ООО «Центр Грузовой Техники»

8(812)244-68-92
[email protected]

Рабочий цикл 4 х тактного карбюраторного двигателя: Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя

Содержание

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя

При рассмотрении рабочего цикла двигателя условно принято, что каждый такт начинается и заканчивается при нахождении поршня в ВМТ или НМТ.

Первый такт — впуск.

Поршень перемещается с ВМТ в НМТ. Освобождающаяся над поршневая полость цилиндра заполняется горючей смесью через открытый впускной клапан из-за возникающего разрежения. Горючая смесь, поступая в цилиндр, смешивается с остатками отработавших газов от предыдущего цикла, образует рабочую смесь. В конце такта давление в цилиндре составляет 0,07—0,95 МПа, температура — 350—390 К, коэффициент наполнения цилиндра — 0,6—0,7.

 

Работа четырехтактного одноцилиндрового карбюраторного двигателя

а — впуск в цилиндр горючей смеси; б — сжатие горючей смеси; в — расширение газов; г- выпуск отработавших газов; 1 — коленчатый вал; 2 — распределительный вал; 3-поршень; 4 — цилиндр; 5— впускной трубопровод; 6 — карбюратор; 7— впускной клапан; 8 — свеча зажигания; 9 — выпускной клапан; 10 — выпускной трубопровод; 11-шатун; 12 — поршневой палец; 13 — поршневые кольца

Второй такт — сжатие.

Поршень движется от НМТ к ВМТ, впускной и выпускной клапаны закрыты. Объем над поршневой полости уменьшается. Рабочая смесь сжимается. Сжатие сопровождается повышением давления и температуры. Степень сжатия регламентируется детонационной стойкостью топлива. В конце такта давление составляет 1,2—1,7 МПа, а температура — 600—700 К.


Третий такт — расширение.

В начале такта при сгорании рабочей смеси, которая ооспл а меняется от искровою разряда свечи зажигания, выделяется значительное количество теплоты, резко увеличивается температура и давление. Вследствие давления газон поршень перемешается от ВМТ к НМТ. Газы расширяются и совершают полезную работу. В начале расширения давление газов составляет 4—6 МПа, температура — 2500—2800 К. В конце расширения давление н цилиндре составляет 0,3—0.5 МПа, температура — 1100-1800 К.


Четвертый такт     выпуск.

Поршень перемешается oт НМТ к ВМТ Через открытый выпускной клапан отработавшие газы выталкиваются из цилиндра в выпускной трубопровод и в окружаюшую среду, В конце выпуска давление в цилиндре составляет 0,105—0,12 МПа, а температура — 85O-120O К.


Степень очистки цилиндра от отработавших газов характеризуется коэффициентом остаточных газов (отношение массы остаточных газов к массе свежего заряда). Для современных ДВС коэффициент остаточных газов составляет 0,08—0,2, он возрастает при увеличении частоты вращения коленчатого вала.


Рабочий цикл двигателя заканчивается четвертым тактом — выпуском. При дальнейшем движении поршня цикл повторяется в той же последовательности. Коленчатый вал в течение четырех тактов поворачивается на 720°, т. с. совершает два оборота.
В двигателях, работающих по четырехтактному циклу, полезная работа совершается только в период такта расширения (рабочего хода), когда поршень перемещается пол действием расширяющихся газов, поворачивая коленчатый вал на 180е Остальные три такта являются подготовительными и выполняются при поворачивании коленчатого вата на 540° за счет инерции маховика И работы других цилиндров (в многоцилиндровых двигателях).

Работа двигателя, рабочий цикл

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя — Общее устройство и работа двигателя — Двигатель — Автомобиль

8 июня 2011г.

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя (смотрите цветной рисунок) состоит из следующих тактов: впуск, сжатие, рабочий ход (сгорание — расширение), выпуск.

Схема рабочего цикла четырехтактного карбюраторного двигателя

Схема рабочего цикла четырехтактного карбюраторного двигателя:

А — такты рабочего цикла;
Б — индикаторная диаграмма.

Впуск. Поршень перемещается от в.м.т. к н.м.т., впускной клапан открыт, в цилиндре образуется разрежение, вследствие чего в него поступает горючая смесь, которая перемешивается с отработавшими газами, оставшимися в небольшом количестве в цилиндре от предыдущего цикла, и образует рабочую смесь. Температура смеси в конце впуска равна 100 — 130° С, а давление примерно 70 — 80 кн/м

2 (0,7 — 0,8 кгс/см2). На индикаторной диаграмме процесс впуска изображен линией rа.

Сжатие. Поршень перемещается от н.м.т. к в.м.т. Оба клапана закрыты, рабочая смесь сжимается, и температура ее повышается, благодаря чему улучшается испарение и перемешивание бензина с воздухом.

К концу такта сжатия давление в цилиндре повышается до 800 — 1200 кн/м2 (8 — 12 кгс/см2), температура смеси достигает 280 — 480°G. На индикаторной диаграмме процесс сжатия показан линией ас.

Рабочий ход (сгорание — расширение). Рабочая смесь в цилиндре воспламеняется электрической искрой и сгорает за 0,001 — 0,002 сек, выделяя при этом большое количество теплоты. Оба клапана закрыты. Температура в конце сгорания достигает свыше 2000° С, а давление — 3,5 — 4,0 Мн/м

2 (35 — 40 кгс/см2). На индикаторной диаграмме процесс сгорания изображен линией cz. Под действием силы давления газов поршень перемещается к н.м.т., вращая через шатун коленчатый вал, В процессе расширения внутренняя энергия преобразуется в механическую работу. В конце расширения давление в цилиндре падает до 300 — 400 кн/м2 (3 — 4 кгс/см2), а температура снижается до 800 — 1100 °С. На индикаторной диаграмме процесс расширения газов характеризуется линией zb.

Выпуск. Открывается выпускной клапан. Поршень перемещается к в.м.т. и очищает цилиндр от отработавших газов, выталкивая их в атмосферу. Давление к концу такта выпуска снижается до 105 — 115 кн/м2 (1,05 — 1,15 кгс/см2), а температура — до 300 — 400 °С. На индикаторной диаграмме процесс выпуска отработавших газов изображен линией br.

Рабочий процесс четырехтактного двигателя протекает за четыре хода поршня, т. е. за два оборота коленчатого вала.

Из четырех тактов рабочий ход является основным, остальные три — вспомогательными. Поэтому одноцилиндровый двигатель работает неравномерно. Для обеспечения равномерности вращения коленчатого вала автомобильные двигатели изготовляют с несколькими цилиндрами.

«Автомобиль», под. ред. И.П.Плеханова

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя


Двигатели внутреннего сгорания отличаются друг от друга рабочим циклом,по которому они работают.

Рабочий цикл –это комплекс последовательных рабочих процессов, периодически повторяющихся в каждом цилиндре при работе двигателя.

Рабочий процесс,происходящий в цилиндре за один ход поршня, называется тактом.

По числу тактов,

составляющих рабочий цикл, двигатели делятся на два вида:

– четырехтактные,в которых рабочий цикл совершается за четыре хода поршня,

– двухтактные,в которых рабочий цикл совершается за два хода поршня.

На легковых автомобилях, как правило, применяются четырехтактныедвигатели, а на мотоциклах и моторных лодках – двухтактные.О путешествиях по водным просторам поговорим как-нибудь потом, а с четырьмя тактами работы автомобильного двигателя разберемся сейчас.

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя состоит из следующих тактов:

– впуск горючей смеси,

– сжатие рабочей смеси,

– рабочий ход,

– выпуск отработавших газов.

Рис. 8. Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя:а) впуск; б) сжатие; в) рабочий ход; г) выпуск

Первый такт – впуск горючей смеси(рис. 8а

).

Горючей смесьюназывается смесь мелко распыленного бензина с воздухом в определенной пропорции. Приготовлением смеси в двигателе занимается карбюратор или форсунка, о чем мы поговорим чуть позже. А пока следует знать, что соотношение бензина к воздуху примерно 1:15считается оптимальным для обеспечения нормального процесса сгорания.

При такте впуска поршень от верхней мертвой точки перемещается к нижней мертвой точке. Объем над поршнем увеличивается. Цилиндр заполняется горючей смесью через открытый впускной клапан. Иными словами, поршень всасывает горючую смесь.

Впуск смеси продолжается до тех пор, пока поршень не дойдет до нижней мертвой точки. За первый такт работы двигателя кривошип коленчатого вала поворачивается на пол-оборота.

В процессе заполнения цилиндра горючаясмесь перемешивается с остатками отработавших газов и меняет свое название, теперь эта смесь называется рабочая.

Второй такт – сжатие рабочей смеси

(рис. 8б

)
.
При такте сжатия поршень от нижней мертвой точки перемещается к верхней мертвой точке. Оба клапана плотно закрыты, поэтому рабочая смесь сжимается.

Из школьной физики всем известно, что при сжатии газов их температура повышается. Давление в цилиндре над поршнем в конце такта сжатия достигает 9–10 кг/см², а температура 300–400°С.

В заводской инструкции к автомобилю можно увидеть один из параметров двигателя с названием – «степень сжатия» (например 8,5). А что это такое?

Степень сжатияпоказывает, во сколько раз полный объем цилиндра больше объема камеры сгорания (Vn/Vc –см. рис. 7). У бензиновых двигателей в конце такта сжатия объем над поршнем уменьшается в 8–11 раз.

В процессе такта сжатия коленчатый вал двигателя поворачивается на очередные пол-оборота. От начала первого такта и до окончания второго, он повернется уже на один оборот.

Третий такт – рабочий ход(рис. 8в

)
.
Во время третьего такта происходит преобразование выделяемой при сгорании рабочей смеси энергии в механическую работу. Давление от расширяющихся газов передается на поршень и затем, через шатун и кривошип, на коленчатый вал.

Вот откуда берется та сила, которая заставляет вращаться коленчатый вал двигателя и, в конечном итоге, ведущие колеса автомобиля.

В самом конце такта сжатия рабочая смесь воспламеняется от электрической искры, проскакивающей между электродами свечи зажигания. В начале такта рабочего хода сгорающая смесь начинает активно расширяться. Поскольку впускной и выпускной клапаны все еще закрыты, то расширяющимся газам остается только один единственный выход – давить на подвижный поршень.

Под действием давления, достигающего величины 50 кг/см², поршень начинает перемещаться к нижней мертвой точке. При этом на всю площадь поршня давит сила в несколько тонн, которая через шатун передается на кривошип коленчатого вала, создавая крутящий момент.

При такте рабочего хода температура в цилиндре достигает более 2000 градусов.

Коленчатый вал при рабочем ходе делает очередные пол-оборота.

Четвертый такт – выпуск отработавших газов(рис. 8г

).

При движении поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке открывается выпускной клапан (впускной все еще закрыт), и отработавшие газы с огромной скоростью выбрасываются из цилиндра двигателя.

Вот почему слышен тот сильный грохот, когда по дороге движется автомобиль без глушителя, но об этом позже. А пока обратим внимание на коленчатый вал двигателя – при такте выпуска он делает еще пол-оборота. И всего, за четыре такта рабочего цикла, он сделал два полных оборота.

После такта выпуска начинается новый рабочий цикл, и все повторяется: впуск – сжатие – рабочий ход – выпуск… и так далее.

Теперь, интересно, кто из вас обратил внимание на то, что полезная механическая работа совершается одноцилиндровым двигателем только в течение одного такта – такта рабочего хода!Остальные три такта (выпуск, впуск и сжатие) являются лишь подготовительными и совершаются они за счет кинетической энергии вращающихся по инерции коленчатого вала и маховика.

Маховик(рис. 9)–это массивный металлический диск, который крепится на коленчатом валу двигателя. Во время рабочего хода поршень через шатун и кривошип раскручивает коленчатый вал двигателя, который передает маховику запас энергии вращения.

Рис. 9. Коленчатый вал двигателя с маховиком:1 –шатунная шейка; 2 – противовес; 3 – маховик с зубчатым венцом; 4 – коренная (опорная) шейка; 5 – коленчатый вал двигателя

Запасенная в массе маховика энергия вращения позволяет ему в обратном порядке через коленчатый вал, шатун и поршень осуществлять подготовительные такты рабочего цикла двигателя. Поршень движется вверх (при такте выпуска и сжатия) и вниз (при такте впуска) именно за счет отдаваемой маховиком энергии.

Если двигатель имеет несколько цилиндров, работающих в определенном порядке, то подготовительные такты в одних цилиндрах совершаются за счет энергии, развиваемой в других, ну и маховик, конечно, тоже помогает.

В детстве у вас наверняка была игрушка, которая называлась волчок. Вы раскручивали его энергией своей руки

(
рабочий ход
)
и радостно наблюдали за тем, как долго он вращается. Точно так же и массивный маховик двигателя – раскрутившись, он запасает энергию, но только значительно большую, чем детская игрушка, а затем эта энергия используется для перемещения поршня в подготовительных тактах.

Рабочий цикл четырехтактного дизеля

В отличие от карбюраторного двигателя в цилиндр дизеля воздух и топливо вводятся раздельно.

Такт впуска

Поршень движется от в.м.т. к н.м.т. (рисунок а), впускной клапан открыт, в цилиндр поступает воздух.

Такт сжатия

Оба клапана закрыты. Поршень движется от н.м.т. к в.м.т. (рисунок б) и сжимает воздух. Вследствие большой степени сжатия (порядка 14…18) температура воздуха становится выше температуры самовоспламенения топлива.

Рисунок. Рабочий цикл одноцилиндрового четырехтактного дизеля: а — такт впуска; б — такт сжатия; в — такт расширения; г — такт выпуска

В конце такта сжатия при положении поршня, близком к в.м.т., в цилиндр через форсунку начинает впрыскиваться жидкое топливо. Устройство форсунки обеспечивает тонкое распыливание топлива в сжатом воздухе.

Топливо, впрыснутое в цилиндр, смешивается с нагретым воздухом и оставшимися газами, образуется рабочая смесь. Большая часть топлива воспламеняется и сгорает, давление и температура газов повышаются.

Такт расширения

Оба клапана закрыты. Поршень движется от в.м.т. к н.м.т. (рисунок в). В начале такта расширения сгорает остальная часть топлива.

Преимущества четырёхтактных двигателей:

В отличие от двухтактного двигателя, в котором смазка коленвала, подшипников коленвала, компрессионных колец, поршня, пальца поршня и цилиндра осуществляется благодаря добавлению масла в топливо; коленвал четырехтактного двигателя находится в масляной ванне. Благодаря этому нет необходимости смешивать бензин с маслом или доливать масло в специальный бачок. Достаточно залить чистый бензин в топливный бак и можно ехать, при этом отпадает необходимость покупки специального масла для 2-тактных двигателей.

Так же на зеркале поршня и стенках глушителя и выхлопной трубы образуется значительно меньше нагара. К тому же, в 2-тактном двигателе происходит выброс топливной смеси в выхлопную трубу, что объясняется его конструкцией.

Впуск

Итак, в камере сгорания силового агрегата циклы преобразований энергии начинаются с реакции горения топливной смеси. При этом поршень находится в самой верхней своей точке (положение ВМТ), а затем движется вниз. В результате в камере сгорания двигателя возникает разрежение. Под его воздействием горючая жидкость всасывает топливо. Впускной клапан при этом находится в открытом положении, а выпускной закрыт.

Когда поршень начинает движение вниз, то над ним увеличивается объем. Это и вызывает разрежение. Оно составляет примерно 0,071-0,093 МПа. Таким образом, в камеру сгорания попадает бензин. В инжекторных двигателях топливо впрыскивается форсункой. После поступления смеси в цилиндр ее температура может составлять 75 до 125 градусов.


Смотреть галерею

То, как сильно цилиндр будет заполнен топливной смесью, определяют по коэффициентам заполнения. Для двигателей с карбюраторной системой питания данный показатель составит от 0,64 до 0,74. Чем выше значение коэффициента, тем более мощный мотор.

Такт расширения газов в дизельном двигателе

Когда поршень дизельного двигателя еще не дошел до верхней точки примерно на 30 градусов по коленвалу, ТНВД через форсунку подает в цилиндр топливо под высоким давлением. Значение в 18 МПа необходимо, чтобы горючее могло тонко распыляться и распределиться по всему объему в цилиндре.


Смотреть галерею

Далее топливо под действием высоких температур воспламеняется и быстро сгорает. Поршень движется к нижней точке. Температура внутри цилиндра в этот момент составляет около 2000 градусов. К концу такта температура снижается.

От чего зависит мощность четырехтактного ДВС

Тут вроде бы всё ясно — мощность поршневого двигателя в основном определяется:

  1. объёмом цилиндров;
  2. степенью сжатия рабочей смеси;
  3. частотой вращения.

Поднять мощность четырехтактного двигателя также можно повысив пропускную способность тактов всасывания и выхлопа, увеличив диаметр клапанов (особенно впускных).

Так же максимальная мощность получается при максимальном заполнении цилиндров, для этого используют турбины принудительной подкачки воздуха в цилиндр. В следствии чего повышается давление в цилиндре и соответственно КПД двигателя значительно возрастает.

Рекомендуем: Таблица вязкости моторного масла

Двухтактный двигатель – особенности работы

Если рассматривать двухтактный двигатель, следует отметить, что газовый топливный обмен совершается при нахождении поршня возле нижней предельной точки (мертвой), несколько не доходя до нее. Отработанные газы начинают удаляться из цилиндра при изменении их объема за небольшой промежуток времени. Очистка цилиндра в классическом двухтактном двигателе производится с помощью продувки воздуха, поступающего через компрессор.

Во время продувки воздух частично удаляется, а выпуск отработанных газов производится с помощью выпускных окон до того, как они будут закрыты поршнем. После этого наступает начало процесса сжатия, протекающего, как и в обычном четырехтактном двигателе. При движении поршня снизу вверх происходит перекрытие продувочных окон, после чего воздух из компрессора в цилиндр уже не подается.

Порядок работы

Описанные этапы составляют рабочий цикл четырехтактного бензинового двигателя. Нужно понимать, что каких-либо строгих соответствий между тактами и процессами в поршневых двигателях нет. Это легко объяснить тем, что при эксплуатации силового агрегата фазы газораспределительного механизма и то, в каком состоянии находятся клапаны, будет накладываться на движения поршней в различных моторах совершенно по-разному.

В любом цилиндре рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя протекает именно таким образом. Каждая камера сгорания в двигателе нужна для вращения единственного коленчатого вала, воспринимающего усилие от поршней.

Это чередование называют порядком работы. Такой порядок задается на этапе конструирования силового агрегата через особенности распределительного и коленчатого валов. Он не изменяется в процессе эксплуатации механизма.

Реализация порядка работы осуществляется чередованием искр, которые поступают на свечи от системы зажигания. Так, четырехцилиндровый мотор может работать в следующих порядках – 1, 3, 4, 2 и 1, 2, 4, 3.


Смотреть галерею

Узнать порядок, в котором работают цилиндры двигателя, можно из инструкции к автомобилю. Иногда порядок работы указан на корпусе блока.

Вот как протекает рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя или любого другого. Система питания никак не влияет на принцип действия агрегата. Разница лишь в том, что карбюратор – это механическая система питания, имеющая определенные недостатки, а в случае с инжекторами этих недостатков в системе нет.

Недостатки четырёхтактных двигателей:

Все холостые ходы (впуск, сжатие, выпуск) совершаются за счёт кинетической энергии, запасённой кривошипно шатунным механизмом и связанными с ним деталями во время рабочего хода, в процессе которого химическая энергия топлива превращается в механическую энергию движущихся частей двигателя. Поскольку сгорание происходит в доли секунд, то оно сопровождается быстрым увеличением нагрузки на крышку (головку) цилиндра, поршень и другие детали двигателя внутреннего сгорания. Наличие такой нагрузки неизбежно приводит к необходимости увеличить массу движущихся деталей (для повышения прочности), что в свою очередь сопровождается ростом инерционных нагрузок на движущиеся детали.

Уступают по мощности двухтактным.

Рабочий ход

Это третий такт рабочего цикла четырехтактного двигателя внутреннего сгорания. Он самый важный в работе силового агрегата. Именно на данном этапе работы двигателя энергия от сгорания топлива преобразуется в механическую, заставляющую вращаться коленчатый вал.


Смотреть галерею

Когда поршень находится в позиции, близкой к ВМТ, еще в процессе сжатия топливная смесь принудительным образом воспламеняется от свечи зажигания двигателя. Топливный заряд сгорает очень быстро. Еще до начала этого такта сгоревшие газы имеют максимальное значение давления. Эти газы являются рабочим телом, сжатым в небольшом объеме камеры сгорания двигателя. Когда поршень начнет двигаться вниз, газы начинают интенсивно расширяться, высвобождая энергию.

Среди всех тактов рабочего цикла четырехцилиндрового двигателя именно этот самый полезный. Он функционирует на нагрузку агрегата. Только на этом этапе коленвал получает разгонное ускорение. Во всех прочих мотор не вырабатывает энергию, а потребляет ее от того же коленчатого вала.

Особенности рабочего цикла двухтактного карбюраторного двигателя

В двухтактном карбюраторном двигателе горючая смесь до поступления в цилиндр заполняет герметичную кривошипную камеру, расположенную под поршнем. Вместо клапанов в цилиндре имеются окна, которые перекрывает движущийся поршень. Схема действия двухтактного двигателя показана на рисунке ниже.

Рабочий цикл одноцилиндрового двухтактного карбюраторного двигателя:

1— кривошипная (продувочная) камера; 2 —шатун; 3 — нижняя часть цилиндра, соединяющаяся с кривошипной камерой; 4 — продувочный канал; 5 — продувочное окно; 6 — поршень; 7 — цилиндр; 8 — головка цилиндра; 9 — запальная свеча 10— выпускное окно; 11— карбюратор; 12— впускное окно; 13 — коленчатый вал

Первый такт. При движении поршня вверх в кривошипной камере 1 создается разрежение, поэтому в камеру через окно 12 засасывается из карбюратора 11 горючая смесь. В это же время в цилиндре над поршнем происходит сжатие ранее поступившей смеси. В конце сжатия эта смесь воспламеняется электрической искрой, образованной в запальной свече 9, и быстро сгорает.

Второй такт. Под действием образовавшихся газов, имеющих высокое давление, поршень начинает перемещаться вниз. Опускаясь, он перекрывает впускное окно 12, после чего горючая смесь, поступившая в камеру 1, начинает сжиматься. При дальнейшем опускании поршня открывается выпускное окно 10, через которое из цилиндра уходят отработавшие газы. Затем открывается окно 5 и через канал предварительно сжатая смесь из кривошипной камеры поступает в цилиндр, выталкивая из него отработавшие газы. Этот процесс называется продувкой, а канал 4 и окно 5— продувочными.

Таким образом, у двухтактного карбюраторного двигателя рабочий ход совершается при каждом обороте коленчатого вала, поэтому мощность его на 60—70% превышает мощность четырехтактного двигателя такого же литража. Двухтактный двигатель работает более равномерно, устроен несложно и более прост в эксплуатации.

Основной недостаток двухтактного двигателя — большая потеря горючей смеси (до 30%), выходящей из цилиндра вместе с отработавшими газами во время его продувки. Из-за низкой экономичности двухтактные карбюраторные двигатели используют на тракторах лишь для пуска дизельных двигателей.

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя устройство легкового автомобиля диагностика устранение неисправностей ремонт и обслуживание автомобиля

 

Раздел I. устройство автомобиля

Глава 2. Двигатель

1. Общее устройство и рабочий цикл двигателя

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя

 Процесс, происходящий в цилиндре за один ход поршня, называется тактом. Таких тактов четыре: впуск бензино-воздушной смеси, ее сжатие, расширение газов при сгорании (рабочий ход), выпуск продуктов сгорания. Совокупность тактов называется рабочим циклом.

Если рабочий цикл совершается за четыре хода поршня, т. е. за два оборота коленчатого вала, то двигатель называют четырехтактным.

Рис. 5. Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя: а — впуск; б — сжатие; в — рабочий ход; г — выпуск

Табл. 2. Краткие технические характеристики двигателей автомобилей ГАЗ-24 и их модификаций и УАЗ ( УМЗ — Ульяновский моторный завод)

Первый такт — впуск: поршень перемещается от ВМТ к НМТ, впускной клапан 1 (рис. 5, а) открыт, выпускной клапан 3 закрыт. В цилиндре создается разрежение (0,7-0,9 кгс/см2), и горючая смесь, состоящая из паров бензина и воздуха, поступает в цилиндр. Горючая смесь смешивается с продуктами сгорания, оставшимися в цилиндре от предшествующего цикла, и образует рабочую смесь. Температура смеси в конце впуска 75-125° С.

Количество поступившей в цилиндр бензино-воздушной смеси определяет количество сжигаемого топлива, а следовательно, величину получаемой в цилиндре работы за цикл. Поэтому чем лучше наполнение цилиндра бензино-воздушной смесью, тем выше мощность двигателя.

Поступающая в цилиндр бензино-воздушная смесь подогревается от нагретых внутренних стенок цилиндра. Это, с одной стороны, улучшает испарение бензина, а с другой ухудшает наполнение цилиндров из-за понижения плотности смеси.

Второй такт — сжатие: поршень перемещается от НМТ к ВМТ (рис. 5, б), оба клапана закрыты. Давление в цилиндре и температура рабочей смеси повышаются. В конце такта давление достигает 9-15 кгс/см2, а температура 350-500° С.

Третий такт — расширение или рабочий ход. В конце такта, сжатия рабочая смесь воспламеняется в результате искрового разряда в свече 2 зажигания, происходит быстрое сгорание смеси (рис. 5, в). Максимальное давление при сгорании достигает 35- 50 кгс/см2, а температура 2200-2500° С. Давление газов передается на поршень 4, далее через поршневой палец 5 и шатун 6 на коленчатый вал 7, создавая крутящий момент, заставляющий вал вращаться. В конце такта открывается выпускной клапан 3, отработавшие газы начинают выходить в выпускной трубопровод, давление и температура в цилиндре снижаются.

Очистка  карбюратора, замена и промывка жиклеров, промывочные жидкости

Четвертый такт — выпуск (рис. 5, г): поршень перемещается от НМТ к ВМТ, выпускной клапан 3 открыт. Отработавшие газы из цилиндра поступают в выпускной трубопровод и далее через глушитель в атмосферу. Процесс выпуска протекает при давлении выше атмосферного. К концу такта давление в цилиндре снижается до 1,1-1,2 кгс/см2, а температура до 700-800° С.

Далее процессы, происходящие в цилиндре, повторяются в указанной выше последовательности. Рабочим является только один такт — расширение, впуск и сжатие являются подготовительными тактами, выпуск — заключительным.

При пуске двигателя его коленчатый вал вращается электродвигателем — стартером. Когда двигатель начнет работать, такты впуска, сжатия и выпуска происходят за счет энергии, накопленной маховиком двигателя при рабочем ходе.

На легковых автомобилях ГАЗ-24 «Волга», а также автомобилях УАЗ устанавливают четырехцилиндровые четырехтактные карбюраторные двигатели с вертикальным расположением цилиндров. Диаметр цилиндра и ход поршня равны 92 мм, литраж 2,445 л. Двигатели отличаются степенью сжатия и величиной наибольшей эффективной мощности, а также некоторыми конструктивными решениями (табл. 2).

Главная страница сайта

Рубрикатор статей

На предыдущую страницу  Читать книгу сначала На следующую страницу

О компании О документах О рекламе Меню Карата

 

Лабораторная работа Рабочий цикл 4-х тактного карбюраторного двигателя

Лабораторная работа № 4

Тема: Рабочий цикл 4-х тактного карбюраторного двигателя.

ПК. 2.1. Определять техническое состояние систем, агрегатов, узлов, приборов автомобилей.

ПК. 2.2. Демонтировать системы, агрегаты, узлы, приборы автомобилей и выполнять комплекс работ по устранению неисправностей.

ПК. 2.3. Собирать, регулировать и испытывать системы, агрегаты, узлы, приборы автомобилей.

Цель: Формирование умений и навыков при выполнении работ по диагностике ДВС.

Вид деятельности: репродуктивный

Форма организации занятия: групповая

Время проведения: 6 часов

Оборудование: двигатель ВАЗ 2101, комплект водительского инструмента, технические жидкости и масла.

Методические указания: используются учебные пособия:

1. Ламака Ф. И, Лабораторно-практические работы по устройству грузовых автомобилей: учебное пособие для н.п.о., М.: издательский центр Академия, 2007, 2008

2. Практикум автомеханика, ГУ РЦ ЭМТО, 2003 (СD)

3.Шестопалов С.К. Устройство, техническое обслуживание и ремонт легковых автомобилей Учебник для начального профессионального образования, М.: ИРПО; Изд. центр «Академия», 2007

4. Руководство по эксплуатации и ремонту автомобиля ВАЗ — 2101

Содержание работы

ОБКАТКА ДВИГАТЕЛЯ ПОСЛЕ РЕМОНТА

Отремонтированный двигатель подвергается стендовым испытаниям (обкатке) без нагрузки по следующему циклу:

750-800 мин-1 2 мин

1000 мин-1 3 мин

1500 мин-1 4 мин

2000 мин-1 5 мин

Установив на стенде и запустив двигатель, проверьте:

— нет ли течи охлаждающей жидкости или топлива между сопрягаемыми деталями и в соединениях трубопроводов;

— давление масла и нет ли подтекания масла через прокладки;

— установку момента зажигания;

— частоту вращения на холостом ходу;

— герметичность соединения карбюратора с впускной трубой.

Если обнаружатся посторонние стуки или неисправности, остановите двигатель, устраните их, а затем продолжите испытания.

При подтекании масла через прокладку между картером и блоком цилиндров, подтяните болты крепления рекомендуемым моментом. Если течь масла не прекращается, проверьте прокладку и при необходимости замените ее.

При подтекании масла через прокладку между крышкой и головкой цилиндров проверьте прокладку и резиновые втулки на шпильках крепления крышки головки цилиндров. При необходимости замените прокладку и втулки, соблюдая рекомендации, изложенные в подразделе “Сборка двигателя”.

После ремонта двигателя необходим определенный период приработки рабочих поверхностей новых деталей. Это в особенности относится к тем двигателям, на которых были заменены поршни, вкладыши шатунных и коренных подшипников, перешлифованы шейки коленчатого вала, а также отхонингованы цилиндры.

Поэтому во время обкатки отремонтированного двигателя не подвергайте его максимальным нагрузкам. Обкатка двигателя должна продолжаться на автомобиле с соблюдением тех скоростей движения, которые рекомендуются для периода обкатки автомобиля.

Защита отчета по лабораторной работе.

Рабочий цикл 4 х тактного бензинового двигателя

Рабочий цикл карбюраторного четырехтактного двигателя

Рассмотрим подробно каждый такт цикла.

Такт впуска

Поршень 4 движется от в.м.т. к н.м.т. Над ним в полости цилиндра 1 создается разрежение. Впускной клапан 6 при этом открыт, цилиндр через впускную трубу 7 и карбюратор 8 сообщается с атмосферой. Под влиянием разности давлений воздух устремляется в цилиндр. Проходя через карбюратор, воздух распыливает топливо и, смешиваясь с ним, образует горючую смесь, которая поступает в цилиндр. Заполнение цилиндра 1 горючей смесью продолжается до прихода поршня в н.м.т. К этому времени впускной клапан закрывается.

Такт сжатия

При дальнейшем повороте коленчатого вала 10 поршень движется от н.м.т. к в.м.т. В это время впускной 6 и выпускной 3 клапаны закрыты, поэтому поршень сжимает находящуюся в цилиндре рабочую смесь. В такте сжатия составные части рабочей смеси хорошо перемешиваются и нагреваются. В конце такта сжатия между электродами свечи 5 возникает электрическая искра, от которой рабочая смесь воспламеняется. В процессе сгорания топлива выделяется большое количество теплоты, давление и температура газов повышаются.

Такт расширения

Оба клапана закрыты. Под давлением расширяющихся газов поршень движется от в.м.т. к н.м.т. (рисунок в) и при помощи шатуна 9 вращает коленчатый вал 10, совершая полезную работу.

Такт выпуска

Когда поршень подходит к н.м.т., открывается выпускной клапан 3 и отработавшие газы под действием избыточного давления начинают выходить из цилиндра в атмосферу через выпускную трубу 2. Далее поршень движется от н.м.т. к в.м.т. (рисунок г) и выталкивает из цилиндра отработавшие газы.

Далее рабочий цикл повторяется.

Рисунок. Рабочий цикл одноцилиндрового четырехтактного карбюраторного двигателя:
а — такт впуска; б — такт сжатия; в — такт расширения; г — такт выпуска; 1 — цилиндр, 2 — выпускная труба; 3 — выпускной клапан; 4 — поршень; 5 — искровая зажигательная свеча; 6 — впускной клапан; 7 — впускная труба; 8 — карбюратор; 9 — шатун; 10 — коленчатый вал.

Рабочий цикл четырехтактного дизеля

В отличие от карбюраторного двигателя в цилиндр дизеля воздух и топливо вводятся раздельно.

Такт впуска

Поршень движется от в.м.т. к н.м.т. (рисунок а), впускной клапан открыт, в цилиндр поступает воздух.

Такт сжатия

Оба клапана закрыты. Поршень движется от н.м.т. к в.м.т. (рисунок б) и сжимает воздух. Вследствие большой степени сжатия (порядка 14…18) температура воздуха становится выше температуры самовоспламенения топлива.

Рисунок. Рабочий цикл одноцилиндрового четырехтактного дизеля: а — такт впуска; б — такт сжатия; в — такт расширения; г — такт выпуска

В конце такта сжатия при положении поршня, близком к в.м.т., в цилиндр через форсунку начинает впрыскиваться жидкое топливо. Устройство форсунки обеспечивает тонкое распыливание топлива в сжатом воздухе.

Топливо, впрыснутое в цилиндр, смешивается с нагретым воздухом и оставшимися газами, образуется рабочая смесь. Большая часть топлива воспламеняется и сгорает, давление и температура газов повышаются.

Такт расширения

Оба клапана закрыты. Поршень движется от в.м.т. к н.м.т. (рисунок в). В начале такта расширения сгорает остальная часть топлива.

Такт выпуска

Выпускной клапан открывается. Поршень движется от н.м.т. к в.м.т. (рисунок г) и через открытый клапан выталкивает отработавшие газы в атмосферу.

Далее рабочий цикл повторяется.

У описанных двигателей в течение рабочего цикла только в такте расширения поршень перемещается под давлением газов и посредством шатуна приводит коленчатый вал во вращательное движение. При выполнении остальных тактов — выпуске, впуске и сжатии — нужно перемещать поршень, вращая коленчатый вал. Эти такты являются подготовительными и осуществляются за счет кинетической энергии, накопленной маховиком в такте расширения. Маховик, обладающий значительной массой, крепят на конце коленчатого вала.

Дизель по сравнению с карбюраторным двигателем имеет следующие основные преимущества:

  • на единицу произведенной работы расходуется в среднем на 20…25 % (по массе) меньше топлива
  • работа на более дешевом топливе, которое менее пожароопасно

Недостатки дизеля:

  • более высокое давление газов в цилиндре требует повышенной прочности деталей, а это приводит к увеличению размеров и массы дизеля
  • пуск его затруднен, особенно в зимнее время

Хорошие экономические показатели дизелей обусловили их широкое применение в качестве двигателей для тракторов, грузовых и легковых автомобилей.

Рабочий цикл авто с дизельным двигателем отличается тем, что при такте впуска в цилиндр двигателя поступает очищенный воздух, а не горючая смесь, как в карбюраторном двигателе.

Первый такт — впуск.

Устройство двигателя современного

автомобиля, устройство систем и механизмов

Поршень перемещается от ВМТ к НМТ, через открытый впускной клапан в цилиндр поступает очищенный воздух (из-за разрежения, создаваемого поршнем). Воздух перемешивается с небольшим количеством оставшихся от предыдущего цикла отработавших газов, температура повышается и в конце такта впуска достигает 300—320 К, а давление 0.08—0.09 МПа. Коэффициент наполнения цилиндра 0,9 и выше, т. е. больше, чем у карбюраторного двигателя.

Работа четырехтактного одноцилиндрового дизельного двигателя:

а — впуск воздуха; б — сжатие; в — рабочий ход; г – выпуск отработавших газов; 1— цилиндр; 2 — топливный насос, 3 — поршень: 4 — форсунка, 5 — впускной клапан, 6 — выпускной клапан

Второй такт — сжатие.

Как устроен простейший двигатель?

Устройство двигателя для детей

Поршень движется от НМТ к ВМТ, впускной и выпускной клапаны закрыты. Давление и температура воздуха увеличиваются и в конце такта составляют соответственно 3—5 МПа и 800—900 К. Степень сжатия регламентируется исправностью деталей КШМ и равна 17—21.

Третий такт — рабочий ход.

В конце такта сжатия (20—30 градусов угла поворота коленчатого вала ло прихода поршня в ВМТ) с помощью насоса через форсунку в цилиндр под высоким давлением (15—20 МПа) в мелкораспыленном виде впрыскивается порция топлива. Топливо от соприкосновения с нагретым воздухом испаряется, его пары перемешиваются с нагретым воздухом и воспламеняются. При сгорании топлива, вследствие подвода большого количества теплоты, резко увеличиваются лишение и температура образовавшихся газов. В начале такта расширения давление газов составляет 7—8 МПа. а температура 2100—2300 К. Под действием давления поршень перемешается от ВМТ к НМТ, совершая полезную работу. Объем цилиндра увеличивается, давление и температура газов снижаются и при подходе поршня к НМТ составляют 0,2-0,4 МПа .

Четвертый такт — выпуск.

Поршень перемещается от НМТ к ВМТ. Через открытый выпускной клапан отработавшие газы выталкиваются через выпускной трубопровод в окружающую среду. В конце такта выпуска давление газов равно 0,11 -0,12 МПа, температура 850—1200. После этого рабочий цикл дизеля повторяется.
В двухтактных двигателях время, отводимое на рабочий цикл, используется более полно, так как процессы выпуска и впуска совмещены по времени с процессами сжатия и рабочего хода. Рабочий цикл происходит за 360 градусов (один оборот коленчатого вала).

При движении поршня от ВМТ к НМТ одновременно происходят процессы расширения и выпуска с продувкой цилиндра, а при обратном движении от НМТ к ВМ1 впуск и сжатие. Изменения параметров цикла (давление и температура) соответствуют изменениям параметров четырехтактного двигателя.
Сравнение рабочих циклов четырех- , двухтактных двигателей показывает, что при одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения коленчатого вала мощность двухтактных двигателей выше в 1.5—1,7 раза. Он проще по конструкции и компактнее.
К недостаткам двухтактного двигателя следует отнести ограниченное время газообмена, что ухудшает очистку цилиндра от отработавших газов, увеличивает потери части свежею заряда, снижает экономичность.

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя состоит из следующих тактов: впуск, сжатие, рабочий ход (сгорание — расширение), выпуск.

Впуск. Поршень перемещается от в.м.т. к н.м.т., впускной клапан открыт, в цилиндре образуется разрежение, вследствие чего в него поступает горючая смесь, которая перемешивается с отработавшими газами, оставшимися в небольшом количестве в цилиндре от предыдущего цикла, и образует рабочую смесь. Температура смеси в конце впуска равна 100 — 130° С, а давление примерно 70 — 80 кн/м2 (0,7 — 0,8 кгс/см2). На индикаторной диаграмме процесс впуска изображен линией rа.

Сжатие. Поршень перемещается от н.м.т. к в.м.т. Оба клапана закрыты, рабочая смесь сжимается, и температура ее повышается, благодаря чему улучшается испарение и перемешивание бензина с воздухом. К концу такта сжатия давление в цилиндре повышается до 800 — 1200 кн/м2 (8 — 12 кгс/см2), температура смеси достигает 280 — 480°G. На индикаторной диаграмме процесс сжатия показан линией ас.

Рабочий ход (сгорание — расширение). Рабочая смесь в цилиндре воспламеняется электрической искрой и сгорает за 0,001 — 0,002 сек, выделяя при этом большое количество теплоты. Оба клапана закрыты. Температура в конце сгорания достигает свыше 2000° С, а давление — 3,5 — 4,0 Мн/м2 (35 — 40 кгс/см2). На индикаторной диаграмме процесс сгорания изображен линией cz. Под действием силы давления газов поршень перемещается к н.м.т., вращая через шатун коленчатый вал, В процессе расширения внутренняя энергия преобразуется в механическую работу. В конце расширения давление в цилиндре падает до 300 — 400 кн/м2 (3 — 4 кгс/см2), а температура снижается до 800 — 1100 °С. На индикаторной диаграмме процесс расширения газов характеризуется линией zb.

Выпуск. Открывается выпускной клапан. Поршень перемещается к в.м.т. и очищает цилиндр от отработавших газов, выталкивая их в атмосферу. Давление к концу такта выпуска снижается до 105 — 115 кн/м2 (1,05 — 1,15 кгс/см2), а температура — до 300 — 400 °С. На индикаторной диаграмме процесс выпуска отработавших газов изображен линией br.

Рабочий процесс четырехтактного двигателя протекает за четыре хода поршня, т. е. за два оборота коленчатого вала.

Из четырех тактов рабочий ход является основным, остальные три — вспомогательными. Поэтому одноцилиндровый двигатель работает неравномерно. Для обеспечения равномерности вращения коленчатого вала автомобильные двигатели изготовляют с несколькими цилиндрами

В цилиндрах четырехтактного дизеля происходят те же такты, что и в цилиндрах четырехтактного карбюраторного двигателя (впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск).

Впуск. Поршень перемещается к н.м.т., и через открытый впускной клапан цилиндр заполняется воздухом.

Сжатие. Поршень перемещается от н.м.т. к в.м.т. и при закрытых клапанах сжимает находящийся в цилиндре воздух.

У дизеля более высокая, чем у карбюраторного двигателя, степень сжатия (ε = 15 — 20) и как следствие этого выше давление (3,0 — 3,5 Мн/м2, или 30 — 35 кгс/см2) и температура (600 — 700 °С) конца сжатия.

Рабочий ход. В конце такта сжатия в цилиндр через форсунку впрыскивается под высоким давлением (10 — 20 Мн/м2, или 100 — 200 кгс/см2) мелкораспыленное тяжелое жидкое топливо, образующее с воздухом смесь, которая самовоспламеняется под действием высокой температуры сжатого воздуха и быстро сгорает, выделяя много теплоты. В результате температура в цилиндре повышается до 1800 — 2000° С, а давление — до 5 — 6 Мн/м2 (50 — 60 кгс/см2). Под действием силы давления газов поршень движется к н.м.т., повертывая коленчатый вал.

Выпуск. Поршень перемещается к в.м.т., выталкивая через открытый выпускной клапан отработавшие газы в атмосферу.

Как работают двухтактные и четырехтактные подвесные двигатели.

Evinrude Как работают двухтактные и 4-тактные подвесные двигатели Отчет капитана

Узнайте о том, как подвесные двигатели вырабатывают мощность, почему в разных двигателях используются разные системы и что все это означает.

Вы когда-нибудь задумывались, как на самом деле работает подвесной двигатель?

Современные подвесные двигатели, аналогичные двигателям других товаров, таких как автомобили или мотоциклы, используют внутреннее сгорание топлива для перемещения поршней, которые, в свою очередь, вращают приводной вал.Все двигатели этого типа требуют, чтобы три элемента работали вместе для сгорания и движения —

1. Воздух

2. Топливо

3. Искра

В двигателе есть системы для определения количества каждого и того, когда они должны быть применены. В случае подвесного двигателя сгорание создает вращающую силу на коленчатом валу, которая, в свою очередь, используется для вращения гребного винта.

Для 4-тактных двигателей требуется на 100 движущихся частей больше, чем для 2-тактных двигателей.

2 разные технологии

В подвесных двигателях используются две основные технологии для выработки энергии за счет сгорания.У каждого есть сходство и различие для достижения одной и той же цели — поворота пропеллера для создания движущей силы.

Один тип подвесного двигателя называется четырехтактным, а другой — двухтактным. Причина, по которой они названы таким образом, связана с тем, как двигатель настроен на выполнение необходимых функций для осуществления сгорания.

«Ход» — это когда один поршень перемещается от одного конца цилиндра к другому. Для одного типа двигателя, используемого в подвесных двигателях, требуется четыре такта для каждого сгорания, поэтому он называется четырехтактным двигателем.Другой требует всего два такта для каждого сгорания, поэтому он называется двухтактным двигателем.

Четырехтактному двигателю требуется один такт для выполнения всех основных потребностей двигателя.

Как работает 4-тактный двигатель

4-тактный двигатель проходит четыре этапа сгорания, каждый из которых включает перемещение поршня по длине цилиндра или совершение «хода».

1. Сначала поршень перемещается на вниз в цилиндре, создавая вакуум.При этом открывается клапан, расположенный в верхней части цилиндра, впуская смесь воздуха и топлива. Это называется тактом впуска . Клапан удерживается закрытым с помощью пружинного механизма и открывается кулачком (выступ на распределительном валу), который толкает клапан и сжимает пружину. Как только кулачок проходит клапан, пружина снова закрывает клапан.

Когда поршень движется вниз (обозначен розовой стрелкой), впускной клапан открывается (показан желтой стрелкой), впуская топливно-воздушную смесь в цилиндр.

2. Затем поршень перемещается вверх на , чтобы сжать смесь воздуха и топлива в камере сгорания. Это называется тактом сжатия . Когда поршень достигает верхней части цилиндра, воздушно-топливная смесь сжимается.

При движении поршня вверх он сжимает топливно-воздушную смесь в камере сгорания в верхней части цилиндра.

3. Когда поршень находится в верхней части цилиндра , свеча зажигания воспламеняет смесь, создавая взрыв, который толкает поршень вниз.Это когда поршень совершает третий проход через цилиндр. Это такт сгорания , или «рабочий» ход.

Когда свеча зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь, она заставляет поршень опускаться в цилиндр.

4. Четвертый ход — когда поршень снова поднимается , выпускной клапан открывается, и отработанный газ выталкивается в выпускной коллектор. Он называется такт выпуска .

Когда поршень движется обратно вверх по цилиндру (показан розовой стрелкой), он выталкивает выхлопные газы из теперь открытого выпускного клапана (обозначен желтой стрелкой).

Как работает обычный 2-тактный двигатель с карбюратором

2-тактный двигатель проходит две ступени, чтобы вызвать сгорание, и каждая включает поршень, перемещающий длину цилиндра или совершающий «ход».

1. Когда поршень начинает двигаться вверх , он сжимает топливно-воздушную смесь в цилиндре и закрывает впускные и выпускные клапаны. На 2-тактном двигателе клапаны представляют собой отверстия в стенке цилиндра, а не в верхней части цилиндра в камере сгорания, как на 4-тактном.Таким образом, первый такт в обычном карбюраторном 2-тактном двигателе выполняет функции впуска и сжатия.

Это чертеж обычного карбюраторного двухтактного двигателя. Когда поршень движется вверх, смесь воздуха и топлива в картере нагнетается в цилиндр через впускной клапан (показан желтой стрелкой). Желтая стрелка показывает выхлопное отверстие, через которое выхлопные газы недавно вышли из камеры. Оба эти клапана скоро будут заблокированы поршнем, перемещающимся вверх в цилиндре.
Когда искра воспламеняет топливно-воздушную смесь, поршень движется вниз, сжимая воздух в картере.

2. Когда поршень находится в верхней части цилиндра , свеча зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь, и происходит взрыв, толкая поршень вниз в начале его второго хода. Проходя вниз по цилиндру, поршень открывает выпускной клапан, и отработанные газы выходят из камеры. Таким образом, этот двигатель выполняет как рабочий такт, так и функцию выпуска за один такт.

В то же время нижняя часть поршня сжимает воздух в картере, проталкивая топливно-воздушную смесь через недавно открытый впускной клапан в цилиндр. И процесс повторяется.

После сгорания поршень опускается (показан розовой стрелкой) и нагнетает давление в картер. Это заставляет воздух из картера поступать в цилиндр через впускной клапан (обозначен желтыми стрелками), а также открывает выпускной клапан, так что газы могут выходить (показано оранжевой стрелкой) в выпускной коллектор.

Сделай математику

Все это означает, что естественная механика двухтактного двигателя внутреннего сгорания генерирует вдвое больше рабочих ходов за каждый оборот коленчатого вала. Как мы видели, поршень четырехтактного подвесного двигателя выполняет два дополнительных прохода через цилиндр: один для выталкивания выхлопных газов, а другой — для всасывания топливно-воздушной смеси.

На 2-тактном двигателе ступени впуска и выпуска регулируются направленным вниз давлением поршня на воздух картера, который толкается в поршень при открытии клапана боковой стенки цилиндра.

2000 Силовых ходов по сравнению с 1000

Взглянем на это с другой стороны: при 2000 об / мин каждый цилиндр в двухтактном двигателе запускается и генерирует энергию 2 000 раз. Неважно, сколько там цилиндров. Независимо от того, вращает ли коленчатый вал двухтактного подвесного двигателя один поршень, четыре, шесть или восемь, все они совершают полный цикл движения вверх-вниз при каждом повороте коленчатого вала.

В 4-тактном двигателе, работающем при тех же 2000 об / мин, каждый цилиндр срабатывает и вырабатывает энергию в 1000 раз, то есть ровно в два раза реже.Поршень 4-тактного двигателя должен сделать еще два прохода через цилиндр без заметного увеличения мощности.

Есть много других различий между 2-тактными и 4-тактными двигателями, но основное различие заключается в количестве тактов, необходимых для сгорания.

Ход сжатия — Как работают двухтактные двигатели

Теперь импульс в коленчатом валу начинает толкать поршень обратно к свече зажигания для хода сжатия . Когда воздушно-топливная смесь в поршне сжимается, в картере создается разрежение .Этот вакуум открывает пластинчатый клапан и всасывает воздух / топливо / масло из карбюратора .

Когда поршень доходит до конца такта сжатия, свеча зажигания снова зажигается, чтобы повторить цикл. Он называется двухтактным, потому что есть ход сжатия , а затем ход сгорания . В четырехтактном двигателе есть отдельные такты впуска, сжатия, сгорания и выпуска.

Вы можете видеть, что поршень действительно выполняет три разные функции в двухтактном двигателе:

  • На одной стороне поршня находится камера сгорания , где поршень сжимает топливно-воздушную смесь и захватывает энергия, выделяемая при воспламенении топлива.
  • С другой стороны от поршня находится картер , где поршень создает вакуум для всасывания воздуха / топлива из карбюратора через пластинчатый клапан, а затем нагнетает давление в картере, так что воздух / топливо принудительно попадают в зону сгорания. камера.
  • Между тем стороны поршня действуют как клапаны , закрывая и открывая впускные и выпускные отверстия, просверленные в боковой стенке цилиндра.

Очень приятно видеть, как поршень выполняет столько разных вещей! Вот что делает двухтактные двигатели такими простыми и легкими.

Если вы когда-либо использовали двухтактный двигатель, вы знаете, что вам нужно смешать специальное масло для двухтактных двигателей с бензином. Теперь, когда вы понимаете двухтактный цикл, вы понимаете, почему. В четырехтактном двигателе картер полностью отделен от камеры сгорания, поэтому вы можете заполнить картер тяжелым маслом для смазки подшипников коленчатого вала, подшипников на обоих концах шатуна поршня и стенки цилиндра. С другой стороны, в двухтактном двигателе картер служит камерой под давлением для нагнетания воздуха / топлива в цилиндр, поэтому он не может удерживать густое масло.Вместо этого вы смешиваете масло с газом, чтобы смазывать коленчатый вал, шатун и стенки цилиндра. Если вы забудете добавить масло, двигатель не прослужит долго!

Сравнение двухтактных и четырехтактных двигателей: принцип работы, плюсы и минусы

Недавно некоторые из моих приятелей по грязи перешли с двухтактных мотоциклов на четырехтактные, в то время как другие пошли другим путем. Почему?

Мои друзья, которые переключились, говорят о различиях в сцеплении, торможении двигателем, подаче мощности, звуке и общем ощущении.Итак, давайте подробнее рассмотрим, чтобы ответить на некоторые основные вопросы, например, в чем разница между четырехтактным и двухтактным двигателем? Как работают четырехтактные и двухтактные двигатели? Каковы плюсы и минусы каждого из них? А какой вам лучше?

Сравнение четырехтактных и двухтактных двигателей

В наши дни немногие уличные мотоциклы имеют двухтактные двигатели, поэтому это в основном вопрос для гонщиков по бездорожью. Для простоты в этой статье мы будем придерживаться современных одноцилиндровых двигателей для внедорожников в двух- и четырехтактных форматах.Давайте посмотрим на сходства и различия.

И двухтактные, и четырехтактные двигатели внутреннего сгорания используют энергию, создаваемую при сжигании смеси воздуха и топлива, для того, чтобы толкать поршень вниз. Шатун и коленчатый вал преобразуют движение поршня вверх и вниз во вращательное движение, которое достигает заднего колеса мотоцикла, толкая его вперед.

Пример очень популярного четырехтактного двигателя. Вы можете видеть, где расположены двойные верхние кулачки в головке блока цилиндров.КТМ фото.

Когда мы говорим «ход», мы имеем в виду движение поршня вверх или вниз внутри цилиндра. В четырехтактном двигателе первый такт — впускной, второй — компрессионный, третий — сгорающий и четвертый — выпускной. Учителя средней школы, пытающиеся удержать внимание одурманенных гормонами подростков, иногда используют более запоминающиеся термины сосать, сжимать, трясти, дуть, чтобы описать четыре удара. Вот что происходит при каждом ударе.

Впускной : Впускной клапан (клапаны) в головке открывается, когда поршень движется вниз, всасывая топливо.Двигатель здесь дышит.

Сжатие : впускной и выпускной клапаны закрыты, а поршень движется вверх, сжимая топливно-воздушную смесь.

Сгорание : Впускной и выпускной клапаны остаются закрытыми, пока ваша система зажигания зажигает свечу зажигания, воспламеняя топливно-воздушную смесь и заставляя поршень опускаться, передавая мощность на заднее колесо.

Выхлоп : Выпускной клапан (ы) открывается, когда поршень снова движется вверх, вытесняя сгоревшую смесь топлива и воздуха через выхлопную систему.Затем сериал начинается заново.

Обратите внимание, что все это происходит над верхней частью поршня. Вот почему головки четырехтактных цилиндров намного больше, чем головки двухтактных. В головке должны находиться распределительные валы, клапаны, впускной и выпускной тракты и свеча зажигания. Ниже всего этого коленчатый вал находится в масляной ванне внутри картера. Когда кривошип вращается, он наносит масло на стенки цилиндра, кривошип и подшипники штока, чтобы все оставалось достаточно смазанным.У большинства велосипедов также есть масляные системы под давлением, которые впрыскивают масло туда, где оно необходимо для смазки и охлаждения.

Пример очень популярного двухтактного двигателя. Обратите внимание на простую конструкцию головки блока цилиндров. КТМ фото.

Двухтактный двигатель следует тем же этапам всасывания-сжатия-взрыва-удара, но сочетает такты впуска и сжатия, а затем комбинирует такты сгорания и выпуска, так что весь процесс завершается за два такта вместо четырех. Это означает, что двухтактный двигатель развивает мощность каждый раз, когда поршень опускается, тогда как четырехтактный двигатель развивает мощность каждый раз, когда поршень опускается.Вот как.

В двухтактных двигателях картер используется как часть впускного тракта, используя объем выше и ниже поршня. В таком случае коленчатый вал не может находиться в масляной ванне, как четырехтактный. Вместо этого в двухтактных двигателях масло смешивается с топливом, и это остаточное масло смазывает стенки цилиндра, кривошип и подшипники штока.

Двухтактные двигатели легко заметить по толстой выхлопной трубе. Форма и размер расширительной камеры имеют решающее значение для двигателя не только для удаления сгоревшего топлива (и масла), но и для создания вакуума, помогающего всасывать свежую топливно-воздушную смесь через передаточное отверстие.К сожалению, эти прекрасные произведения искусства из металла относительно легко повредить. Фото RevZilla.

Вдобавок ко всему, головка цилиндра двухтактного двигателя — это, по сути, просто крышка на верхней части цилиндра, используемая для удержания свечи зажигания. В головке блока цилиндров нет клапанов или отверстий. Вместо этого в цилиндре есть отверстия, называемые портами, которые направляют поток всасываемого заряда и закрываются и открываются, когда поршень поднимается и опускается в цилиндре. Если вы думаете о клапанах как о входных и выходных дверях для топлива — При смешивании воздуха и выхлопе поршень в двухтактном двигателе действует как вертикально скользящая дверь, открывая и закрывая порты.Магия двухтактного двигателя заключается в том, как он использует движение поршня, а также пространство над и под поршнем для выполнения последовательности всасывания-сжатия-взрыва-удара. Вот как.

Впуск и сжатие : Когда поршень движется вверх, под поршнем создается разрежение, и топливно-воздушная смесь втягивается в картер. Такт сжатия также происходит одновременно над поршнем, когда он движется вверх. Во впускном тракте между картером и источником топлива в двухтактном двигателе есть пластинчатый клапан.Это односторонний клапан с вакуумным приводом, позволяющий двухтактным двигателям втягивать топливо и воздух через них, когда поршень движется вверх, но закрывается, когда поршень движется вниз, предотвращая движение какой-либо топливно-воздушной смеси в обратном направлении от двигателя. камера сгорания.

Сгорание и выхлоп : Свеча зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь и заставляет поршень опускаться, создавая мощность, в то время как топливно-воздушная смесь под поршнем проталкивается через передаточное отверстие от нижней части к верхней части двигателя. .По мере того, как поршень движется вниз к нижней части такта сгорания, поршень открывает выпускное отверстие в стенке цилиндра. Все это идеально расположено, чтобы позволить давлению ниже поршня в картере выталкивать сгоревшие выхлопные газы, одновременно заменяя их свежей несгоревшей топливно-воздушной смесью через передаточные отверстия.

Вы, наверное, думаете: «Ну ладно, ботаник! Оба двигателя вращают колесо, так что, черт возьми, такого плохого в том, чтобы использовать один вместо другого? »

Плюсы и минусы четырехтактных и двухтактных двигателей

У обоих типов двигателей есть свои плюсы и минусы, и они обеспечивают разный опыт вождения, поэтому некоторые из моих приятелей перешли на них.

Honda не выпускает двухтактные автомобили с 2007 года, но их линейка четырехтактных двигателей впечатляет. Фото хонды.

Плюсы четырехтактных двигателей : Четырехтактные двигатели обеспечивают мощность только в четверти времени по сравнению с половиной времени, как у двухтактных двигателей, но более длинный рабочий ход обеспечивает гораздо больший крутящий момент, поэтому четырехтактные двигатели обеспечивают лучшую мощность при более низких оборотах и ​​более линейная и предсказуемая тяга во всем диапазоне оборотов. Чтобы завершить четыре фазы, четырехтактный двигатель требует более тяжелого маховика, чтобы дать кривошипу инерцию, необходимую для его вращения между тактами сгорания.Комбинация менее частых импульсов мощности на заднее колесо и более тяжелого маховика обеспечивает улучшенное сцепление с четырехтактным двигателем в определенных условиях бездорожья. Кроме того, четырехтактные двигатели обычно обеспечивают более эффективное торможение двигателем, что предпочитают многие гонщики. В частности, в четырехтактных двигателях масло не смешивается с газом, поэтому они имеют более чистые выхлопные газы.

Недостатки четырехтактных двигателей : Исторически четырехтактные двигатели были тяжелее двухтактных просто потому, что для их работы требуется больше деталей, хотя разница исчезает по мере того, как четырехтактные двигатели становятся легче.Более тяжелые маховики могут заставить велосипед по-другому управлять и сделать его более устойчивым к изменению направления. Четырехтактные двигатели также сложнее обслуживать, поскольку они более сложные. В моей книге это отмывка, потому что, хотя двухтактные двигатели намного проще восстановить, они нуждаются в обслуживании чаще.

Я лично предпочитаю ощущение двухтактности. На мой взгляд, мотоцикл кажется очень легким и недостаточно напряженным. Фото Сперджена Данбара.

Плюсы двухтактных двигателей : Как упоминалось ранее, двухтактные двигатели исторически легче и проще.Меньше изнашиваемых движущихся частей, и верхний ремонт можно провести утром перед поездкой во второй половине дня. Двухтактные двигатели, как правило, обладают невероятной мощностью при увеличении оборотов. Современные двухтактные двигатели более управляемы и лучше работают на низких оборотах благодаря усовершенствованию силовых клапанов, которые по сути представляют собой небольшие клапаны, которые могут открывать или закрывать размер выпускного отверстия в зависимости от частоты вращения двигателя.

Минусы для двухтактных двигателей : Предварительное смешивание нефти и газа — это небольшая проблема, которая начинает утомлять вас из-за беспорядка, который это влечет за собой.Этот обман скоро станет историей из-за популярности велосипедов TPI (с инжекционным портом передачи). По общему признанию, немного затруднительно носить с собой масло на длинных эндуро, чтобы его измерить и добавить в свой топливный бак на остановках для бензина. Это строго основано на том, что однажды моя бутылка с маслом протекла на закуски в моем гидрационном пакете.

Если вы ездите на двухтактном двигателе с карбюратором, вы будете предварительно смешивать масло с бензином, чтобы обеспечить адекватную смазку внутренних частей вашего двигателя. В современных велосипедах TPI масло для двухтактных двигателей добавляется в собственный резервуар, поэтому вы можете заправлять свой топливный бак обычным бензином.Фото RevZilla.

Поскольку для продолжения работы двухтактных двигателей требуется минимальная смазка, их поршни, кольца, цилиндры и кривошипы изнашиваются быстрее, поэтому вам следует планировать замену деталей на двухтактных двигателях чаще, чем на четырехтактных. Двухтактные двигатели также имеют уникальную выхлопную конструкцию с большими тонкостенными трубами, которые легко вмятины и легко повреждаются препятствиями на бездорожье. Наконец, два мазка грязные. Их выхлоп дымный и содержит изрядное количество несгоревшего газа, который наносит серьезный ущерб окружающей среде.

Что хорошего в двух и четырех

В любом случае ваш двигатель запускается тысячи раз в минуту во время езды, сочетая идеальную синхронизацию зажигания, заправку и продувку для получения невероятной выходной мощности из небольшого и легкого корпуса. Они вырабатывают собственное электричество для подзарядки батарей и / или питания катушек зажигания. Они включают водяные насосы, обеспечивая идеальную рабочую температуру с помощью термостатов.Я балуюсь двигателями внутреннего сгорания с пяти лет. Мне сейчас 41 год, и я до сих пор восхищаюсь их работой.

2021 KTM 300 XC-W TPI или трансмиссия для кросс-кантри с широким передаточным числом и впрыском передаточного порта — популярная двухтактная машина для воинов выходного дня, а также профессиональных гонщиков. КТМ фото.

А как насчет звука? Если вы зашли так далеко, то знаете, что четырехтактные двигатели идут braaap , а двухтактные — ring-a-ding-ding .Мне лично нравится звук двухтактных двигателей. От звука и запаха у меня на шее встают дыбом, а глаза слезятся. Для меня нет большего ощущения зависимости, чем когда двухтактный двигатель находится «на трубе».

Четырехтактный ход тоже звучит великолепно, за исключением случая, когда гонщик удваивает ограничитель позади меня в заячьей схватке, что обычно заставляет меня немного пописать, потому что это очень страшно.

KTM 350 EXC-F 2021 года или Enduro (уличный) Cross Country — Four — одна из самых легких и самых мощных четырехтактных двухкатных спортивных машин на рынке.КТМ фото.

В любом случае, двухтактные или четырехтактные мотоциклы потрясающие. Катайтесь на том, что вам больше подходит, или просто катайтесь на том, что попадется вам в руки, и наслаждайтесь.

Дизельный двигатель Achates 10,6 л с оппозитными поршнями — обновление статуса

25 марта 2021 г.

Achates Power разрабатывает 2-тактный дизельный двигатель с оппозитным поршнем (OP) объемом 10,6 л, предназначенный для тяжелых грузовиков класса 8. В декабре компания объявила, что 3-цилиндровый двигатель OP мощностью 300 кВт достиг нулевого уровня выбросов NOx.02 г / л.с.-час, что соответствует требованиям Калифорнии к 2027 году по выбросам в течение цикла FTP. Ранее в этом месяце Achates Power также объявила о начале разработки двух- и четырехцилиндровых двигателей с оппозитными поршнями для среднетоннажных автомобилей класса 3-6. Этот проект, поддерживаемый грантом Министерства энергетики США в размере 5 миллионов долларов, будет осуществляться в сотрудничестве с Isuzu, Университетом Клемсона и Университетом Висконсин-Мэдисон.

В продолжение этих объявлений Achates Power предоставил дополнительную информацию и некоторые недавние результаты продолжающейся работы по разработке 10.Двигатель 6 л OP.

Одним из преимуществ конструкции с оппозитными поршнями является низкое отношение площади поверхности к объему камеры сгорания, что приводит к меньшим тепловым потерям и более высокому тепловому КПД тормозов (BTE). В двигателе OP объемом 10,6 л максимальное значение BTE приближается к впечатляющим 50%, рис. 1. Это означает низкие выбросы CO 2 — согласно последним результатам, двигатель производил 415 г / л.с.-час CO 2 (Цикл RMC-SET) по сравнению со стандартом выбросов CO 2 2027 года, равным 432 г / л.с.-час.

Рисунок 1 . Achates 10,6 L OP двигатель BTE,%

Режим высокой эффективности

Achates Power продвигает свой двигатель объемом 10,6 л OP как эффективный подход к соблюдению Калифорнийских стандартов выбросов NOx на 2024/2027 гг., В которых основное внимание уделяется сокращению выбросов при работе двигателя с низкой нагрузкой, например, при медленной городской езде. Это, в свою очередь, потребует эффективных стратегий управления температурой, чтобы поддерживать быстрое отключение катализатора после холодного запуска и во время работы с низкой нагрузкой. Ахатес разработал две калибровки для 10.Двигатель объемом 6 л: калибровка высокой эффективности и калибровка зажигания катализатора с температурами выхлопных газов, превышающими ~ 400 ° C на больших участках карты двигателя. Конструкция с оппозитными поршнями, в которой заряд двигателя обеспечивается нагнетателем / турбонагнетателем, а не насосной работой двигателя, обеспечивает большую гибкость в управлении соотношением воздух-топливо и температурой выхлопных газов. Напротив, ожидается, что 4-тактные дизельные двигатели потребуют таких стратегий управления температурой, как отключение цилиндров, чтобы соответствовать стандартам низких выбросов NOx.

На рис. 2 показаны температуры выхлопных газов и выбросы NOx (холодный запуск FTP) двигателя OP 10,6 л в сравнении с эталонным обычным двигателем. Эталонный двигатель представляет собой 4-тактный дизельный двигатель объемом 12,7 л, соответствующий стандартам CARB с низким уровнем выбросов NOx, разработанный AVL [5081] . Система дополнительной обработки в концептуальном двигателе AVL включает в себя катализатор с электрическим подогревом (EHC) и тесно связанный катализатор SCR (ccSCR, V / Cu-Z), за которым следуют подпольные DOC / DPF и SCR (V / Cu-Z) / ASC. катализаторы.

В двигателе Achates OP используется обычная система под полом, включая DOC + SCR-on-filter + SCR + ASC (то есть без ccSCR или EHC). Кроме того, моделирование Achates показало, что стандартная система MY 2021, включая DOC / DPF + SCR (Fe / Cu-Z) / ASC, даст аналогичные показатели выбросов.

Рисунок 2 . Температура выхлопных газов и выбросы NOx при холодном запуске FTP-цикла — двигатель Achates 10,6 л OP по сравнению с 4-тактным эталонным двигателем Данные двигателя

OP по результатам испытаний в Achates Power (Сан-Диего, Калифорния) и Aramco Services (Нови, Мичиган).Тестовые данные двигателя по AVL [5081]

Двигатель Achates 10,6 л OP производил 0,016 г / л.с.-час NOx по композитному FTP. Кроме того, моделирование с более новой версией двигателя OP с объемом двигателя 10,6 л и системой доочистки в 2021 модельном году показало, что выбросы NOx составили всего 0,007 г / л.с. · ч в том же цикле испытаний. Контрольный двигатель на Рисунке 2 производил 0,018 г / л.с. · ч NOx и испытывал снижение расхода топлива на 1% из-за энергопотребления EHC.

Компания Achates Power уверена, что калибровка зажигания катализатора позволит двигателю OP также соответствовать применимым пределам выбросов NOx в течение испытательного цикла с низкой нагрузкой (LLC).Кроме того, высокотемпературная калибровка может позволить регенерацию DPF без впрыска выхлопного топлива, таким образом избегая связанных аппаратных средств впрыска.

Источник: Achates Power

Двигатель

4-MIX: легкий, с хорошей подъемной силой | STIHL

Легкий и с хорошей грузоподъемностью

Отмеченный наградами четырехтактный двигатель STIHL, работающий на смеси бензина и масла.Таким образом, двигатель STIHL 4-MIX сочетает в себе преимущества двух- и четырехтактного двигателя. Двигатель 4-MIX не только обладает большой мощностью и заметно более высоким крутящим моментом, но и отличается меньшими выбросами, низкими эксплуатационными расходами и приятным звуком.

Очевидные преимущества

  • Меньше выбросов: топливо сгорает с очень небольшим количеством остатков и, таким образом, соответствует строгим европейским ограничениям на выбросы выхлопных газов, Stage II.
  • Не требует обслуживания маслом: Простое обслуживание, так как используется знакомая топливная смесь.
  • Легкий вес: система со смешанной смазкой устраняет необходимость в таких компонентах, как масляный насос, поддон и масляный бак, как в обычных четырехтактных двигателях.
  • Нижний порог шума: Приятный звук даже на большой мощности.
  • Тянущая сила и высокий крутящий момент: очень хорошее ускорение при большой мощности.

  • Вот как это работает

    В отличие от других четырехтактных двигателей, двигатель 4-MIX работает на стандартной бензиново-масляной смеси (1:50).Совершенно новая особенность заключается в том, что смесь бензина с маслом распределяется по двигателю через перепускной канал в головке блока цилиндров для полной смазки.

  • Легкий запуск
    Для облегчения запуска двигателя STIHL 4-MIX двигатель оснащен системой декомпрессии, которая увеличивает время открытия клапана при запуске.Это значительно снижает усилие, необходимое для натягивания троса стартера.

  • Легкий для удобства обслуживания

    Его топливная система с смешанной смазкой делает двигатель STIHL 4-MIX легким. Такие компоненты, как масляный насос, масляный бак и поддон, обычно необходимые для обычных четырехтактных двигателей, не требуются для двигателя 4-MIX.Таким образом, ушли в прошлое такие рутинные работы, как регулярная регулировка зазора клапана, проверка уровня масла, замена масла и утилизация отработанного масла.

Makita USA — Подробная информация о продукте -BHX2500CA

Makita USA — Подробная информация о продукте -BHX2500CA

24.Нагнетатель 4-тактного двигателя MM4® объемом 5 куб. См

  • : Мощный 4-тактный двигатель для коммерческих автомобилей развивает максимальную воздушную скорость 145 миль в час
  • : Механическая автоматическая декомпрессия двигателя для более быстрого запуска
  • : Двухступенчатый воздушный фильтр легко заменяемый
  • : Большой 17,7 унций.топливный бак для увеличенного времени работы
  • : Сопла и набор инструментов
  • 4-тактный двигатель MM4®

    Заклинивание двигателя из-за неправильного смешивания топлива и масла — одна из наиболее частых неисправностей двухтактного силового оборудования.У Makita есть решение с эффективным силовым оборудованием для 4-тактных двигателей MM4®. Преимущество 4-тактного двигателя Makita MM4® означает отсутствие смешивания топлива для упрощения работы и отсутствие необходимости в отдельной емкости для смешанного топлива. Кроме того, 4-тактные двигатели Makita MM4® спроектированы для снижения шума, улучшенной экономии топлива, уменьшения выхлопа и более быстрого и легкого запуска для повышения эффективности. 4-тактное силовое оборудование MM4® включает в себя резак для бетона, а также воздуходувки, кусторезы, струнные триммеры, секаторы для столбов и многое другое.[Подробнее]

La página que selecciono por el momento no está disponible en español.

Le gustaría:

Evinrude | Часто задаваемые вопросы