Как работает бензиновый двигатель

Бензиновые двигатели используют в автомобилях, маленьких летательных аппаратах, мопедах, мотоциклах, скутерах, катерах и лодках. Такое широкое распространение объясняется их дешевизной, простотой обслуживания, надёжностью и доступностью. 

Мощность бензинового двигателя составляет от 1 лошадиной силы для газонокосилок до 1 500 лошадиных сил для спортивных самолётов. Дальнейшее увеличение максимального числа нецелесообразно: возрастают изнашивание двигателя, его детонационные свойства и расход бензина. Особо мощные двигатели на бензине существуют, однако они имеют очень сложную в изготовлении и использовании структуру из цилиндров со звёздообразной компоновкой.

Рассмотрим работу четырехтактного бензинового двигателя. Каждый цилиндр оснащён впускным и выпускным клапанами, а внутри него с небольшим зазором движется поршень. Для перекрытия зазора в верхней части поршня устанавливаются компрессионные кольца, прижатые к поверхности цилиндра за счёт своей упругости.

Такт 1. Впуск

Первый такт работы двигателя называется впуск. Впускной клапан открывается, поршень движется вниз и создаёт в цилиндре пониженное давление, которое впускает воздух. Специальный инжектор впрыскивает расчётное количество топлива: это количество регулирует водитель через положение педали акселератора. Чем больше в цилиндр подаётся топлива, тем быстрее движется автомобиль: газы сгорания с повышенными скоростью и мощностью толкают поршень, возрастает мощность двигателя и скорость вращения коленчатого вала (обороты). После того, как поршень достигает нижней точки вращения, начинается второй такт – сжатие.

Такт 2. Сжатие

При сжатии выпускной клапан закрывается, и поршень сжимает топливно-воздушную смесь, двигаясь вверх. От сжатия смесь нагревается и бензин испаряется. Когда поршень достигает верхней точки движения (верхней метровой точки), в камере сгорания, между электродами свечи зажигания, создаётся высокое напряжение и мощная искра. Топливно-воздушная смесь воспламеняется, начиная третий такт работы бензинового двигателя – рабочий ход.

Такт 3. Рабочий ход

При такте рабочего хода нарастающая температура увеличивает давление над поршнем, двигая его вниз и передавая крутящий момент через шатун на коленчатый вал двигателя. Когда поршень достигает нижней метровой точки, начинается заключительный такт – выпуск.

Такт 4. Выпуск

В такте выпуска открывается выпускной клапан, поршень движется вверх, выдавливая отработавшие газы сгорания в выпускной коллектор. Достигая верхней точки вращения, поршень возвращается к первому такту работы двигателя – впуску – и цикл повторяется.

Бензиновые двигатели – классический вид тепловых двигателей. Их КПД определяется зависимостью давления от объёма (цикла Карно). Желание увеличить КПД ведёт к увеличению степени сжатия топливно-воздушной смеси, что приводит к ужесточению требований к детонационной стойкости бензинов.

Для увеличения КПД двигателей изобретены четырёхклапанные системы впуска и выпуска газов, маловязкие энергосберегающие масла, поршни из композитных материалов с малым коэффицентом теплового расширения. Главные достижения – это компьютеризированные системы управления впрыском топлива в цилиндры. Именно развитие таких систем и рост качества бензинов позволяет ужесточать требования к экологическим характеристикам бензиновых двигателей.

Подписаться на рассылку

Чтобы не пропускать свежие новости из мира нефтегазовой отрасли, подпишитесь на рассылку от информационного портала «НефтьРегион»

Подписаться на рассылку

Как работает бензиновый двигатель | Энергия

Преимущества бензинового двигателя связаны с тем, что бензин является легковоспламеняющимся веществом, и это его свойство используется для того, чтобы обеспечить генерацию механической энергии. Основной принцип работы бензинового двигателя очень упрощенно иллюстрируется функциональной схемой. Бензин смешивается с воздухом в карбюраторе так, чтобы образовался бензино-воздушный «туман» (смесь). Эта смесь впрыскивается в закрытый цилиндр, в котором находится подвижный поршень. Электрическая искра от свечи зажигания воспламеняет смесь, вызывая мини взрыв, что приводит к сильному расширению продуктов сгорания в цилиндре, вследствие чего поршень опускается. Искра и вызванный ею мини-взрыв называются зажиганием. Поршень соединен с вращающимся коленчатым валом с помощью шатуна и подшипников. Конец шатуна, соединенный с поршнем, движется вниз в результате опускания поршня, а другой конец шатуна, соединенный с коленчатым валом, заставляет его начать вращение. Узел шатун -коленчатый вал обладает крутящим моментом, поэтому даже после того, как цилиндр и шатун достигли нижней точки, вал продолжает вращение, увлекая за собой соединенный с ним конец шатуна, который в результате описывает полный оборот. При этом конец шатуна, соединенный с поршнем, толкает его вверх, в результате чего поршень поднимается в цилиндре обратно в верхнее положение. Каждое движение поршня вверх или вниз называется тактом. Когда поршень находится возле верхнего положения в каждом цикле возвратно-поступательного движения, снова бензино-воздушная смесь впрыскиваются в цилиндр, и в этот самый момент очередная искра поджигает их. В двухтактном двигателе зажигание происходит каждый раз, когда поршень поднимается в верхнее положение, поэтому двум ходам поршня (вниз-вверх) соответствует одно зажигание. В четырехтактном двигателе зажигание происходит через раз, так что одно зажигание соответствует четырем ходам поршня (вниз-вверх и снова вниз-вверх).

Если впрыск бензино-воздушной смеси и ее воспламенение происходят ритмично и если во времени повторяются согласованно все описанные действия, то коленчатый вал вращается с достаточным крутящим моментом для того, чтобы с помощью редуктора или ременной передачи заставить вращаться колесо, пропеллер, вал электрического генератора или другое вращающееся устройство. Согласованный временной цикл важен для того, чтобы двигатель работал с оптимальным коэффициентом полезного действия. В двигателях коэффициент полезного действия — это отношение реальной механической энергии на выходе к полной потенциальной энергии, полученной от сжигания топлива. Нарушение временного цикла уменьшает коэффициент полезного действия и может привести к возрастанию механического напряжения в деталях двигателя. Но это; в конечном счете, может стать причиной его поломки.

Большинство двигателей внутреннего сгорания имеют более одного цилиндра. Такты чередуются друг за другом со сдвигом во времени, чтобы обеспечить более плавную работу двигателя, чем это происходит при использовании одного цилиндра. Поэтому созданы двухцилиндровые, четырехцилиндровые, шестицилиндровые и восьмицилиндровые двигатели. Вы можете услышать и о двигателях с более чем восемью цилиндрами. Вообще говоря, с увеличением числа цилиндров растет и механическая энергия, которую может вырабатывать двигатель внутреннего сгорания.

Как работает бензиновый двигатель

от Кевина

1 Акции

• Акция
• Твит

(обновляется 23 августа 2022 г.)

Агнитный двигатель также называется Петрол Двигатель во многих частях экологически чистого двигателя. мир. Слово «бензин» — это то, что британцы используют для описания бензинового двигателя. Они означают одно и то же, чего некоторые люди могут не осознавать, если они из Америки.

Бензиновый двигатель является наиболее распространенным типом двигателя в транспортных средствах, которыми люди ездят каждый день. В нем используется процесс внутреннего сгорания, который включает смешивание бензина и воздуха внутри камер цилиндра, а затем их воспламенение для выработки тепловой энергии.

Это тип энергии, который позволяет транспортному средству ускоряться в соответствии с требованиями, которые вы ставите перед ним как водитель. Здесь мы рассмотрим, как работает двигатель, а также немного из его истории.

Связанные: 5 частей двигателя и их функции

Содержание

Четырехтактный цикл бензинового двигателя

Помимо термина «бензиновый двигатель», еще один способ описать этот тип двигателя термином «четырехтактный двигатель». Это название существует потому, что в бензиновом двигателе есть четыре различных этапа, через которые проходит процесс внутреннего сгорания.

Эти шаги называются штрихами. Ниже показано, что влекут за собой четыре такта двигателя.

Такт № 1

Первый такт двигателя — это всасывание наружного воздуха. Этот воздух нужен двигателю в составе воздушно-топливной смеси.

Сначала откроется впускной клапан, чтобы впустить воздух внутрь. Поршень в верхней части цилиндра движется вниз. Это создает силу, которая всасывает воздух в цилиндр.

Такт №2

Второй такт – сжатие смеси. Когда воздух поступает в цилиндр и смешивается с топливом, сила движущихся поршней заставляет смесь сжиматься.

Тем временем выпускной клапан и впускной клапан остаются закрытыми. Важно, чтобы они оставались такими, иначе драгоценные газы и жидкости могут выйти и нарушить весь процесс сгорания.

Такт № 3

Третий такт — это само сгорание, также называемое рабочим тактом. Именно здесь смесь воздуха и топлива будет фактически воспламенена искрой от свечи зажигания.

В случае успешного зажигания взрыв толкает поршень вниз, где он вращает коленчатый вал.

См. также: Что такое двигатель Hemi?

Ход № 4

Четвертый ход относится к выхлопу. Когда топливо сгорает в камере сгорания, оно образует распыленные частицы, более известные как выхлопные газы.

Поршень выталкивает эти выбросы из камеры сгорания через отверстие выпускного клапана.

История бензинового двигателя

Николаус Отто изобрел бензиновый двигатель и этот четырехтактный процесс. Он был немецким инженером, который запатентовал это изобретение и назвал его циклом Отто.

Некоторым людям легче запомнить четырехтактный цикл или бензиновый цикл, потому что они более тесно связаны с процессом сгорания в бензиновом двигателе. В конце концов, дизельный двигатель использует термин «дизельный цикл» для описания процесса сгорания.

Но цикл Отто уникален своей терминологией поглаживания. Первый такт официально назывался «такт всасывания», второй такт — «такт сжатия», третий — «рабочий такт», а четвертый — «такт выпуска».

Связанный: Сравнение дизельного двигателя и бензинового двигателя

На заре бензиновых двигателей был компонент, называемый «карбюратор», который отвечал за смешивание воздуха с бензином. Однако эта старая технология карбюратора в конечном итоге была заменена системой впрыска топлива, которая электронно связана с блоком управления двигателем автомобиля.

Это позволяет лучше рассчитывать и точнее подавать топливо в камеру сгорания. В результате можно достичь эффективности использования топлива, чтобы вы могли увеличить расход топлива и сэкономить деньги на топливе.

В то же время меньше выбросов углекислого газа. Поскольку мы живем в эпоху экологичности, система впрыска топлива во многом этому способствует.

• Автор
• Последние сообщения

Кевин

Кевин был очарован всем, что касается автомобилей, начиная с его первого картинга в детстве и заканчивая работой автотехником в Dodge после получения степени в области автомобильных технологий. Когда он не работает над автомобилями и не пишет о них, вы можете найти его и его E36 M3 на мероприятии местного отделения BMW CCA.

Последние сообщения Кевина (посмотреть все)

Задайте вопрос, получите ответ как можно скорее!

Как работает двигатель внутреннего сгорания (4-ступенчатый бензин)

от Mark Stevens

5 Акции

Последнее обновление 27 мая 2021

. Вы можете создать много энергии, когда сжигаете бензин в небольшом закрытом помещении. Когда вы сможете использовать расширяющийся газ, возникающий в результате этого процесса, вы создадите ядро ​​​​двигателя внутреннего сгорания.

Отсюда энергия этого газа преобразуется в движение. Практически каждый автомобиль, который вы видите на дороге, использует четырехтактный цикл сгорания для создания движения от бензина. Продолжайте читать, чтобы понять (и увидеть), как работает газовый двигатель, который сегодня можно найти в большинстве транспортных средств.

Связанный: дизельный двигатель против бензинового двигателя

Содержание

Процесс четырехтактного двигателя также известен как цикл Отто. Немецкий инженер Николаус Отто был первым, кто изобрел и запатентовал четырехтактный газовый двигатель. Каждый шаг в этом процессе называется штрихом слова; такт впуска, такт сжатия, рабочий такт и такт выпуска.

Важно понимать термин «цикл Отто», поскольку он отличается от цикла сгорания, используемого в дизельных двигателях, известного как «дизельный цикл». Этот цикл также представляет собой четырехтактный процесс, но детали того, как работает каждый процесс, отличаются от цикла Отто.

Ниже приведены четыре уникальных процесса сгорания топлива в типичном бензиновом двигателе.

См. также: Что произойдет, если залить бензин в дизельный двигатель?

№1 — Такт впуска

Такт впуска является первой частью процесса внутреннего сгорания и представляет собой всасывание или дыхание двигателя. Что происходит, так это то, что есть шатун, который соединяет поршень с коленчатым валом.

Поршень перемещается сверху вниз, как только открывается впускной клапан. Оттуда поршень позволяет бензину и воздуху попадать в двигатель из цилиндра.

Такт впуска происходит, когда бензин смешивается с воздухом. Для этого не обязательно иметь много бензина. Всего лишь небольшая капля бензина, смешанная с воздухом, создаст ход.

• Впускной клапан = Открыт
• Выпускной клапан = Закрыт

№2 – Такт сжатия

После этого поршень дает более мощную смесь бензина и движется вверх и сжимает эффект. Это называется тактом сжатия.

• Впускной клапан = Закрыт
• Выпускной клапан = Закрыт

#3 – Рабочий ход

После сжатия поршневая смесь возвращается в верхнюю часть. Как только это происходит, свеча зажигания выдает искру, которая вызывает воспламенение бензина.

Мини-взрыв внутри цилиндра, где заряд бензина все еще активен. Это называется рабочим ходом или тактом сгорания.

• Впускной клапан = Закрыт
• Выпускной клапан = Закрыт

#4 – Такт выпуска

После взрыва нижняя часть открывает выпускной клапан и падает обратно вниз. Весь выхлоп, который образовался в цилиндре, начинает выходить через выпускной клапан и выходит из выхлопной трубы автомобиля.

Двигатель завершил один оборот четырехтактного цикла сгорания.

• Впускной клапан = Закрыт
• Выпускной клапан = Открыт

Цикл повторяется снова и снова, когда вы нажимаете педаль газа, чтобы ускорить автомобиль. Если бы возникла проблема с одним из этих тактов, это предотвратило бы выполнение всего цикла сгорания. Либо так, либо это постепенно повредит компоненты двигателя.

Некоторые автомобили могут иметь небольшие отличия в этом процессе, например, количество цилиндров. Но общая концепция осталась прежней.

См. Также: Как работает общий железнодорожный дизельный двигатель

• Автор
• Недавние посты

Марк Стивенс

Владелец на автомобильных процедурах

, повернув склинатели на автомобили более 18 лет. страсть к автомобилям и писать о них. Как владелец Car Treatments, он работает с командой автомобильных экспертов (в соответствующих областях), чтобы регулярно публиковать новый контент.