРА В ДВИГАТЕЛЯХ IC

Двигатели с поперечным потоком имеют впускной коллектор на одной стороне головки блока цилиндров и выхлопную систему на противоположной стороне, так что во время четырехтактного цикла впускной заряд и выхлопной газ проходят через камеру сгорания таким образом, чтобы обеспечить эффективный цилиндр. наполнение в период перекрытия клапанов.

Двигатели, у которых впускной и выпускной коллекторы расположены на одной стороне головки блока цилиндров, имеют обратное направление потока. Это немного менее эффективно в период перекрытия клапанов, но это означает, что тепло выхлопных газов можно легко и дешево использовать для обогрева впускного коллектора и, таким образом, улучшения испарения смеси внутри. На арбалетном двигателе необходимо отводить воду из системы охлаждения для обогрева впускного коллектора.

Первоначально опубликовано 2018-08-02 14:13:45.

Филип окончил факультет машиностроения Подробнее с обширными практическими знаниями в других областях и других областях, а также программное обеспечение, такое как: кодирование веб-сайтов (PHP / HTML / CSS), графические работы и т. Д.

Он любит писать и делиться информацией, касающейся инженерных и технологических областей, науки и окружающей среды, а также технических должностей. Его посты основаны на личных идеях, полученных знаниях и открытиях из областей техники, науки, инвестиций и т. Д.

Пожалуйста, подпишитесь на нашу рассылку и следите за нашими страницами в социальных сетях, чтобы получать регулярные и своевременные обновления. Вы можете следить за страницами EngineeringAll в социальных сетях, набрав «@ EngineeringAlls» в любой форме поиска в социальных сетях (Facebook, Twitter, Linkedin, Pinterest, Tumblr и т. Д.).

Вы можете отправить свою статью для бесплатного просмотра и публикации, используя страницу «ОПУБЛИКОВАТЬ СТАТЬЮ» с помощью кнопок МЕНЮ.

Если вам нравится этот пост, поделитесь им с друзьями, используя кнопки социальных сетей.

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ ПОДПИСАТЬСЯ НА НАШИ ОБНОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЫ

Связанные

Вам также могут понравиться эти сообщения:

Что такое четырехтактный дизельный двигатель

Дизельные двигатели могут иметь двухтактный или четырехтактный режим. В четырехтактном дизельном двигателе поршень четыре раза проходит вдоль цилиндра. Тепловая инженерия

Дизельный цикл — Дизельный двигатель

В 1890-х годах немецкий изобретатель, Рудольф Дизель запатентовал свое изобретение эффективного двигателя внутреннего сгорания с медленным горением и воспламенением от сжатия.Первоначальный цикл, предложенный Рудольфом Дизелем, представлял собой цикл постоянной температуры. В более поздние годы Дизель понял, что его первоначальный цикл не будет работать, и он принял цикл постоянного давления, известный как цикл Дизель .

Дизельный цикл — один из наиболее распространенных термодинамических циклов , который можно найти в автомобильных двигателях , а описывает функционирование типичного поршневого двигателя с воспламенением от сжатия. Дизельный двигатель по принципу действия аналогичен бензиновому.Наиболее важным отличием является то, что:

  • В начале такта сжатия в цилиндре нет топлива, поэтому в дизельных двигателях самовоспламенение не происходит.
  • В дизельном двигателе вместо искрового зажигания используется воспламенение от сжатия.
  • Из-за высокой температуры, развивающейся во время адиабатического сжатия, топливо самовоспламеняется при впрыске. Поэтому свечи зажигания не нужны.
  • Перед началом рабочего такта форсунки начинают впрыскивать топливо непосредственно в камеру сгорания, поэтому первая часть рабочего такта происходит примерно при постоянном давлении.
  • Более высокая степень сжатия может быть достигнута в двигателях Diesel , чем в двигателях Otto
Дизельный двигатель аналогичен бензиновому двигателю. На этом снимке показан двигатель Отто, который воспламеняется свечой зажигания вместо самого сжатия. Четырехтактный двигатель — двигатель Отто
Источник: wikipedia.org, Собственная работа Зефириса, CC BY-SA 3.0

In В отличие от цикла Отто , цикл Дизель не выполняет изохорное добавление тепла.В идеальном дизельном цикле система, выполняющая цикл, претерпевает серию из четырех процессов: два изоэнтропических (обратимых адиабатических) процесса, чередующиеся с одним изохорным процессом и одним изобарическим процессом.

Поскольку принцип Карно гласит, что ни один двигатель не может быть более эффективным, чем реверсивный двигатель ( тепловой двигатель Карно ), работающий между теми же высокотемпературными и низкотемпературными резервуарами, дизельный двигатель должен иметь более низкий КПД, чем КПД Карно. Типичный дизельный автомобильный двигатель работает с тепловым КПД от 30% до 35% . Около 65-70% отбраковывается как отходящее тепло без преобразования в полезную работу, то есть работу, передаваемую на колеса. В целом, двигатели, использующие дизельный цикл, обычно более эффективны, чем двигатели, использующие цикл Отто. Дизельный двигатель имеет самый высокий тепловой КПД среди всех применяемых двигателей внутреннего сгорания. Низкооборотные дизельные двигатели (используемые на судах) могут иметь тепловой КПД, превышающий 50% .Самый большой дизельный двигатель в мире — 51,7%.

Четырехтактный дизельный двигатель

Дизельные двигатели могут иметь двухтактный или четырехтактный цикл. Четырехтактный дизельный двигатель — это двигатель внутреннего сгорания (ВС), в котором поршень совершает четыре отдельных хода при вращении коленчатого вала. Под ходом понимается полный ход поршня по цилиндру в любом направлении. Следовательно, каждый ход не соответствует отдельному термодинамическому процессу, приведенному в главе Дизельный цикл — Процессы.

Четырехтактный двигатель включает:

  • такт впуска — Поршень перемещается из верхней мертвой точки (ВМТ) в нижнюю мертвую точку (НМТ), и цикл проходит точки 0 → 1. В этом ход впускной клапан открыт, в то время как поршень втягивает воздух (без топлива) в цилиндр, создавая вакуумное давление в цилиндре за счет его нисходящего движения.
  • ход сжатия — Поршень перемещается из нижней мертвой точки (НМТ) в верхнюю мертвую точку (ВМТ), и цикл проходит точки 1 → 2. В этом такте и впускной, и выпускной клапаны закрыты, что приводит к адиабатическому сжатию воздуха (то есть без передачи тепла в окружающую среду или из нее). Во время этого сжатия объем уменьшается, давление и температура повышаются. В конце этого хода топливо впрыскивается и сгорает в сжатом горячем воздухе. В конце этого хода коленчатый вал совершил полный оборот на 360 градусов.
  • рабочий ход — Поршень перемещается из верхней мертвой точки (ВМТ) в нижнюю мертвую точку (НМТ) и цикл проходит точки 2 → 3 → 4. В этом такте и впускной, и выпускной клапаны закрыты. В начале рабочего такта между 2 и 3 происходит почти изобарическое сгорание. В этом интервале давление остается постоянным, поскольку поршень опускается, а объем увеличивается. На этапе 3 впрыск топлива и сгорание завершены, и в цилиндре содержится газ с более высокой температурой, чем при температуре 2. Между 3 и 4 этот горячий газ расширяется снова приблизительно адиабатически. В этом ходе поршень движется по направлению к коленчатому валу, объем увеличивается, и работа выполняется за счет газа на поршне.
  • такт выпуска. Поршень перемещается из нижней мертвой точки (НМТ) в верхнюю мертвую точку (ВМТ), и цикл проходит точки 4 → 1 → 0. В этом ходе выпускной клапан открыт, в то время как поршень вытягивает отработавшие газы из камеры. . В конце этого хода коленчатый вал совершает второй полный оборот на 360 градусов.

Обратите внимание: в идеальном случае адиабатическое расширение должно продолжаться, пока давление не упадет до давления окружающего воздуха.Это повысило бы тепловой КПД такого двигателя, но это также вызывает практические трудности с двигателем. Просто двигатель должен был быть намного больше.

Примеры степеней сжатия — бензин и дизельное топливо

  • Степень сжатия в бензиновом двигателе обычно не будет намного выше 10: 1 из-за потенциальной детонации двигателя (самовоспламенения) и не ниже 6: 1 .
  • У Subaru Impreza WRX с турбонаддувом степень сжатия составляет 8.0: 1 . Как правило, двигатели с турбонаддувом или наддувом уже имеют сжатый воздух на впуске воздуха, поэтому они обычно строятся с более низкой степенью сжатия.
  • Стандартный двигатель Honda S2000 (F22C1) имеет степень сжатия 11,1: 1 .
  • Некоторые атмосферные двигатели спортивных автомобилей могут иметь степень сжатия до 12,5: 1 (например, Ferrari 458 Italia).
  • В 2012 году Mazda выпустила новые бензиновые двигатели под торговой маркой SkyActiv со степенью сжатия 14: 1 .Чтобы снизить риск детонации двигателя, остаточный газ уменьшается за счет использования выхлопных систем двигателя 4-2-1, реализации полости поршня и оптимизации впрыска топлива.
  • Дизельные двигатели имеют степень сжатия, которая обычно превышает 14: 1, и степень сжатия более 22: 1 также является обычным явлением.

Ссылки:

Ядерная и реакторная физика:
  1. Дж. Р. Ламарш, Введение в теорию ядерных реакторов, 2-е изд., Эддисон-Уэсли, Ридинг, Массачусетс (1983).
  2. Дж. Р. Ламарш, А.Дж. Баратта, Введение в ядерную инженерию, 3-е изд., Прентис-Холл, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.
  3. У. М. Стейси, Физика ядерных реакторов, John Wiley & Sons, 2001, ISBN: 0-471-39127-1.
  4. Glasstone, Сесонске. Nuclear Reactor Engineering: Reactor Systems Engineering, Springer; 4-е издание, 1994 г., ISBN: 978-0412985317
  5. W.S.C. Уильямс. Ядерная физика и физика элементарных частиц. Кларендон Пресс; 1 издание, 1991 г., ISBN: 978-0198520467
  6. Kenneth S. Krane. Введение в ядерную физику, 3-е издание, Wiley, 1987, ISBN: 978-0471805533
  7. G.Р.Кипин. Физика ядерной кинетики. Аддисон-Уэсли Паб. Co; 1-е издание, 1965 г.
  8. Роберт Рид Берн, Введение в эксплуатацию ядерных реакторов, 1988 г.
  9. Министерство энергетики, ядерной физики и теории реакторов США. Справочник Министерства энергетики США по основам, том 1 и 2. Январь 1993 г.

Advanced Reactor Physics:

  1. KO Ott, WA Bezella, Introductory Nuclear Reactor Statics, American Nuclear Society, Revised edition (1989), 1989, ISBN: 0-894-48033-2.
  2. К. О. Отт, Р. Дж. Нойхольд, Введение в динамику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1985, ISBN: 0-894-48029-4.
  3. Д. Л. Хетрик, Динамика ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48453-2.
  4. Э. Льюис, У. Ф. Миллер, Вычислительные методы переноса нейтронов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48452-4.

Другие ссылки:

Дизельный двигатель — Переработка автомобилей

Мы надеемся, что эта статья, Четырехтактный дизельный двигатель , поможет вам.Если так, даст нам отметку на боковой панели. Основная цель этого сайта — помочь общественности узнать интересную и важную информацию о теплотехнике.

Какие компоненты 4-тактного двигателя? Клапаны, кулачки, поршень и т. Д.

В этом выпуске материалов по автомобильным технологиям мы представляем вам общую конструкцию и компоненты обычного двигателя внутреннего сгорания. Цель состоит в том, чтобы дать краткое представление о конструкции и работе всех компонентов внутри двигателя.Все это будет сделано простым для понимания языком, чтобы у человека появился интерес к знаниям о различных процессах, происходящих внутри двигателя внутреннего сгорания. Если вас интересуют такие статьи, подписывайтесь на Car Blog India и посетите раздел Автомобильные технологии, чтобы познакомиться с некоторыми интересными техническими процессами, связанными с автомобильной инженерией простыми словами. Давайте сейчас погрузимся в это.

Также прочтите: Что такое векторизация крутящего момента, управление крутящим моментом, недостаточная и избыточная поворачиваемость?

4-тактный двигатель внутреннего сгорания

Практически все автомобили, которые у нас есть сегодня, построены по принципу 4-тактного цикла.Они представляют собой ходы впуска, сжатия, мощности и выпуска. Если нам нужно кратко объяснить каждый из них, мы начнем с такта впуска, который состоит из заполнения цилиндра сгорания двигателя свежим воздухом. В камере сгорания топливо сжигается для выработки энергии, необходимой для движения транспортного средства. Кислород необходим для сгорания, поэтому такт впуска обеспечивает достаточный приток свежего воздуха (кислорода) для сжигания топлива. Второй штрих представляет собой фазу сжатия.Это означает, что воздух и топливо должны быть сжаты или смешаны вместе, чтобы процесс сгорания или горения происходил чисто. Здесь необходимо отметить, что если есть топливо, которое не было тщательно перемешано, оно выйдет из выхлопной трубы как несгоревшее и вызовет сильное загрязнение. Следовательно, смешивание воздуха с топливом является важным аспектом двигателей внутреннего сгорания.

Читайте также: Работа синхронных и асинхронных двигателей в электромобилях!

После этого сгорание топливовоздушной смеси вызывает выделение энергии, которая толкает автомобиль вперед.Это процесс, при котором энергия бензина или дизельного топлива фактически выделяется в виде тепла и преобразуется в механическую энергию или движение. Последний такт — это такт выпуска, который обеспечивает безопасное удаление сгоревших газов и частиц из двигателя в атмосферу. Следует отметить, что к выхлопу прикреплена система очистки выхлопных газов, которая обеспечивает минимальную токсичность этих газов перед их выбросом в атмосферу. Эти 4 процесса составляют 1 цикл, что означает, что каждый цикл имеет 1 рабочий ход.

Читайте также: Работа корневых, двухвинтовых, центробежных нагнетателей!

Клапаны

Клапаны обеспечивают управление воздухом или газами внутри различных частей двигателя. Клапаны расположены на впускной стороне двигателя, чтобы впускать свежий воздух в необходимом количестве. Клапаны также присутствуют на выпускной стороне, чтобы позволить выбрасывать необходимое количество выхлопных газов из двигателя.Кроме того, они являются важными компонентами другого оборудования, такого как турбокомпрессор, насос или другие механические устройства. Эти клапаны выполняют операции закрытия и открытия в различных устройствах.

Также прочтите: 6 самых актуальных технических характеристик подключенных автомобилей в современных автомобилях!

Распредвалы

Это механически спроектированный компонент, который имеет возвышения на валу для открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов. Когда распределительный вал вращается, эти возвышения толкают детали, соединенные с клапанами, и совершают операции закрытия и открытия.Продолжительность и время открытия и закрытия клапанов можно контролировать или изменять с помощью конкретных конструкций распределительных валов. В зависимости от того, когда открываются впускные клапаны, происходит впрыск топлива внутри цилиндра для обеспечения надлежащего смешивания топлива с воздухом.

Читайте также: Работа рулевого управления с гидравлическим, электрическим и гидроэнергетическим приводом!

Поршни, шатуны и коленчатые валы

Вся энергия камеры сгорания должна передаваться на колеса, чтобы автомобиль мог двигаться.Это требует некоторых дополнительных компонентов для преобразования возвратно-поступательного движения поршней внутри цилиндра во вращательное движение колес. Поршни — это то, что движется вверх и вниз внутри цилиндра для создания тактов впуска, сжатия, мощности и выпуска. Это движущиеся части внутри цилиндра. Они соединены с шатунами внизу, которые заставляют вращаться коленчатый вал. Коленчатые валы соединены с приводным валом, который, в свою очередь, соединен с колесами.Таким образом, движение поршней вверх и вниз преобразуется во вращательное движение колес. Один полный оборот коленчатого вала состоит из 2 рабочих ходов. По сути, можно сделать вывод, что химическая энергия топлива преобразуется в кинетическую энергию транспортного средства в этом 4-тактном цикле с использованием вышеупомянутых компонентов.

Также прочтите: Что такое EGR (рециркуляция выхлопных газов) — принцип и преимущества!

Дифференциалы

Дифференциалы — это механические компоненты, которые получают мощность и крутящий момент от двигателя и делят их поровну (в случае 2WD) между колесами.В случае системы полного привода дифференциалы допускают непропорционально большие крутящие моменты для любого из четырех колес, которое требует этого больше всего. Основная цель дифференциала — обеспечить разную скорость разных колес. Например, за углом внешние колеса автомобиля должны преодолеть большее расстояние по сравнению с внутренними колесами. Для сохранения устойчивости эти колеса должны двигаться с разной скоростью, что обеспечивается дифференциалом. В частности, более сложные внедорожники имеют несколько дифференциалов, чтобы обеспечить гибкость в отношении того, какие колеса должны получать какой крутящий момент.Это зависит от тяги конкретного колеса.

Также прочтите: Как работают ABS, EBD, Brake Assist, Hill-Start Assist, Traction Control и ESP?

Турбокомпрессоры и промежуточные охладители

По сути, турбокомпрессоры и промежуточные охладители можно рассматривать как усилители производительности транспортных средств. У них есть определенные цели, которые действуют как катализатор для увеличения мощности, снижения выбросов, топливной эффективности или теплового КПД. Турбокомпрессор увеличивает мощность и крутящий момент автомобиля за счет использования энергии выхлопных газов.Выхлопные газы заставляют вращаться турбину турбонагнетателя, которая вращает компрессор, установленный на том же валу. Это заставляет свежий воздух сжиматься, и количество свежего воздуха, которое может быть упаковано внутри цилиндра, увеличивается. Это позволяет впрыскивать больше топлива в камеру сгорания, что равняется большей мощности. Интеркулеры следят за тем, чтобы температура всей системы (или свежего воздуха) оставалась низкой. В частности, после сжатия воздуха воздух становится горячим и его необходимо охладить перед входом в камеру сгорания.Более высокие температуры вызывают более высокие уровни NOx (оксидов азота), которые должны быть ниже предела, чтобы быть законными на улице. Улучшен эмиссионный аспект.

Также прочтите: Что такое пневматическая подвеска — использование мягких и жестких пружин!

Система очистки выхлопных газов

Наконец, выхлопные газы двигателя обрабатываются в выхлопной системе транспортного средства. Нормы выбросов становятся жестче с каждым днем, а двигатели внутреннего сгорания должны быть более эффективными и чистыми, чтобы продолжать работу.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.