Рабочий цикл четырехтактного двигателя

28 Февраль 2010

Rabochii ciklЗдравствуйте. Сегодня речь пойдёт о рабочем цикле четырехтактного двигателя. И так, я начну…

Процессы, происходящие в цилиндре и характеризующие рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя, показаны на рисунке.

«Такт впуска». К началу этого такта поршень находится в в.м.т. (верхняя мертвая точка) соответственно концу предыдущего такта выпуска. При этом поднимавшийся поршень не мог полностью вытолкнуть из цилиндра всю сгоревшую смесь, так что в в.м.т. над поршнем объем камеры сгорания всегда заполнен газами, оставшимися от предыдущего цикла, так называемыми остаточными газами. Они имеют давление 1,05—1,25 кг/см2 и температуру 700—1000°С.

Перед началом такта впуска при вращении коленчатого и распределительного валов впускной кулачок на распределительном валу набегает на толкатель, который поднимается и через штангу поворачивает коромысло на его оси. Коромысло своим плечом нажимает на стержень впускного клапана, и он начинает опускаться, открывая впускное отверстие. Выпускной клапан при этом закрыт.

В это время поршень в цилиндре начинает движение от в.м.т. к н.м.т. (нижняя мертвая точка), объем в цилиндре над поршнем увеличивается, и давление в этом объеме становится ниже атмосферного, приближаясь к значениям 0,5—0,9 кг/см2. Впускной клапан при этом полностью открывается и через впускную трубу и карбюратор сообщает полость цилиндра с атмосферой. Под действием перепада давлений воздух поступает в карбюратор, где смешивается с топливом и образует горючую смесь, которая через впускную трубу и отверстие заполняет пространство над поршнем по мере его движения к н.м.т.

В цилиндре горючая смесь перемешивается с остаточными газами и образует рабочую смесь, температура которой в конце такта впуска составляет 75—125°С.

«Такт сжатия». При последующем движении поршня от н.м.т. к в.м.т. впускной кулачок распределительного вала позволяет толкателю опуститься, и под действием клапанной пружины впускной клапан, поднимаясь, закрывает впускное отверстие, а выпускной клапан остается закрытым. Движение поршня постепенно уменьшает объем рабочей смеси в цилиндре, она сжимается, и в конце такта сжатия давление смеси возрастает до 10— 15 кг/см2, температура — до 350—500°С. Эти условия обеспечи¬вают лучшее испарение топлива и перемешивание его с воздухом, повышают плотность рабочей смеси, что улучшает последующий процесс ее сгорания.

«Такт рабочего хода». В конце такта сжатия на электрическую свечу подается высокое напряжение, между ее электродами в камере сгорания возникает электрическая искра, которая воспламеняет рабочую смесь. Первая стадия такта рабочего хода — сгорание происходит в течение 3—5 мс при скорости распространения пламени 30—40 м/с. За это время поршень не успевает отойти на значительное расстояние от в.м.т., оба клапана остаются закрытыми, т. е. сгорание происходит при почти постоянном объеме. Продукты сгорания обладают гораздо большим объемом, чем сгорающая смесь, поэтому давление газов над поршнем возрастает до 40—50 кг/см2 при повышении их температуры до 2000—2500°С. Под действием силы давления газов поршень в цилиндре движется к н.м.т., в результате чего совершается вторая стадия такта рабочего хода — расширение газов. Вначале идет догорание газов, и в конце рабочего хода их давление уменьшается до 3—4 кг/см2, температура понижается до 900—1200°С. При этом расширении газы совершают механическую работу, обеспечивая через поршень и шатун поворот коленчатого вала.

«Такт выпуска». В конце рабочего хода, когда поршень приблизится к н.м.т., выпускной кулачок, поднимая толкатель, штангу и поворачивая коромысло, открывает выпускной клапан. Отработавшие газы за счет собственного давления 3— 4 кг/см2 с большой скоростью выбрасываются из цилиндра в атмосферу через выпускную трубу, и давление их снижается до 2 кг/см2. Затем выпуск газов продолжается под действием поршня, движущегося от н.м.т., так что к моменту его прихода в в.м.т. в камере сгорания находятся только остаточные газы при давлении и температуре, указанных выше.

При работе двигателя температура газов в цилиндре, как было показано, меняется от наименьшей температуры горючей смеси при впуске, равной 75°С, до наибольшей температуры сгорания рабочей смеси, равной 2500°С. Вследствие тепловой инерции температура основных деталей, соприкасающихся с газами, не может мгновенно изменяться, поэтому каждая деталь приобретает некоторую среднюю температуру, характерную для двигателя данного типа.

В большинстве современных двигателей стенки головки цилиндра нагреваются до температуры около 200°С, верхняя часть стенок цилиндра — до 150°С, нижняя часть — до 100°С. Температура днища поршня приближается к 300°С, впускного клапана — к 250°С, а температура выпускного клапана достигает 800°С.

© Автомобильный Блог

 

 

Ваш Комментарий

 

 

Публикации по теме

vodorodnyi_avtomobil4

ВОДОРОДНЫЕ АВТОМОБИЛИ

31 Январь 2017

Автомобили, работающие на водороде, уже расчистили себе площадку на рынке, и вскоре почти каждый сможет купить такую машину. К сожалению, покупка такого автомобиля в данный момент слишком дорогостояща, и не многие смогут позволить себе такую роскошь. Многие любители автомобилей столкнутся с проблемой привязанности к старой машине, и в данный момент они ни за что не…

как-поменять-масляный-фильтр-своими-руками

Раздаточная коробка

6 Апрель 2016

Здравствуйте. Сегодня я расскажу вам о раздаточной коробке. Раздаточная коробка предназначена для того, чтобы распределять крутящий момент вторичного вала коробки передач на несколько ведущих мостов, возможности включения переднего ведущего моста и увеличения тягового усилия на ведущих колесах. Раздаточная коробка устанавливается за коробкой передач на автомобилях повышенной и высокой проходимости и обеспечивает эффективное преодоление тяжелых дорожных…

устройство двс

Устройство двигателя

27 Март 2016

Всем привет! Сегодня я хочу рассказать вам, как устроен двигатель. В конструкцию одноцилиндрового карбюраторного двигателя входят детали, узлы и приборы, образующие комплекс механизмов и систем: это кривошипно-шатунный механизм, газораспределительный механизм, систему охлаждения, систему смазки, систему питания и систему зажигания. Кривошипно-шатунный механизм воспринимает давление расширяющихся газов и преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала….

устройство аккумуляторной батареи

Устройство аккумуляторной батареи

25 Март 2016

Здравствуйте. Сегодня я вам расскажу про аккумуляторную батарею. Аккумуляторная батарея является химическим источником постоянного тока. Она представляет собой устройство, которое накапливает (аккумулирует) электрическую энергию, заряжаясь и превращая ее в энергию химических реакций при подключении к другому источнику тока, а затем разряжается, превращая химическую энергию в электрическую, отдавая ее подключенным потребителям. Процессы зарядки и разрядки аккумуляторной…