Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя

При рассмотрении рабочего цикла двигателя условно принято, что каждый такт начинается и заканчивается при нахождении поршня в ВМТ или НМТ.

Первый такт — впуск.

Поршень перемещается с ВМТ в НМТ. Освобождающаяся над поршневая полость цилиндра заполняется горючей смесью через открытый впускной клапан из-за возникающего разрежения. Горючая смесь, поступая в цилиндр, смешивается с остатками отработавших газов от предыдущего цикла, образует рабочую смесь. В конце такта давление в цилиндре составляет 0,07—0,95 МПа, температура — 350—390 К, коэффициент наполнения цилиндра — 0,6—0,7.

Работа четырехтактного одноцилиндрового карбюраторного двигателя

а — впуск в цилиндр горючей смеси; б — сжатие горючей смеси; в — расширение газов; г- выпуск отработавших газов; 1 — коленчатый вал; 2 — распределительный вал; 3-поршень; 4 — цилиндр; 5— впускной трубопровод; 6 — карбюратор; 7— впускной клапан; 8 — свеча зажигания; 9 — выпускной клапан; 10 — выпускной трубопровод; 11-шатун; 12 — поршневой палец; 13 — поршневые кольца

Второй такт — сжатие.

Поршень движется от НМТ к ВМТ, впускной и выпускной клапаны закрыты. Объем над поршневой полости уменьшается. Рабочая смесь сжимается. Сжатие сопровождается повышением давления и температуры. Степень сжатия регламентируется детонационной стойкостью топлива. В конце такта давление составляет 1,2—1,7 МПа, а температура — 600—700 К.

Третий такт — расширение.

В начале такта при сгорании рабочей смеси, которая ооспл а меняется от искровою разряда свечи зажигания, выделяется значительное количество теплоты, резко увеличивается температура и давление. Вследствие давления газон поршень перемешается от ВМТ к НМТ. Газы расширяются и совершают полезную работу. В начале расширения давление газов составляет 4—6 МПа, температура — 2500—2800 К. В конце расширения давление н цилиндре составляет 0,3—0.5 МПа, температура — 1100-1800 К.

Четвертый такт     выпуск.

Поршень перемешается oт НМТ к ВМТ Через открытый выпускной клапан отработавшие газы выталкиваются из цилиндра в выпускной трубопровод и в окружаюшую среду, В конце выпуска давление в цилиндре составляет 0,105—0,12 МПа, а температура — 85O-120O К.

Степень очистки цилиндра от отработавших газов характеризуется коэффициентом остаточных газов (отношение массы остаточных газов к массе свежего заряда). Для современных ДВС коэффициент остаточных газов составляет 0,08—0,2, он возрастает при увеличении частоты вращения коленчатого вала.

Рабочий цикл двигателя заканчивается четвертым тактом — выпуском. При дальнейшем движении поршня цикл повторяется в той же последовательности. Коленчатый вал в течение четырех тактов поворачивается на 720°, т. с. совершает два оборота.
В двигателях, работающих по четырехтактному циклу, полезная работа совершается только в период такта расширения (рабочего хода), когда поршень перемещается пол действием расширяющихся газов, поворачивая коленчатый вал на 180е Остальные три такта являются подготовительными и выполняются при поворачивании коленчатого вата на 540° за счет инерции маховика И работы других цилиндров (в многоцилиндровых двигателях).

Работа двигателя, рабочий цикл

Рабочие циклы четырёхтактных двигателей — MirMarine

Cайт Mirmarine. net просит поддержки.
Из за введенных санкций и событий с 24 февраля сайт Mirmarine.net оказался в тяжелом положении.
Если у вас есть возможность, поддержите финансово.
Поддержать

2. Главная
3. ДВС
4. Основы ДВС
5. Рабочие циклы четырёхтактных двигателей

Рабочий цикл четырехтактного двигателя состоит из последовательно происходящих в цилиндре процессов: всасывания, сжатия, сгорания, расширения и выпуска. Часть рабочего цикла, протекающая за один ход поршня, называется тактом.

В зависимости от способа смесеобразования и сгорания топлива рабочие циклы подразделяются на циклы быстрого сгорания, или сгорания при V = const (бензиновые двигатели), циклы постепенного сгорания, или сгорания при p = const (компрессорные дизели) и
циклы смешанного сгорания, или сгорания при V = const и p = const (бескомпрессорные дизели).

Так как на судах морского флота бензиновые двигатели практически не применяются (используются только в переносных мотопомпах), а постройка компрессорных дизелей прекращена в 30-х годах, индикаторные диаграммы этих циклов приведены на рисунке №7 без пояснений в тексте.

Схема работы четырехтактного дизеля и индикаторные диаграммы процессов цикла смешанного сгорания представлены на рисунке №8.

1 – процесс впуска начинается в точке т, т.е. когда поршень еще не дошел до в.м.т. В этот момент начинается открываться впускной клапан и воздух устремляется в цилиндр. По мере движения поршня к н.м.т. цилиндр наполняется воздухом. Однако к приходу поршня в н.м.т. впускной клапан еще открыт. Это объясняется тем, что при последующем движения поршня к в.м.т. давление в цилиндре какой-то период времени еще ниже атмосферного, благодаря чему впуск воздуха в цилиндр продолжается. Способствует этому и инерция потока воздуха, движущегося в цилиндр даже по достижении внутри него давления, близкого к атмосферному. Давление в процессе впуска Рa = 0,85 ÷ 0,9 бар, температура ta = 30 ÷50 °C. В точке n закрывается впускной клапан, и процесс впуска заканчивается.

2 – процесс сжатия начинается с момента закрытия впускного клапана и совершается по мере движения поршня к в.м.т. При этом повышаются давление и температура находящегося в цилиндре воздуха. В конце процесса в точке с давление достигает Рс = 35 ÷50 бар и температура tc = 500 ÷ 600 °C. Повышение температуры воздуха до такой величины обеспечивает самовоспламенение топлива, впрыскиваемого в этот момент в цилиндр.

3 – процессы сгорания и расширения. Сгорание топлива начинается при подходе поршня в в.м.т (точка с). Первая часть топлива сгорает быстро, практически при постоянном объеме (с — y), в результате чего резко возрастает давление в цилиндре. Остальное топливо сгорает при почти неизменном давлении в цилиндре (y — z). В точке z сгорание топлива заканчивается. В этот момент давление в цилиндре достигает Рz = 50 ÷ 65 бар и температура tz = 1400 ÷ 1600 °C. Образовавшиеся при сгорании топлива газы, обладающие значительной внутренней энергией, расширяются. В результате этого поршень перемешается к н.м.т., совершая рабочий ход.

4 — процесс выпуска начинается в момент начала открытия выпускного клапана (точка Ь).
К этому времени давление в цилиндре понижается
до Рn 2,5 ÷ 4,0 бар и температура до tB 600 ÷ 8000 °C.
Начало выпуска до прихода поршня в Н. М. т. объясняется необходимостью
обеспечить более полную очистку цилиндра от отработавших
газов. Выпуск газов продолжается в течение всего хода поршня
к в. М. т. И заканчивается после в. м. т. (точка 1).

Как видно из рисунка №8, от точки т до точки 1 открыты как выпускной, так и впускной клапаны. Это обеспечивает лучшую очистку камеры сгорания от отработавших газов за счет использования инерции потока и носит название перекрытия клапанов.

• Основы ДВС

• Рабочие циклы

• Такт

• Цикл

• Рабочий ход

• Процесс впуска

• Процесс сжатия

• Процессы сгорания

• Процесс выпуска

• Перекрытия клапанов

2-тактных и 4-тактных двигателей — что лучше?

С появлением новых триммеров и газонокосилок, оснащенных 4-тактными двигателями, нам часто задают вопрос: 2-тактные или 4-тактные двигатели – что лучше?

Вопрос касается того, лучше ли эти новые 4-тактные инструменты OPE, чем их 2-тактные аналоги (буквально: «Что лучше, 2-тактный или 4-тактный?») Ответ может быть проще, чем вы думаете, но сначала , важно понимать различия между этими двумя технологиями. У каждого есть свои сильные стороны, хотя мы бы не считали их достаточно подходящими — по крайней мере, не для портативных средств по уходу за газоном. Ознакомьтесь с нашим обзором 4-тактного триммера для струн Makita EM2650LH.

Основы 2-тактных и 4-тактных двигателей

2-тактные (иногда называемые 2-тактными) двигатели обычно рассматриваются как двигатели, работающие на предварительно смешанной газомасляной смеси. Эта смесь, состав которой может варьироваться от 50:1 до 20:1 в зависимости от двигателя, обеспечивает как топливо, так и смазку двигателя во время работы.

4-тактные (иногда называемые 4-тактными) двигатели больше похожи на те, которые вы найдете в своем автомобиле. Четырехтактные двигатели также имеют картер и систему распределения масла, которая отделяет масло от газа, поскольку оно смазывает компоненты двигателя. Поскольку масло отдельно, его также необходимо периодически менять — обычно после каждых 25 часов использования.

Четырехтактные двигатели используют тот же бензин, который вы покупаете для своего автомобиля, и могут содержать до 10% этанола (вы не должны использовать газ E85, так как он не совместим ни с 2-тактными, ни с 4-тактными двигателями, обычно используемыми в небольших триммерах для газонов). и режущие машины).

Как работают двухтактные и четырехтактные двигатели

Существует заметная разница между работой двухтактных и четырехтактных двигателей. 4-тактный двигатель работает, как и следовало ожидать, в четыре этапа. Есть такт мощности (вниз), такт выпуска (вверх), такт впуска (снова вниз) и такт сжатия (снова вверх). Для выполнения этих четырех тактов требуется два полных оборота коленчатого вала. Это рабочий ход, который посылает поршень через каждую из трех оставшихся стадий.

Автор Zephyris — собственная работа, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=10896588

Двухтактный двигатель буквально имеет всего два цикла, которые сочетают в себе вышеуказанные функции. Первый такт представляет собой комбинированный такт мощности и такта выпуска, а второй — такт сжатия и впуска. И мощность, и сгорание происходят, когда поршень достигает верхней точки своего хода. Внизу происходит выхлоп и впуск. Требуется всего один оборот, чтобы произвести два хода и продвинуть поршень по полному циклу.

А. Ширваген с использованием OpenOffice Draw, CC BY-SA 3.0 http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/, через Wikimedia Commons

гораздо больше движущихся частей. У них есть коленчатый вал, распределительный вал, шатун, клапаны, толкатели и поршень. Двухтактный двигатель на самом деле имеет только три основных движущихся части. Это включает в себя коленчатый вал, шатун и поршень. В малогабаритных двухтактных двигателях нет ни кулачков, ни толкателей, ни клапанов. Как правило, чем меньше деталей, тем меньше вероятность отказа и проще техническое обслуживание.

В целом, 2-тактный двигатель обычно имеет меньший рабочий объем и размер по сравнению с 4-тактным, который во многих случаях почти удваивает рабочий объем и общий размер для достижения той же мощности. Причина этого в том, что, поскольку 2-тактный двигатель сочетает в себе две функции за один оборот, он увеличивает мощность в два раза быстрее, чем 4-тактный.

Плюсы и минусы 2-тактных двигателей по сравнению с 4-тактными

Из приведенного описания можно подумать, что 2-тактные двигатели полностью доминируют над 4-тактными… Что ж, в небольших морских судах и домашнем уходе за газонами так оно и есть. . Однако сравнение 2-тактных и 4-тактных двигателей требует немного больше работы. Дело в том, что 4-тактный двигатель имеет лишь несколько преимуществ: больший потенциальный крутящий момент, более высокая экономия топлива и более низкие выбросы. С учетом сказанного, давайте рассмотрим список плюсов и минусов как для 2-тактного, так и для 4-тактного режима и изложим ситуацию для каждого из них:

Менее эффективный0049

Сравнение 2-тактных и 4-тактных двигателей

Как видите, наличие 4-тактного двигателя для триммера или другого устройства для ухода за газоном определенно дает несколько преимуществ, но для по большей части, есть причина, по которой двухтактные двигатели в настоящее время являются королями. Они просто надежны, меньше ломаются, их гораздо проще запускать и использовать. С точки зрения высокого крутящего момента 4-тактный двигатель действительно может быть подходящим вариантом, но в целом мы рекомендуем использовать проверенные и настоящие 2-тактные модели — профессионалы делают это!

Плохая новость заключается в том, что нынешняя забота об окружающей среде, по-видимому, сейчас определяет многие муниципальные решения. В ближайшем будущем более строгие правила выбросов могут в конечном итоге полностью отказаться от двухтактных двигателей. Когда это произойдет, мы надеемся, что производители смогут улучшить 4-тактную технологию и поставлять продукты, которые работают так же удобно и легко, как и их 2-тактные аналоги.

2-тактные и 4-тактные двигатели – преимущества и различия

В большинстве бензиновых триммеров используются 2-тактные двигатели. Однако совсем недавно несколько производителей выпустили четырехтактные продукты, которые обещают несколько ключевых преимуществ. Поскольку оба в конечном итоге выполняют свою работу, потребители спрашивали нас о разнице между 2-тактными и 4-тактными двигателями.

Этот вопрос о 2-тактном или 4-тактном двигателе несет в себе несколько подразумеваемых вопросов: Что лучше? Предлагает ли один большую мощность, чем другие? Один тише других? Все эти и другие вопросы мы рассмотрим в этой статье.

Начиная с самого начала: взгляд с высоты птичьего полета на двухтактные и четырехтактные технологии

Мы хотим начать с того, чтобы помочь вам понять различия между этими двумя технологиями. Хотя у каждого из них есть свои преимущества, мы не считаем это сравнением яблок с яблоками. Двухтактные ручные электроинструменты работают, весят и функционируют совершенно иначе, чем их четырехтактные аналоги. В качестве примера, посмотрите наш практический обзор триммера Ryobi RY4CSS.

Двухтактные двигатели – смешанное топливо

Двухтактные (иногда называемые двухтактными) двигатели работают на предварительно смешанном топливе. Соотношение этой газомасляной смеси может варьироваться, но обычно соотношение масла и бензина составляет от 1:40 до 1:50. Преимущество этой масляно-газовой смеси состоит в том, что она одновременно заправляет топливом и , смазывая двигатель. У вас нет отдельного масляного резервуара на двухтактном инструменте (если вы не считаете масляный резервуар для цепи на бензопиле, но это не имеет отношения к двигателю).

4-тактные двигатели – бензин и масло

4-тактные двигатели (часто называемые 4-тактными) работают аналогично двигателю вашего легкового или грузового автомобиля. В 4-тактных двигателях используется картер с отдельной системой распределения масла для смазки двигателя во время работы. В 4-тактных двигателях также необходимо периодически менять масло, чтобы все работало бесперебойно. Обычно это происходит с интервалом в 25 часов, хотя некоторые системы Vanguard и другие оснащены масляными системами, которые могут работать до 300 часов или более без замены.

Четырехтактный двигатель работает на стандартном неэтилированном бензине, как и ваш автомобиль. Некоторые профессионалы настаивают на использовании топлива без этанола, но обычно в этом нет необходимости. Это также, вероятно, не стоит дополнительных затрат, если вы держите свои инструменты в исправном состоянии. Определенно избегайте использования газа E85, который не совместим ни с 2-тактными, ни с 4-тактными двигателями малой мощности, используемыми в уличном энергетическом оборудовании.

Не поймите нас неправильно — мы любим кукурузу… мы просто предпочитаем есть ее или кормить ею животных, а не сжигать ее в наших инструментах и ​​транспортных средствах!

Чем отличается двухтактный двигатель от четырехтактного?

Существует заметная разница в том, как работает двухтактный и четырехтактный двигатель. Четырехтактный двигатель работает, как и следовало ожидать, в четыре этапа:

• Рабочий ход (вниз)
• Выпуск (вверх) такт
• Впуск (снова вниз) такт
• Сжатие (снова вверх) такт

Это начальный рабочий ход посылает поршень через каждую из трех оставшихся стадий. Для выполнения всех четырех тактов, необходимых для выдачи мощности и сброса цилиндра, требуется два оборота коленчатого вала.

Автор Zephyris — собственная работа, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=10896588

В двухтактном двигателе два цикла сочетают вышеуказанные функции. Первый (вниз) такт сочетает в себе рабочий и выпускной такт, а второй (вверх) такт сжатия и впуск. Когда поршень достигает верхней части цилиндра, мощность и сгорание происходят одновременно. В нижней части хода вниз система выпускает выхлопные газы и всасывает больше смешанного топлива. Достаточно одного оборота коленчатого вала, чтобы продвинуть поршень по полному циклу.

А. Ширваген с использованием OpenOffice Draw, CC BY-SA 3.0 http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/, через Wikimedia Commons

Плюсы и минусы двухтактных двигателей по сравнению с четырехтактными полагайте, что 2-тактные двигатели полностью побеждают 4-тактные во всех ситуациях, угадайте еще раз. Двухтактные двигатели доминируют над садовыми инструментами и судовыми машинами практически во всех сферах.

Тем не менее, 4-тактные двигатели обеспечивают более высокий крутящий момент, лучшую экономию топлива и более низкие выбросы.

Если мы сравним 2-тактные и 4-тактные двигатели рядом (по крайней мере, в общих чертах), вот что мы получим:

Больше деталей = больше поломок

В целом, четырехтактные двигатели имеют гораздо больше движущихся частей. Это означает, что у вас есть больше вещей, которые могут сломаться или иным образом потребовать обслуживания. Между коленчатым валом, распределительным валом, шатуном, клапанами, толкателями и поршнем 4-тактный двигатель занимает очень мало места.

Двухтактный двигатель уменьшает количество движущихся частей примерно до трех. Коленчатый вал у вас, конечно, остался. Однако кроме этого у вас есть только шатун и поршень. Когда мы говорим о двухтактных двигателях для небольших морских судов и наружных электроинструментов, обычно у них нет кулачков, подъемников или клапанов.

Хотя и не абсолютно — меньшее количество движущихся частей, как правило, означает меньшее количество отказов. Техническое обслуживание также становится проще. Двухтактный двигатель обычно также занимает около половины рабочего объема (объема цилиндра) четырехтактного двигателя, поскольку он делает больше с меньшими затратами. Он делает это, производя такое же количество энергии! Он также генерирует мощность в два раза быстрее, чем четырехтактный двигатель.

Заключительные мысли о двухтактных и четырехтактных двигателях

Мы по достоинству оценим преимущества владения четырехтактным двигателем для небольших газонокосилок, таких как струнный триммер или ранцевый воздуходув. В целом, однако, мы предпочитаем двухтактные двигатели для небольших моторов по многим причинам, указанным выше. Двухтактные двигатели более надежны, чем четырехтактные. Их меньше ломать, и нам легче их запустить.

Если вам нужен больший крутящий момент, лучше всего подойдет 4-тактный инструмент. Это, безусловно, имеет больше смысла для более крупных двигателей и двигателей, которые выходят за рамки того, что вы ожидаете найти в ручном бензиновом инструменте.

К сожалению, с нынешним движением к еще большему сокращению выбросов и общим переходом на инструменты с батарейным питанием мы думаем, что конец двухтактного двигателя может быть не за горами. Более строгие стандарты и правила выбросов могут привести к тому, что производители в конечном итоге полностью откажутся от двухтактных двигателей.