Каково количество тактов в четырехтактном двигателе?

Каково количество тактов в четырехтактном двигателе?

Четырехтактный двигатель Это двигатель внутреннего сгорания, в котором для выполнения рабочего цикла используются четыре различных хода поршня (впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск). Поршень совершает два полных хода в цилиндре для завершения рабочего цикла. Для одного рабочего цикла коленчатый вал должен повернуться дважды, то есть на 720°.

Четырехтактные двигатели являются наиболее распространенным типом Малый двигательЧетырехтактный двигатель совершает пять тактов за один рабочий цикл, включая такт впуска, такт сжатия, такт зажигания, рабочий такт и такт выпуска.

Такт впуска

Впускной цикл — это момент, когда воздушно-топливная смесь поступает в камеру сгорания для заполнения её. Впускной цикл происходит, когда поршень перемещается из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку, и впускной клапан открывается. Движение поршня к нижней мертвой точке создает пониженное давление в цилиндре. Атмосферное давление выталкивает воздушно-топливную смесь в цилиндр через открытый впускной клапан, заполняя зону пониженного давления, созданную движением поршня. Цилиндр продолжает немного заполняться после нижней мертвой точки, поскольку воздушно-топливная смесь продолжает течь по собственной инерции, и поршень начинает менять направление движения. После нижней мертвой точки впускной клапан остается открытым в течение нескольких градусов поворота коленчатого вала (зависит от конструкции двигателя). Затем впускной клапан закрывается, и воздушно-топливная смесь герметизируется внутри цилиндра.

Такт сжатия. Такт сжатия — это время, в течение которого захваченная воздушно-топливная смесь сжимается внутри цилиндра. Камера сгорания герметизируется для создания заряда. Заряд — это объем сжатой воздушно-топливной смеси внутри камеры сгорания, готовый к воспламенению. Сжатие воздушно-топливной смеси высвобождает больше энергии во время воспламенения. Впускной и выпускной клапаны должны быть закрыты, чтобы обеспечить герметизацию цилиндра и обеспечить сжатие. Сжатие — это процесс уменьшения или сжатия заряда в камере сгорания из большого объема в меньший. Маховик помогает поддерживать импульс, необходимый для сжатия заряда.

Когда поршень двигателя сжимает топливную смесь, увеличение силы сжатия, обеспечиваемое работой поршня, приводит к выделению тепла. Сжатие и нагрев воздушно-топливного пара в смеси приводят к повышению температуры смеси и усилению испарения топлива. Повышение температуры смеси происходит равномерно по всей камере сгорания, что приводит к более быстрому сгоранию (окислению топлива) после воспламенения.

Испарение топлива усиливается, когда мелкие капли топлива испаряются более полно из-за выделяемого тепла. Увеличение площади поверхности капель, подверженных воздействию пламени, позволяет обеспечить более полное сгорание топлива в камере сгорания. Воспламеняются только пары бензина. Увеличение площади поверхности капель приводит к тому, что бензин выделяет больше паров, а не остается жидким.

Чем сильнее сжимаются заряженные молекулы пара, тем больше энергии получается в процессе сгорания. Энергия, необходимая для сжатия заряда, значительно меньше, чем прирост силы, производимый в процессе сгорания. Например, в типичном маломощном двигателе энергия, необходимая для сжатия заряда, составляет лишь четверть энергии, производимой в процессе сгорания.

Степень сжатия двигателя — это разница между объемом камеры сгорания в положении поршня в нижней мертвой точке и объемом камеры сгорания в положении поршня в верхней мертвой точке. Эта площадь, в сочетании с конструкцией и типом камеры сгорания, определяет степень сжатия. Бензиновый двигательДвигатели обычно имеют степень сжатия от 6 к 1 до 10 к 1. Чем выше степень сжатия, тем экономичнее двигатель. Более высокая степень сжатия обычно значительно увеличивает давление сгорания или силу, действующую на поршень. Однако более высокая степень сжатия увеличивает усилие, необходимое оператору для запуска двигателя. Некоторые маломощные двигатели имеют системы, которые сбрасывают давление во время такта сжатия, чтобы уменьшить усилие, необходимое оператору при запуске двигателя.

Воспламенение (горение) происходит, когда заряд воспламеняется и быстро окисляется в результате химической реакции с выделением тепловой энергии. Горение — это быстрая окислительная химическая реакция, при которой топливо химически соединяется с атмосферным кислородом и выделяет энергию в виде тепла.

Правильное сгорание происходит в течение короткого, но ограниченного промежутка времени, за который пламя распространяется по всей камере сгорания. Искра на свече зажигания начинает сгорание, когда коленчатый вал поворачивается примерно на 20° до верхней мертвой точки. Атмосферный кислород и пары топлива расходуются движущимся фронтом пламени. Фронт пламени — это пограничная стенка, отделяющая заряд от продуктов сгорания. Фронт пламени проходит через камеру сгорания до тех пор, пока весь заряд не сгорит.

силовой ход

Рабочий ход — это рабочий ход двигателя, при котором горячие расширяющиеся газы отталкивают головку поршня от головки цилиндра. Сила, действующая на поршень, и последующее движение передаются через шатун, создавая крутящий момент на коленчатом валу. Приложенный крутящий момент инициирует вращение коленчатого вала. Величина создаваемого крутящего момента определяется давлением на поршень, размером поршня и ходом поршня двигателя. Во время рабочего хода оба клапана закрыты.

Такт выпуска. Такт выпуска происходит, когда отработавшие газы выбрасываются из камеры сгорания в атмосферу. Такт выпуска — это заключительный такт, который происходит, когда открывается выпускной клапан и закрывается впускной. Движение поршня выбрасывает отработавшие газы в атмосферу.

Когда поршень достигает нижней мертвой точки во время рабочего хода, сгорание завершается, и цилиндр заполняется отработавшими газами. Выпускной клапан открывается, и инерция маховика и других движущихся частей толкает поршень обратно в верхнюю мертвую точку, заставляя отработавшие газы выходить через открытый выпускной клапан. В конце такта выпуска поршень находится в верхней мертвой точке, и рабочий цикл завершается.