Які чотири такти має чотиритактний двигун?

Які чотири такти має чотиритактний двигун?

Чотиритактний двигун — це двигун внутрішнього згоряння, який використовує чотири різні ходи поршня (впуск, стиснення, робочий тиск і випуск) для завершення робочого циклу. Поршень виконує два повні ходи в циліндрі для завершення робочого циклу. Один робочий цикл вимагає подвійного повороту колінчастого вала, тобто на 720°.

Чотиритактні двигуни є найпоширенішим типом Малий двигунЧотиритактний двигун виконує п'ять тактів за один робочий цикл, включаючи такт впуску, такт стиснення, такт запалювання, робочий такт і такт випуску.

Впускний хід

Впускний клапан відноситься до моменту, коли паливоповітряна суміш подається в камеру згоряння для заповнення. Впускний клапан відбувається, коли поршень переміщується з верхньої мертвої точки до нижньої мертвої точки, і впускний клапан відкривається. Рух поршня до нижньої мертвої точки створює низький тиск у циліндрі. Атмосферний тиск навколишнього середовища змушує паливоповітряну суміш впорскуватися в циліндр через відкритий впускний клапан, щоб заповнити область низького тиску, створену рухом поршня. Циліндр продовжує наповнюватися трохи далі нижньої мертвої точки, оскільки паливоповітряна суміш продовжує текти за власною інерцією, і поршень починає змінювати напрямок. Після НМТ впускний клапан залишається відкритим протягом кількох градусів обертання колінчастого вала. Це залежить від конструкції двигуна. Потім впускний клапан закривається, і паливоповітряна суміш герметично утримується в циліндрі.

Такт стисненняТакт стиснення – це час, протягом якого паливо-повітряна суміш стискається в циліндрі. Камера згоряння герметична для створення заряду. Заряд – це об'єм стисненої паливо-повітряної суміші всередині камери згоряння, готової до займання. Стиснення паливо-повітряної суміші вивільняє більше енергії під час запалювання. Впускний та випускний клапани повинні бути закриті, щоб забезпечити герметичність циліндра для стиснення. Стиснення – це процес зменшення або стискання заряду в камері згоряння з великого об'єму до меншого. Маховик допомагає підтримувати імпульс, необхідний для стиснення заряду.

Коли поршень двигуна стискає заряд, збільшення сили стиснення, що забезпечується роботою, що виконується поршнем, призводить до виділення тепла. Стиснення та нагрівання паливо-повітряної пари в заряді призводить до підвищення температури заряду та збільшення випаровування палива. Підвищення температури заряду відбувається рівномірно по всій камері згоряння, що забезпечує швидше згоряння (окислення палива) після запалювання.

Випаровування палива збільшується, коли дрібні краплі палива випаровуються повніше завдяки виділеному теплу. Збільшена площа поверхні крапель, що піддаються впливу полум'я запалювання, забезпечує повніше згоряння заряду в камері згоряння. Займатиметься лише пара бензину. Збільшена площа поверхні крапель призводить до того, що бензин виділятиме більше пари, а не залишатиметься рідким.

Чим більше стискаються заряджені молекули пари, тим більше енергії отримується в результаті процесу згоряння. Енергія, необхідна для стиснення заряду, набагато менша, ніж приріст сили, що виникає під час згоряння. Наприклад, у типовому малому двигуні енергія, необхідна для стиснення заряду, становить лише чверть енергії, що виробляється під час згоряння.

Ступінь стиснення двигуна – це порівняння об’єму камери згоряння, коли поршень знаходиться в нижній мертвій точці, з об’ємом камери згоряння, коли поршень знаходиться у верхній мертвій точці. Ця площа, у поєднанні з конструкцією та стилем камери згоряння, визначає ступінь стиснення. Бензиновий двигунЗазвичай двигуни мають ступінь стиснення від 6 до 1 до 10 до 1. Чим вищий ступінь стиснення, тим паливноекономічніший двигун. Вищий ступінь стиснення зазвичай значно збільшує тиск згоряння або силу, що діє на поршень. Однак вищий ступінь стиснення збільшує зусилля, необхідні оператору для запуску двигуна. Деякі невеликі двигуни мають системи, які скидають тиск під час ходу стиснення, щоб зменшити зусилля, необхідні оператору під час запуску двигуна.

Подія займанняПодія займання (горіння) відбувається, коли заряд запалюється та швидко окислюється внаслідок хімічної реакції з вивільненням теплової енергії. Горіння - це швидка окислювальна хімічна реакція, в якій паливо хімічно з'єднується з атмосферним киснем та вивільняє енергію у вигляді тепла.

Правильне згоряння включає короткий, але обмежений час, протягом якого полум'я поширюється по всій камері згоряння. Іскра на свічці запалювання починає згоряння, коли колінчастий вал повертається приблизно на 20° до верхньої мертвої точки. Кисень атмосфери та пари палива поглинаються фронтом полум'я, що просувається. Фронт полум'я - це гранична стінка, яка відділяє заряд від побічних продуктів згоряння. Фронт полум'я проходить через камеру згоряння, доки весь заряд не згорить.

силовий удар

Робочий хід – це робочий хід двигуна, під час якого гарячі гази, що розширюються, відштовхують головку поршня від головки блоку циліндрів. Зусилля поршня та подальший рух передаються через шатун, щоб створити крутний момент на колінчастому валу. Прикладений крутний момент ініціює обертання колінчастого вала. Величина створюваного крутного моменту визначається тиском на поршень, розміром поршня та ходом двигуна. Під час робочого ходу обидва клапани закриті.

Такт випускуТак випуску відбувається, коли відпрацьовані гази викидаються з камери згоряння в атмосферу. Такт випуску є останнім тактом і відбувається, коли випускний клапан відкривається, а впускний клапан закривається. Рух поршня викидає відпрацьовані гази в атмосферу.

Коли поршень досягає нижньої мертвої точки під час робочого ходу, згоряння завершується, і циліндр заповнюється вихлопними газами. Випускний клапан відкривається, і інерція маховика та інших рухомих частин штовхає поршень назад до верхньої мертвої точки, змушуючи вихлопні гази випускатися через відкритий випускний клапан. В кінці випускного ходу поршень знаходиться у верхній мертвій точці, і робочий цикл завершується.