4 такта работы ДВС. Основные решения поломок ДВС

Рассмотрим 4 такта работы ДВС:

1. Впуск
2. Сжатие
3. Сгорание
4. Выпуск

1. При первом такте открывается клапан и в блок цилиндра добавляется топливная смесь. Топливная смесь состоит из воздуха и топлива в пропорции 14.7 к 1. При этом различают обогащенную топливную смесь, где пропорция бензина к воздуху примерно 40 к 1 и обедненную топливную смесь, где соотношение воздуха по отношению к бензину преобладает.
2. При втором такте происходит сжатие топливной смеси в камере сгорания в блоке цилиндра.
3. При третьем такте топливная смесь зажигается при помощи свечи зажигания.
4. На четвертом такте происходит выпуск отработанных газов через выпускные клапаны ГБЦ.

ГБЦ оборудован маслосъемными и компрессионными кольцами.

Маслосъемные кольца позволяют оптимально использовать топливо, смазывая весь цилиндр и равномерно распределяя масло по его поверхности.

Компрессионные кольца играют роль уплотнителей, которые блокируют выход отработанных газов в тепловой зазор.

!!! Закоксовка колец — проблема, с которой сталкиваются автовладельцы. Ее суть в том, что компрессионные кольца становятся слишком плотными и больше не могут обеспечивать герметичность внутри цилиндра.

Распредвал синхронизирует работ впускных/выпускных клапанов с работой коленчатого вала.
Верхняя мертвая точка — это верхняя граница хода поршня, нижняя мертвая точка — это нижняя граница хода поршня.

Впускные и выпускные клапаны цилиндра имеют клапанную пружину, клапанную тарелку и фиксирующий сухарь.

Впускные и выпускные клапана открываются и закрываются благодаря приводу ГРМ.

Привод ГРМ приводит в движение распределительный вал, масляный и водяной насос.

Различают верхневальные и нижневальные двигатели.

Верхневальные двигатели более распространены, ими оснащены все легковые автомобили. Нижневальные встречаются в грузовых автомобилях и в спец. технике, также в автомобилях УАЗ и Газель.
Главное отличие нижневальных и верхневальных двигателей в том, что в верхневальных двигателях больший крутящий момент на высоких оборотах, а в нижневальных — на низких.

Опубликовано: 18.05.2016

22. Принцип работы четырехтактного двигателя

22. Принцип работы четырехтактного двигателя

Порядком работы
двигателя называется последовательность
чередования рабочих ходов по цилиндрам
двигателя. Для равномерной и плавной
работы двигателя рабочие ходы и другие
одноименные такты должны чередоваться
в определенной последовательности в
его цилиндрах. При этом чередование
должно происходить через равные углы
поворота коленчатого вала двигателя,
величина которых зависит от числа
цилиндров двигателя. В четырехтактном
двигателе рабочий процесс совершается
за два оборота коленчатого вала, т.е.
за поворот вала на 720°. Число рабочих
ходов равно числу цилиндров двигателя.
Их чередование для четырех-, шести- и
восьмицилиндровых двигателей будет
происходить соответственно через 180,
120 и 90° поворота коленчатого вала.
Порядок работы двигателя во многом
зависит от типа двигателя и числа
цилиндров. Так, например, у коленчатого
вала рядного четырехцилиндрового
двигателя шатунные шейки расположены
попарно под углом 180º: две крайних у
двум средним. Поэтому поршни цилиндров
1 и 4 при работе двигателя перемещаются
одновременно в одном направлении, а
поршни цилиндров 2 и 3 – в противоположном.
Если в цилиндре 1 происходит рабочий
ход, то в цилиндре 4 в это время – впуск.
При этом поршни цилиндров 2 и 3 будут
двигаться вверх, совершая соответственно
выпуск и сжатие. Следовательно, порядок
работы цилиндров будет 1-3-4-2.

Продолжительность
открытия впускных и выпускных клапанов,
выраженная в градусах угла поворота
коленчатого вала относительно мертвых
точек, называется фазами газораспределения.
Наивысшие мощностные показатели работы
двигателя могут быть достигнуты при
наилучшем наполнении цилиндров горючей
смесью и наиболее полной их очистке от
отработавших газов. Поэтому
продолжительность фаз впуска и выпуска
установлена больше 180º из-за того, что
моменты открытия и закрытия клапанов
не совпадают с положениями поршня в
верхней и нижней мертвых точках. Так ,
впускной клапан открывается в конце
такта выпуска до прихода поршня в ВМТ
с опережением на 12º , а закрывается в
начале такта сжатия после прихода
поршня в НМТ с запаздыванием соответственно
на 40 и 17º.

малой и средней
грузоподъемности, а иногда и большой
. 2-хдисковые устанавливаются на грузовых
авто большой грузоподъемности и
автобусах большой вместимости.
Многодисковые – используются редко.
Гидравлические сцепления в качестве
отдельного механизма на современ.авто
не применяются. Ранее они применялись
в трансмиссии авто, совместно с
фрикцион.сцепл. Электромагнитные не
получили широкого распространение в
связи со сложностью их конструкции, но
имели некоторое применение на автомобилях.

24. Назначение и типы сцеплений

Сцеплением
называется силовая муфта, в которой
передача крутящего момента обеспечивается
силами трения, гидродинамическими
силами или электромагнитным полем.
Такие муфты называются соответственно
фрикционными, гидравлическими и
электромагнитными. Сцепление служит
для временного разъединения двигателя
и трансмиссии и плавного их соединения.
Временное разъединение двигателя и
трансмиссии необходимо при переключении
передач, торможении и остановке
автомобиля, а плавное соединение- после
переключения передач и при трогании
авто с места. При движении авто сцепление
во включенном состоянии передает
крутящий момент от двигателя у коробке
передач и предохраняет механизмы
трансмиссии от динамических нагрузок.
Нагрузки в трансмиссии возрастают при
резком торможении двигателя, резком
включении сцепления, неравномерной
работе двигателя и резком снижении
частоты вращения коленчатого вала,
наезде колес на неровности дороги. Типы
сцеплений
: по связи ведущих и ведомых частей –
фрикционное , гидравлическое ,
электромагнитное; по созданию нажимного
усилия – с периферийными пружинами, с
центральной пружиной , центробежное,
полуцентробежное ; по числу ведомых
дисков- однодисковое, 2-х, многодисковое;
по приводу – с механическим , с
гидравлическим. На авто наибольшее
применение получили фрикцион.сцепления.
однодисковые сцепления применяются
на легк.авто, автобусах и груз.авто

Четырехтактный дизельный двигатель

Дизельный цикл – дизельный двигатель

В 1890-х годах немецкий изобретатель Рудольф Дизель запатентовал свое изобретение эффективного, медленно горящего двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Первоначальный цикл, предложенный Рудольфом Дизелем, представлял собой цикл с постоянной температурой. В последующие годы Дизель понял, что его первоначальный цикл не будет работать, и он принял цикл постоянного давления, известный как цикл Дизеля .

Дизельный цикл является одним из наиболее распространенных термодинамических циклов , встречающихся в автомобильных двигателях, а описывает работу типичного поршневого двигателя с воспламенением от сжатия. Дизельный двигатель по принципу действия аналогичен бензиновому двигателю. Самое главное отличие состоит в том, что:

• В начале такта сжатия в цилиндре нет топлива. Поэтому самовоспламенения в дизельных двигателях не происходит.
• В дизельном двигателе вместо искрового зажигания используется воспламенение от сжатия.
• Из-за высокой температуры, возникающей при адиабатическом сжатии, топливо самовозгорается при впрыске. Поэтому свечи зажигания не нужны.
• Перед началом рабочего такта форсунки начинают впрыскивать топливо непосредственно в камеру сгорания. Поэтому первая часть рабочего хода происходит примерно при постоянном давлении.
• В дизельных двигателях можно достичь более высокой степени сжатия, чем в двигателях Отто.

Дизельный двигатель работает аналогично бензиновому двигателю. На этой картинке двигатель Отто, который воспламеняется от свечи зажигания, а не от сжатия.

Четырехтактный двигатель – двигатель Отто
Источник: wikipedia. org, собственная работа Zephyris, CC BY-SA 3.0

В отличие от цикла Отто , цикл Дизеля не выполняет подвод изохорного тепла. В идеальном цикле Дизеля система, выполняющая цикл, проходит серию из четырех процессов: два изоэнтропических (обратимых адиабатических) процесса чередуются с одним изохорным процессом и одним изобарическим процессом.

Поскольку принцип Карно гласит, что ни один двигатель не может быть более эффективным, чем реверсивный двигатель ( тепловой двигатель Карно ), работающий между одними и теми же высокотемпературными и низкотемпературными резервуарами, дизельный двигатель должен иметь более низкий КПД, чем КПД Карно . Типичный дизельный автомобильный двигатель работает с тепловым КПД примерно от 30% до 35% . Около 65—70% отбрасывается в виде сбросного тепла, не превращаясь в полезную работу, т. е. работу, переданную колесам. В общем, двигатели, использующие цикл Дизеля, обычно более эффективны, чем двигатели, использующие цикл Отто. Дизельный двигатель имеет самый высокий тепловой КПД среди всех существующих двигателей внутреннего сгорания. Тихоходные дизельные двигатели (используемые на судах) могут иметь тепловой КПД, превышающий 50% . Самый большой дизельный двигатель в мире достигает 51,7%.

Четырехтактный дизельный двигатель

Дизельные двигатели могут быть двухтактными или четырехтактными. Четырехтактный дизельный двигатель представляет собой двигатель внутреннего сгорания (ВС), в котором поршень совершает четыре отдельных хода при вращении коленчатого вала. Под ходом понимается полный ход поршня вместе с цилиндром в любом направлении. Следовательно, каждый удар не соответствует одному термодинамическому процессу, описанному в главе 9.0005 Дизельный цикл – Процессы.

Четырехтактный двигатель состоит из:

• Такт впуска – Поршень движется от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точке (НМТ), цикл проходит точки 0 → 1 В этом такте впускной клапан открыт, в то время как поршень втягивает воздух (без топлива) в цилиндр, создавая вакуумное давление в цилиндре посредством своего движения вниз.
• Такт сжатия – Поршень движется от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней мертвой точке (ВМТ), и цикл проходит точки 1 → 2 . В этом такте закрыты впускной и выпускной клапаны, что приводит к адиабатическому сжатию воздуха (т. е. без передачи тепла в окружающую среду или из нее). Во время этого сжатия объем уменьшается, а давление и температура повышаются. В конце этого такта топливо впрыскивается и сгорает в сжатом горячем воздухе. В конце этого такта коленчатый вал совершил полный оборот на 360 градусов.
• Рабочий такт – Поршень движется от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точке (НМТ), и цикл проходит точки 2 → 3 → 4. В этом такте и впуск, и выпуск клапаны закрыты. В начале рабочего такта почти изобарическое сгорание происходит между 2 и 3. В этом интервале давление остается постоянным, так как поршень опускается, а объем увеличивается. При 3 впрыск топлива и сгорание завершаются, и в цилиндре находится газ с более высокой температурой, чем при 2. Между 3 и 4 этот горячий газ расширяется, опять же примерно адиабатически. В этом такте поршень движется к коленчатому валу, объем увеличивается, и работа совершается газом над поршнем.
• Такт выпуска. Поршень движется от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней мертвой точке (ВМТ), и цикл проходит 4 → 1 → 0. камера. В конце этого такта коленчатый вал совершил второй полный оборот на 360 градусов.

Обратите внимание, что: В идеальном случае адиабатическое расширение должно продолжаться до тех пор, пока давление не упадет до уровня окружающего воздуха. Это увеличило бы тепловой КПД такого двигателя, но это также вызывает практические трудности с двигателем. Просто двигатель должен быть намного больше.

Примеры степеней сжатия – бензин по сравнению с дизельным двигателем

• Степень сжатия в бензиновом двигателе обычно не намного выше 10:1 из-за потенциальной детонации двигателя (самозажигание) и не ниже 6: 1 .
• Subaru Impreza WRX с турбонаддувом имеет степень сжатия 8,0:1 . Как правило, двигатели с турбонаддувом или наддувом уже имеют сжатый воздух на впуске воздуха. Поэтому они обычно строятся с более низкой степенью сжатия.
• Стандартный двигатель Honda S2000 (F22C1) имеет степень сжатия 11,1:1 .
• Некоторые атмосферные двигатели спортивных автомобилей могут иметь степень сжатия до 12,5 : 1 (например, Ferrari 458 Italia).
• В 2012 году Mazda выпустила новые бензиновые двигатели под торговой маркой SkyActiv со степенью сжатия 14:1 . Остаточный газ снижается за счет использования выхлопных систем двигателя 4-2-1, внедрения поршневой полости и оптимизации впрыска топлива для снижения риска детонации двигателя.
• Дизельные двигатели имеют степень сжатия, которая обычно превышает 14:1, а также распространены степени выше 22:1.

Ссылки:

Ядерная и реакторная физика:

1. Дж. Р. Ламарш, Введение в теорию ядерных реакторов, 2-е изд., Addison-Wesley, Reading, MA (1983).
2. Дж. Р. Ламарш, А. Дж. Баратта, Введение в ядерную технику, 3-е изд., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.
3. WM Стейси, Физика ядерных реакторов, John Wiley & Sons, 2001, ISBN: 0-471-39127-1.
4. Гласстоун, Сезонске. Разработка ядерных реакторов: разработка реакторных систем, Springer; 4-е издание, 1994 г., ISBN: 978-0412985317
5. WSC. Уильямс. Ядерная физика и физика элементарных частиц. Кларендон Пресс; 1 издание, 1991 г., ISBN: 978-0198520467
6. Кеннет С. Крейн. Введение в ядерную физику, 3-е издание, Wiley, 1987, ISBN: 978-0471805533
7. Г. Р. Кипин. Физика ядерной кинетики. Паб Эддисон-Уэсли. Ко; 1-е издание, 1965 г.
8. Роберт Рид Берн, Введение в работу ядерного реактора, 1988.
9. Министерство энергетики, ядерной физики и теории реакторов США. DOE Fundamentals Handbook, Volume 1 and 2. January 1993.

Advanced Reactor Physics:

1. К. 0-894-48033-2.
2. К. О. Отт, Р. Дж. Нойхольд, Введение в динамику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1985, ISBN: 0-894-48029-4.
3. Д. Л. Хетрик, Динамика ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48453-2.
4. Э. Э. Льюис, В. Ф. Миллер, Вычислительные методы переноса нейтронов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48452-4.

Другие каталожные номера:

Дизельный двигатель — утилизация автомобилей

См. выше:

Дизельный цикл

Как работает четырехтактный двигатель для мотоциклов? (The Techy Stuff)

Posted in Советы по верховой ездеTagged Как работает четырехтактный двигатель мотоцикла для бездорожья, Как работает двигатель для четырехтактного мотоцикла для бездорожья

Четырехтактный двигатель тяжелее и сложнее своего двухтактного собрата. В четырехтактном двигателе для внедорожных мотоциклов на 30-50% больше движущихся частей. Кроме того, они весят больше, чем их сопоставимые двухтактные аналоги.

Четырехтактный двигатель мотоцикла для бездорожья работает по принципу четырех тактов или четырех циклов поршня. Есть два удара вверх и два удара вниз, которые составляют четыре удара. Эти четыре такта называются тактом впуска 9.0179 , такта сжатия , такта сгорания и такта выпуска . На такте впуска впускные или топливные клапаны открываются, чтобы впустить топливно-воздушную смесь в камеру сгорания. На такте выпуска выпускные клапаны открываются, чтобы выпустить сгоревшее топливо или выхлоп, образовавшийся из сгоревшего топлива.

Как работает 4-тактный двигатель на мотоцикле для бездорожья

4-тактный или четырехтактный двигатель — это тип двигателя внутреннего сгорания. Четырехтактные двигатели намного сложнее по сравнению с их двоюродным братом, двухтактным двигателем для внедорожных мотоциклов.

В прошлом мотоциклов для бездорожья с четырехтактными двигателями было меньше, чем с двухтактными. Но это предубеждение сместилось в другую сторону. Причина, по которой предпочтение было отдано двухтактным двигателям, заключается в том, что они являются более легким двигателем.

Тем не менее, современные четырехтактные двигатели шагнули вперед как на дрожжах. Это означает, что они легче и эффективнее, чем раньше. Мотоциклы для бездорожья с четырехтактными двигателями теперь более мощные по соотношению мощности к весу, чем в прошлом. Но даже со всеми достижениями четырехтактный двигатель никогда не сможет конкурировать по мощности с двухтактным двигателем.

В настоящее время большинство мотоциклов для бездорожья изготавливаются с 4-тактным двигателем . Я помню, как 30 с лишним лет назад, когда 4-тактные двигатели начали появляться в дерт-байке, я подумал, что никогда не куплю 4-тактный двигатель. 2-тактные были намного более грубыми (и до сих пор) и имели гораздо лучшее ускорение, чем 4-тактные тогда.

Это по-прежнему относится к двухтактным двигателям. Двухтактный двигатель может производить в два раза больше мощности, чем четырехтактный двигатель того же объема цилиндров. Это связано с тем, что он срабатывает один раз за каждый оборот, тогда как четырехтактный срабатывает один раз через каждый второй оборот. Например, двухтактный 125 мотоцикл для бездорожья будет иметь такую ​​же мощность, как и четырехтактный мотоцикл для бездорожья 250 .

Это ведет к как работает четырехтактный двигатель .

Как работает четырехтактный двигатель

Прежде чем я объясню четырехтактный процесс четырехтактного двигателя, я хочу рассказать об основах четырехтактного двигателя мотоцикла для бездорожья . К ним относятся следующие:

• Впускной коллектор – Во впускной коллектор подается воздушно-топливная смесь из системы впрыска топлива или карбюратора.
• Топливная форсунка — Топливная форсунка впрыскивает топливо во впускной коллектор, где топливо смешивается с воздухом, всасываемым через воздушный фильтр. В более старых версиях четырехтактного внедорожного мотоцикла будет использоваться карбюратор для подачи воздушно-топливной смеси вместо системы впрыска топлива. Взгляните на эту статью, если вы хотите понять, почему важно чистить воздушный фильтр.
• Впускные клапаны или клапаны подачи топлива – Впускные клапаны открываются в нужное время, чтобы впустить топливно-воздушную смесь в камеру сгорания.
• Выпускные клапаны – Выпускные клапаны открываются в нужное время, чтобы выпустить сгоревшее топливо или выхлопные газы из двигателя.

Четыре такта 4-тактного двигателя

В 4-тактном двигателе двигатель сгорает при каждом втором цикле поршня. Он называется четырехтактным двигателем, так как для завершения полного цикла требуется четыре такта (см. четырехтактный анимационный видеоролик ниже).

При первом такте поршень движется вниз. Когда поршень движется вниз, впускной клапан открывается. Через отверстие впускного клапана в камеру сгорания подается определенное количество топлива, смешанного с атмосферным воздухом. В конце первого такта и непосредственно перед вторым тактом впускной клапан закрывается. Этот первый штрих называется 9.0178 такт впуска .

При втором такте поршень движется вверх. Движение вверх сжимает топливно-воздушную смесь, содержащуюся в камере сгорания. Сжатие смеси воздуха и топлива делает ее легко воспламеняющейся. Второй такт называется тактом сжатия . В момент, когда поршень находится в верхней точке, или в так называемой верхней мертвой точке (ВМТ), свеча зажигания срабатывает.

При воспламенении свечи зажигания воспламеняется топливно-воздушная смесь в камере сгорания. Взрыв газов создает высокое давление и отправляет поршень вниз на третьем такте. Этот третий штрих называется 9.0178 ход сгорания.

Когда поршень достигает нижней точки хода, которая называется нижней мертвой точкой (НМТ), выпускной клапан открывается. Поршень движется обратно вверх по цилиндру и выталкивает выхлопные газы через выпускное отверстие выпускного клапана. Четвертый такт называется тактом выпуска .

В верхней части четвертого такта выпускной клапан закрывается, а впускной открывается, и цикл начинается снова.

Четырехтактный двигатель более экономичен и экологически безопасен

В отличие от двухтактного двигателя, у которого и перепускной канал (откуда топливо поступает в камеру сгорания), и выпускной канал открыты одновременно, в четырехтактном двигателе контролируются впускной или топливный порт и выпускной канал по клапанам.

Порты четырехтактного двигателя открываются только в нужное время в течение четырехтактного цикла . Это означает, что в цикле сгорания расходуется меньше топлива. Как следствие, четырехтактный двигатель намного экономичнее. Кроме того, он производит меньше выбросов углеводородов. Поэтому они лучше для окружающей среды.

Другим экологически безопасным элементом четырехтактного двигателя является то, что он намного тише, чем двухтактный двигатель. Любой, кто слышал двухтактный двигатель на высоких оборотах, поймет, что я имею в виду.

Четырехтактный двигатель тоже может быть очень громким. А вот уровень шума от двигателя можно контролировать типом используемой выхлопной системы.

Картер четырехтактного двигателя в сравнении с двухтактным двигателем

Для сравнения: картер четырехтактного двигателя заполнен смазочным моторным маслом. Таким образом, топливо в четырехтактном двигателе не попадает в камеру сгорания через картер, как в двухтактном. Вместо этого топливо подается непосредственно в камеру сгорания через порты в головке блока цилиндров.

Двухтактный двигатель смазывается маслом, смешанным с топливом. Когда топливно-воздушная смесь попадает в картер, заполненный маслом, определенный процент масла, смешанного с топливом, остается на движущихся частях и смазывает их.

Важно убедиться, что масло в вашем четырехтактном двигателе доливается в картер. Если вы не держите его заправленным, вы можете получить заклинивший двигатель. Однажды со мной такое случилось и когда я разобрал двигатель, штоки полностью прикипели к коленчатому валу.

Большинство современных мотоциклов для бездорожья оснащены индикатором давления масла. Если загорается индикатор давления масла, немедленно прекратите движение на велосипеде. Этот индикатор сигнализирует о низком давлении масла, и если вы продолжите работу двигателя, он вполне может заклинить вас, как это было со мной. Я слишком долго игнорировал свет! Игнорируйте индикатор давления масла на свой страх и риск!

Анимационный видеоролик о четырехтактном двигателе

Ниже я включил анимированный видеоролик о четырехтактном двигателе и о том, как он работает.

Компоненты четырехтактного двигателя

Компоненты четырехтактного двигателя включают следующее:

• Поршень – составляет основу двигателя внутреннего сгорания.
• Блок цилиндров и головка – в них размещаются поршни.
• Топливные клапаны – Топливные клапаны пропускают топливно-воздушную смесь в камеру сгорания.