Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя. Устройство двигателя четырехтактного

Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя.

Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя проходит в той же последовательности, что и цикл четырехтактного карбюраторного двигателя. Отличие заключается в характере протекания рабочего цикла, в способе смесеобразования и воспламенения топлива.

Первый такт – впуск (рис. 1, а). Поршень 5 движется от в.м.т. к н.м.т., впускной клапан 1 открыт. В цилиндр 4 под действием перепада давления в атмосфере и цилиндре поступает воздух, перемешиваясь с остаточными газами. Давление в конце такта 0,08...0,09 МПа, температура воздуха 320...340 К.

Второй такт – сжатие (рис. 1, б). Оба клапана закрыты. Поршень 5 движется от н.м.т. к в.м.т., сжимая воздух. Вследствие большой степени сжатия (14... 18) давление в конце этого такта достигает 3,5...4 МПа, а температура — 750...950 К (превышает температуру самовоспламенения топлива). При положении поршня, близком к в.м.т., в цилиндр через форсунку 2 впрыскивается жидкое топливо, подаваемое насосом 6 высокого давления. Форсунка обеспечивает тонкое распыление топлива в сжатом воздухе. Топливо, впрыснутое в цилиндр, смешивается с нагретым воздухом и остаточными газами, образуя рабочую смесь. Большая часть топлива воспламеняется и сгорает. Температура газов достигает 1900...2400 К, а давление — 5,5...9 МПа.

Третий такт – расширение (рабочий ход) (рис. 1, в). Оба клапана закрыты. Поршень 5 под давлением расширяющихся газов движется от в.м.т. к н.м.т. и через шатун вращает коленчатый вал, совершая полезную работу. В начале такта сгорает остальная часть топлива. К концу рабочего хода давление газов уменьшается до 0,2...0,3 МПа, температура — до 900... 1200 К.

Четвертый такт – выпуск (рис. 1, г). Выпускной клапан 3 открывается. Поршень 5 движется от н.м.т. к в.м.т. и через открытый клапан выталкивает отработавшие газы из цилиндра в атмосферу. К концу такта давление газов 0,11...0,12 МПа, температура 650...900 К.

Рис. 1. Рабочий цикл одноцилиндрового четырехтактного дизеля: а — такт впуска; б — такт сжатия; в — такт расширения; г —такт выпуска; 1—впускной клапан; 2 — форсунка; 3— выпускной клапан; 4— цилиндр; 5—поршень; 6—топливный насос высокого давления

Далее рабочий цикл повторяется.

В течение рабочего цикла описанных двигателей только при рабочем ходе поршень перемещается под давлением газов и посредством шатуна приводит во вращательное движение коленчатый вал. При выполнении остальных тактов (выпуска, впуска и сжатия) поршень нужно перемещать, вращая коленчатый вал. Это вспомогательные такты, которые осуществляются за счет кинетической энергии, накопленной маховиком во время рабочего хода. Маховик, обладающий значительной массой, крепят на конце коленчатого вала.

Система смазки. Назначение, устройство, принцип действия.

Назначение.

Система смазки (другое наименование - смазочная система) предназначена для снижения трения между сопряженными деталями двигателя. Кроме выполнения основной функции система смазки обеспечивает охлаждение деталей двигателя, удаление продуктов нагара и износа, защиту деталей двигателя от коррозии.

Устройство.

Система смазки двигателя включает поддон картера двигателя с маслозаборником, масляный насос, масляный фильтр, масляный радиатор, которые соединены между собой магистралями и каналами.

Поддон картера двигателя предназначен для хранения масла. Уровень масла в поддоне контролируется с помощью щупа, а также с помощью датчика уровня и температуры масла.

Масляный насос предназначен для закачивания масла в систему. Масляный насос может приводиться в действие от коленчатого вала двигателя, распределительного вала или дополнительного приводного вала. Наибольшее применение на двигателях нашли масляные насосы шестеренного типа.

Масляный фильтр служит для очистки масла от продуктов износа и нагара. Очистка масла происходит с помощью фильтрующего элемента, который заменяется вместе с заменой масла.

Для охлаждения моторного масла используется масляный радиатор. Охлаждение масла в радиаторе осуществляется потоком жидкости из системы охлаждения.

Давление масла в системе контролируется специальным датчиком, установленным в масляной магистрали. Электрический сигнал от датчика поступает к контрольной лампе на приборной панели. На автомобилях также может устанавливаться указатель давления масла.

Датчик давления масла может быть включен в систему управления двигателем, которая при опасном снижении давления масла отключает двигатель.

На современных двигателях устанавливается датчик уровня масла и соответствующая ему сигнальная лампа на панели приборов. Наряду с этим, может устанавливаться датчик температуры масла.

Для поддержания постоянного рабочего давления в системе устанавливается один или несколько редукционных (перепускных) клапанов. Клапаны устанавливаются непосредственно в элементах системы: масляном насосе, масляном фильтре.

Принцип действия системы смазки.

В современных двигателях применяется комбинированная система смазки, в которой часть деталей смазывается под давлением, а другая часть – разбрызгиванием или самотеком (рис. 2).

Смазка двигателя осуществляется циклически. При работе двигателя масляный насос закачивает масло в систему. Под давлением масло подается в масляный фильтр, где очищается от механических примесей. Затем по каналам масло поступает к коренным и шатунным шейкам (подшипникам) коленчатого вала, опорам распределительного вала, верхней опоре шатуна для смазки поршневого пальца.

На рабочую поверхность цилиндра масло подается через отверстия в нижней опоре шатуна или с помощью специальных форсунок.

Остальные части двигателя смазываются разбрызгиванием. Масло, которое вытекает через зазоры в соединениях, разбрызгивается движущимися частями кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов. При этом образуется масляный туман, который оседает на другие детали двигателя и смазывает их.

Рис. 2. 1 – масляный поддон, 2 – датчик уровня и температуры масла, 3 – масляный насос, 4 – редукционный клапан, 5 – масляный радиатор, 6 – масляный фильтр, 7 – перепускной клапан, 8 – обратный клапан, 9 – датчик давления масла, 10 – коленчатый вал, 11 – форсунки, 12 – распределительный вал выпускных клапанов, 13 – распределительный вал впускных клапанов, 14 – вакуумный насос, 15 – турбонагнетатель, 16 – стекание масла, 17 – сетчатый фильтр, 18 – дроссель

Под действием сил тяжести масло стекает в поддон и цикл смазки повторяется.

На некоторых спортивных автомобилях применяется система смазки с сухим картером. В данной конструкции масло храниться в специальном масляном баке, куда закачивается из картера двигателя насосом. Картер двигателя всегда остается без масла – «сухой картер». Применение данной конструкции обеспечивает стабильную работу системы смазки во всех режимах, независимо от положения маслозаборника и уровня масла в картере.

studfiles.net

По ремонту китайских мопедов: Принцип действия четырехтактного двигателя

Особенностью конструкции четырехтактного двигателя является наличие системы впуска-выпуска клапанного типа. В состав системы входят: • клапаны - впускной и выпускной; • кулачковый вал, аналогичный автомобильному распредвалу; • коромысла; • цепная передача. Задача системы впуска-выпуска подать в цилиндр топливо-воздушную смесь и вывести из цилиндра отработавшие газы в соответствии с фазами работы двигателя. Для открытия впускного и выпускного каналов служат клапаны - впускной 5 и выпускной 9 соответственно (рис. 2.1).

Управляет движением клапанов кулачковый вал 7, кинематически связанный с валом коленчатым. Для синхронизации движения валов коленчатого и кулачкового служит цепная передача, состоящая из двух звездочек - ведущей и ведомой, и роликовой цепи. Соотношение скоростей вращения валов 2:1, т.е. двум оборотам вала коленчатого (ведущего) соответствует один оборот вала кулачкового. Такое же соотношение количества зубьев на звездочках: количество зубьев звездочки вала кулачкового (ведомой) в два раза больше количества зубьев звездочки вала коленчатого (ведущей). При вращении вала системы впуска-выпуска происходит надавливание кулачка, выполненного заодно с валом, на один из концов рычага 6 (коромысла). Перемещаясь, второй конец коромысла упирается в головку клапана, вдавливая его внутрь цилиндра, тем самым, открывая канал для прохождения топливной смеси или отработавших газов (в соответствии с назначением клапана). После прохождения кулачка клапан возвращается в исходное положение под действием пружины. Между головкой клапана и коромыслом (при холодном двигателе) должно быть некоторое расстояние, называемое тепловым зазором. Тепловой зазор дает деталям клапанного механизма возможность, увеличиваясь в размере при повышении температуры двигателя, войти между собой в соприкосновение без зазора и работать «в натяжку». Если бы тепловой зазор не был учтен при конструировании двигателя, то, нагревшись, клапан уперся бы в коромысло и не смог бы обеспечить герметичность посадки клапана в «седло» перекрываемого канала. Принцип работы двигателя с разборкой по тактам показан на рис. 2.2.

В процессе эксплуатации клапанный механизм изнашивается и нуждается в регулировке. При проведении технического обслуживания и ремонтных работ, связанных с разборкой головки цилиндра, необходимо проверять и при необходимости регулировать тепловые зазоры впускного и выпускного клапанов. Одним из главных достоинств четырехтактных двигателей является тот факт, что топливно-воздушная смесь поступает в цилиндр непосредственно из карбюратора (а не через картер двигателя как у двухтактников). Эта особенность конструкции создает «более комфортные» условия для работы кривошипно-шатунного механизма, что сказывается на надежности и долговечности четырехтактных двигателей. Практически все владельцы рассматриваемых скутеров, пересевшие с двухтактных машин на четырехтактные, отмечают качество и надежность силовых агрегатов. Принцип работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания Первый такт. Впуск (рис. 2.2.а). Поршень идет вниз, клапан впуска открывается, и топливная смесь поступает из карбюратора в цилиндр. Когда поршень достигает нижнего положения, клапан впуска закрывается. Второй такт. Сжатие (рис. 2.2.6). Поршень идет вверх, оба клапана закрыты. Топливная смесь сжимается. Когда поршень находится в нескольких миллиметрах от верхней мертвой точки (ВМТ), свеча воспламеняет топливо, сжатое поршнем. Третий такт. Рабочий ход расширение (рис. 2.2.в). Поршень идет вниз. Оба клапана закрыты. Топливная смесь сгорает, увеличиваясь в объеме. За счет давления образовавшихся газов поршень перемещается и передает усилие кривошипно-шатунному механизму. Происходит преобразование энергии сгоревшего топлива в механиче- скую энергию. Четвертый такт. Выпуск (рис. 2.2.г). Поршень идет вверх. Клапан выпуска открыт. Происходит удаление продуктов сгорания (отработавших газов) из цилиндра. В конце такта выпуска клапан закрывается. Такты 1, 2, 4 проходят с потреблением энергии. Для выполнения их необходим запас энергии. Для этой цели предназначен маховик (щеки коленвала), который накапливает энергию во время рабочего такта. Приведите для сравнения принцип работы двухтактного мотоциклетного двигателя? Рабочий цикл у двухтактных двигателей совершается за два хода поршня, в сравнении с четырехтактником в этом типе двигателя во время каждого движения поршня происходит одновременно два процесса - один в рабочем объеме цилиндра, второй в картере двигателя в подпоршневом пространстве. Роль клапанов впуска и выпуска выполняют поршень и цилиндр. В стенке цилиндра выполнены специальные окна, соединяющие рабочий объем поршня и объем, находящийся под поршнем, с впускным коллектором и выпускной трубой в соответствии с фазами работы двигателя. Первый такт. Поршень идет вверх, сжимая топливную смесь в камере сгорания. В определенный момент движения поршень освобождает впускное окно, через которое заполняется кривошипная камера в картере двигателя. Когда поршень занимает положение близкое к ВМТ происходит поджигание топливной смеси электрическим разрядом свечи зажигания. Второй такт. Расширяющиеся газы толкают поршень вниз. Происходит преобразование энергии сгоревшего топлива во вращательное движение коленчатого вала. Одновременно происходит сжатие топливной смеси в картере двигателя. Впускное окно перекрыто поршнем. В положении близком к НМТ поршень освобождает окно выпуска отработавших газов в атмосферу и окно впуска рабочей смеси из подпоршневого пространства в цилиндр (с небольшой задержкой). Происходит практически одновременно два процесса - выпуска и впуска. Процесс имеет циклический характер.

www.mopedaremont.ru

Устройство и принцип работы четырехтактного… скутеры

поршневая на китайский скутер

Устройство и принцип работы четырехтактного двигателя скутера

Уже давно производители устанавливают 4-тактные двигатели на мотоциклы. Новые китайские скутеры тоже оснащаются четырехтактным ДВС (двигателем Отто). Об устройстве и принципе работы этого двигателя, а так же об отличиях 4-тактного мотора от 2-тактного написана эта статья.

Справка

Изобретатель 4-тактного двигателя внутреннего сгорания (как впрочем, и двухтактного) немец Николаус Август Отто (1832-1891). Поэтому ДВС иногда называют двигателем Отто.

Из соображений экономичности, все больше скутеров оснащается четырехтактными двигателями. Хотя эти моторы при одинаковом объеме цилиндра уступают по мощности двухтактным, они обладают своими преимуществами:

-экономичность расхода топлива

-надежность

-простота обслуживания

-четырехтактный двигатель работает тише и устойчивей.

В отличие от двухтактного двигателя, в котором смазка коленвала, подшипников коленвала, компрессионных колец, поршня, пальца поршня и цилиндра осуществляется благодаря добавлению масла в топливо; коленвал четырехтакного двигателя находится в маслянной ванне. Благодаря этому Вам не надо смешивать бензин с маслом или доливать масло в специальный бачок (на моделях двухтактных скутеров с раздельной системой смазки). Достаточно залить чистый бензин в топливный бак и можно ехать, при этом отпадает необходимость покупки специального масла для 2-тактных двигателей. Так же на зеркале поршня и стенках глушителя и выхлопной трубы образуется значительно меньше нагара. К тому же, в 2-тактном двигателе происходит выброс топливной смеси в выхлопную трубу, что объясняется его конструкцией. К незначительным недостаткам, которые с лихвой окупаются достоинствами, можно отнести работы по регулировке теплового зазора клапанов и время разгона скутера с места, которое несколько больше, чем у двухтактных мопедов. Последнюю проблему можно устранить оптимальной настройкой вариатора и центробежного сцепления.

Итак, перейдем к описанию устройства и работы четырехтактного двигателя скутера.

На коленвале установлена ведущая звездочка, обеспечивающая (через цепь) вращение распределительного вала, находящегося в головке цилиндра. Этот вал определяет, когда должен быть открыт или закрыт один из двух клапанов (клапаны впуска и выпуска), в зависимости от положения поршня. На распредвале находятся кулачки, которые задействуют коромысла клапанов. (на схеме изображен распределительный вал)

поршневая на китайский скутер

Клуб любителей четырехтактных скутеров — все о китайских скутерах: ремонт скутера. тюнинг китайских скутеров, запчасти для четырехтактных скутеров, усройство вариатора скутера. карбюратора скутера и других узлов китайского скутера.

Коромысла нажимают на тот или иной клапан, открывая его. Между регулировочным болтом коромысла и клапаном должен быть зазор, так называемый тепловой зазор. При нагревании металл расширяется, и если тепловой зазор мал или его нет совсем, то клапаны не будут плотно закрывать впускной или выпускной каналы, поэтому так важно регулировать зазор клапанов. (читайте статью «Регулировка зазора клапанов») Выхлопные газы горячее топливной смеси, и выпускной клапан нагревается (а следовательно и расширяется) больше, чем впускной. Этим объясняется разница зазоров на впускном и выпускном клапанах.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания изучают в школе, но я все же опишу его.

Первый такт, впуск. Поршень идет вниз, клапан впуска открывается, и топливная смесь поступает из карбюратора в цилиндр. Когда поршень достигает нижнего положения, клапан впуска закрывается.

Второй такт, сжатие. Поршень идет вверх, топливная смесь сжимается. Кокда поршень находится в нескольких миллиметрах от верхней мертвой точки (ВМТ), свеча воспламеняет топливо, сжатое поршнем.

Третий такт, рабочий ход (расширение). После воспламенения горючего оно сгорает, горячие газы быстро расширяются, толкая поршень вниз (оба клапана закрыты).

Четвертый такт, выпуск. По инерции коленвал продолжает свое вращение (для равномерности вращения на коленвале установлены грузы — щеки коленвала), поршень идет наверх. Одновременно открывается выпускной клапан, и отработавшие газы выходят в выхлопную трубу. При достижениии поршнем ВМТ, выпускной клапан закрывается.

поршневая на китайский скутер

Далее повторяются все четыре такта.

Хотелось бы еще коротко описать принцип работы двухтактного двигателя, для сравнения. Как следует из названия, этот мотор имеет только два такта.

Первый такт. Поршень идет вверх, сжимая топливную смесь в камере сгорания. Происходит воспламенение смеси (не достигая ВМТ). Когда поршень находится в ВМТ, впускные окна в стенке цилиндра открыты, благодаря этому топливная смесь поступает в кривошипную камеру (из-за разницы давления, в камере оно ниже)

Вот это анимированая модель двухтактного двигателя, на ней же показан принцип работы резонатора, который возвращает топливную смесь обратно в цилиндр. В четырехтакном же двигателе выпускной канал закрывается клапаном, поэтому установка тюнингового глушителя, рассчитаного на двухтакники, ничего (кроме шума) не принесет.

http://www.bahnsport.org/images/technik/zweitakter.gif

Второй такт, рабочий ход. Расширяющиеся газы толкают поршень вниз. Когда он находится внизу, он открывает выпускные и впускные (здесь — окно канала, связывающего кривошипную камеру и цилиндр) окна. Так как газы выходят в сторону меньшего сопротивления, т.е. в выхлопную трубу, их место занимает топливная смесь, поступающая из кривошипной камеры, где смесь находится под давлением.

Далее все повторяется.

Автор: Артем Петров

Картинки: „start your engines»

Постоянный адрес статьи: http://www.china-scooter.ru/index.php/ustr/32-ustr.html

Попробуйте

reglinez.org

Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя. Устройство двигателя четырехтактного