Главная » Как все устроено » Четырехтактный двигатель его устройство, принцип работы и недостатки

Четырехтактный двигатель его устройство, принцип работы и недостатки

Четырехтактный двигатель, устройство и принцип работы

Рабочим циклом двигателя называется периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя и обусловливающих превращение тепловой энергии в механическую работу. Автомобильные двигатели чаще всего работают по четырёхтактному циклу, который совершается за два оборота коленчатого вала или четыре хода поршня и состоит из тактов впуска, сжатия, расширения и выпуска.

– Такт сжатия

Поршень идёт из НМТ 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.

Такт расширения, или рабочий ход

Незадолго до конца цикла сжатия топливо-воздушная 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. При расширении газы совершают полезную работу, поэтому ход поршня при этом такте коленчатого вала называют рабочим ходом. Степень «недоворота» коленчатого вала двигателя до ВМТ при поджигании смеси называется углом опережения зажигания. Опережение зажигания необходимо для того, чтобы сгорание топлива успело, полностью закончится к моменту достижения поршнем НМТ, то есть для наиболее эффективной работы двигателя. 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 современных двигателях для регулировки угла опережения зажигания используют электронику.

Гивка наглядно демонстрирует процесс работы четырехтактного двигателя

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

Полностью очистить цилиндры двигателя от продуктов сгорания практически невозможно (слишком мало времени), поэтому при последующем впуске свежей горючей смеси она перемещается с остаточными отработавшими газами и называется рабочей смесью.

Коэффициент остаточных газов характеризует степень загрязнения свежего заряда отработавшими газами и представляет собой отношение массы продуктов сгорания, оставшихся в цилиндре, к массе свежей горючей смеси. Для карбюраторных двигателей коэффициент остаточных газов находится в пределах 0,06-0,12.

По отношению к рабочему ходу такты впуска, сжатия и выпуска являются вспомогательными.

В четырёхтактном дизеле рабочие процессы происходят следующим образом.

При движении поршня от ВМТ к НМТ вследствие образующегося разряжения из воздухоочистителя в полость цилиндра через открытый впускной клапан поступает атмосферный воздух.

Поршень движется от НМТ к ВМТ. Впускной и выпускной клапаны закрыты, вследствие этого перемещающийся вверх поршень сжимает имеющийся в цилиндре воздух. Для воспламенения топлива необходимо, чтобы температура сжатого воздуха была выше температуры самовоспламенения топлива.

При подходе поршня к ВМТ в цилиндр через форсунку впрыскивается дизельное топливо, подаваемое топливным насосом высокого давления (ТНВД). Впрыснутое топливо, перемешиваясь с нагретым воздухом, самовоспламеняется и начинается процесс сгорания, характеризующийся быстрым повышением температуры и давления. Под действием давления газов поршень перемещается от ВМТ к НМТ. Происходит рабочий ход.

На этом видео показана работа реального двигателя. Камера встроена в цилиндр блока.

Все холостые ходы (впуск, сжатие, выпуск) совершаются за счёт кинетической энергии, запасённой кривошипно0шатунным 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.

Специализированное, мощное оборудование для ремонта и обслуживания. Четырехтактные ДВС имеют большие размеры, их детали более объёмны, сложны. Для осуществляеня ремонта таких двигателей, необходимо использовать тяжелое гаражное оборудование: стенды-кантователи, стенды для ремонта ДВС, кран-манипулятор и т.д.

-четырехтактный двигатель работает тише и устойчивей.

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 четырехтакного двигателя находится в маслянной 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.

О admin

Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Check Also

Тормозная система автомобиля – схема, устройство, неисправности

Тормозная система автомобиля – принцип работы и схема устройства Основным залогом безопасности являются тормоза. Ведь именно тормозная система любого современного автомобиля отвечает за управляемость транспортного ...

Принцип работы карбюратора

Когда бензиновые двигатели предпринимали лишь робкие попытки завоевать место в конструкциях первых автомобилей, их система питания содержала специальный испаритель, который подогревал бензин, выпаривая легкие фракции, ...

Система впрыска

На современных автомобилях используются различные системы впрыска топлива. Система впрыска (другое наименование – инжекторная система, от injection – впрыск) как следует из названия, обеспечивает впрыск ...

Замены масла в гидроусилителе руля: полная инструкция

Каждый агрегат и механизм автомобиля рано или поздно должен проходить соответствующее техническое обслуживание. Не является исключением и гидроусилитель руля, которым оснащаются большинство современных машин. Далеко ...

Цветовая маркировка пружин ВАЗ

Лада 2110 Брюнетка › Бортжурнал › Цветовая маркировка пружин ВАЗ Вот задумал поменять пружины (и по возрасту уже пора и хочу избавиться от задних завышек, ...

Гелевый аккумулятор его устройство и технические характеристики

Любой двигатель автомобиля состоит из систем и механизмов, тесно взаимодействующих между собой. Но чтобы все системы и механизмы пришли в действие, и двигатель заработал, требуется ...

Как прокачать тормоза одному, прокачка тормозной системы с АБС

После самостоятельного ремонта тормозной системы, перед автолюбителем встает вопрос: как прокачать тормоза самому. Прокачка тормозной системы – это удаление из нее воздуха. Делать это нужно ...

Как сделать шумоизоляцию и виброизоляцию автомобиля своими руками? Читайте, смотрите фото и видео по установке звукоизоляции авто

Автомобиль для многих стал вторым домом: долгие пробки, частые поездки, офис на колесах. Хочется в нем “проживать” вынужденную жизнь с комфортом. Слушать качественную музыку, не ...

Брать лучшее – производить самим – ЭкспертРУ – Новости дня

На вопросы “Эксперт-Авто” отвечает заместитель министра экономики РФ Сергей Митин – Споры по поводу того, выгодно или невыгодно России организовывать на своей территории производство легковых ...

Усилитель переднего и заднего бампера

Неприятности, которые случаются на дорогах, так или иначе, но влияют на состояние автомобиля, от них не застрахован никто. Самая популярная часть машины, страдающая при незначительных ...

Турбокомпрессор: определение, технические особенности, недостатки

Турбокомпрессор – это сложный с технической стороны механизм, использующий кинетическую энергию отработанных (выхлопных) газов для увеличения давления внутри впускной системы. Сжимаясь, смесь топлива и воздуха ...

Как заменить пыльник ШРУСа наружный самостоятельно

Для чего нужны наружные пыльники ШРУСа и как их заменить Как правило, данные шарниры распространены в автомобилях легкового типа, которые отличаются независимой подвеской. Также их ...

Механическая коробка передач, МКПП – устройство, принцип работы

Механическая коробка передач (сокращенное название МКПП) пока остается самым распространенным устройством, изменяющим крутящий момент двигателя. Свое название коробка получила от механического (ручного) способа переключения передач. ...

Автомобильный турбокомпрессор: принцип работы и назначение

С момента появления двигателя внутреннего сгорания и использования его на автомобильном транспорте, конструкторы бились обеспечением максимально возможно выхода мощности при минимальных переработках силовой установки. Принцип ...

Тормозная система автомобиля – назначение, виды, устройство, принцип работы

Тормозная система предназначена для управляемого изменения скорости автомобиля, его остановки, а также удержания на месте длительное время за счет использования тормозной силы между колесом и ...

Увеличение степени сжатия – Тюнинг двигателя – Опель Клуб Первый Российский

Спасибо Не спасибо fedorovich 16 Янв 2011 Спасибо Не спасибо Sergey_ 16 Янв 2011 Спасибо Не спасибо berkut 16 Янв 2011 Спасибо Не спасибо хан ...

Турбонаддув – назначение, устройство, принцип работы

Турбонаддув – вид наддува, при котором воздух в цилиндры двигателя подается под давлением за счет использования энергии отработавших газов. В настоящее время турбонаддув является наиболее ...

Ремонт карбюратора своими руками: диагностика неисправностей (почему стреляет, западает игла, мембрана, поплавок) и методы устранения, что входит в ремкомплект, как собрать и поставить видео

Как провести диагностику неисправностей и ремонт карбюратора своими руками Карбюраторные модели автомобилей были особенно популярны в ХХ веке, пока им на смену не пришли более ...

Главная передача и дифференциал

Главная передача предназначена для увеличения крутящего момента, передаваемого к ведущим колесам. Устройство ее, на первый взгляд, весьма просто — две шестерни. Одна, размером поменьше, является ...

Что такое катализатор на автомобиле: зачем он нужен и что будет если его убрать

Большинство автовладельцев интересуются вопросом, что такое автомобильный катализатор и какую функцию он выполняет только после обнаружения неисправности этой детали. В предложенной статье мы постараемся доступным ...

Персональный алкотестер – иммобилайзер для водителя

Алкотестер – прибор для определения уровня алкоголя в крови человека по выдыхаемому воздуху. Алкотестер может быть оснащен мундштуком для забора воздуха или работать по принципу ...

Устройство механической коробки передач. МКПП

Êîðîáêà ïåðåäà÷ àâòîìîáèëÿ (ÊÏÏ) âõîäèò â ñïèñîê âàæíåéøèõ êîíñòðóêòèâíûõ ñîñòàâëÿþùèõ òðàíñìèññèè àâòî. Êîðîáêà ïåðåäà÷ àâòîìîáèëÿ ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ èç­ìå­íå­íèÿ ñêîðîñòè êðóòÿùåãî ìîìåíòà è íàïðàâëåíèÿ äâèæåíèÿ ìàøèíû, ...

Извилистым путем развития

В Российской Федерации действуют экологические нормы, эквивалентные европейским Евро-2. Переход отечественных заводов на производство автомобилей, удовлетворяющих данным требованиям, ознаменовался важным событием — наша страна распрощалась ...

Профессиональные наборы инструментов для автомобиля

Профессиональные наборы инструментов для автомобиля При эксплуатации любого транспортного средства всегда существует риск возникновения той или иной неисправности, поломки. Пробилось колесо, открутился шланг, сгорел предохранитель, ...