Чотиритактний двигун: принцип роботи, основні відмінності – Верстат

що таке 4 тактний двигун

Двигуни внутрішнього згоряння повинні були замінити промислову парову машину. Однак ентузіасти, які працювали над створенням двигуна, змогли відчути потенціал, який закладений в нього.

Винахідникам вдалося відшукати способи, які дозволили в значних межах збільшити потужність агрегату без істотного збільшення маси.

 

Так, Ніколаус Отто зіграв одну з головних ролей в цьому проекті.

Він створив найперший чотиритактний двигун внутрішнього згоряння.

Як Отто двигун розробляв

Агрегат, винайдений ученим на ім’я Альфонс Бо де Роша, а потім побудований німецьким інженером Николаусом Отто в 1867 році, в ті роки вважався максимумом технологічності і практично досконалістю. Аналогів для нього просто не існувало. Мотор був дуже недорогим в експлуатації, мав компактні розміри, а також йому не потрібно було часте обслуговування.

Робота чотиритактного двигуна була побудована за чітким алгоритмом. Сьогодні його називають «циклом Отто». У 1875 р Ніколаус Отто в своїй компанії випускав більше, ніж 600 двигунів за рік.

Від чотиритактного ДВС до автомобіля

У команді інженерів, які працювали над створенням агрегату, був один талановитий хлопець – Готліб Даймлер.

Він тоді горів ідеєю створення на базі цього мотора справжнього автомобіля. Але Отто не бажав модернізувати вже наявний успішний мотор. Даймлер був змушений піти з проекту, але бажання побудувати автомобіль нікуди не поділося.

У підсумку разом зі своїм другом і однодумцем в 1889 році Даймлер таки збирає автомобіль, в основі якого лежить бензиновий чотиритактний двигун, що функціонує за алгоритмом Отто.

Відмінність 4-тактного двигуна від 2-тактного

Цикл роботи ДВС – це кілька процесів, які спрямовані на отримання порції сили, яка буде впливати на колінвал. Цикл цей складається з вприскування палива, стиснення, запалювання паливної суміші, розширення газів, випуску.

Такт в двигуні внутрішнього згоряння – це один хід поршня або вгору, або вниз. У двотактному моторі за один оборот коленвала відбувається два такту. Коли гази розширюються, поршень виконує корисну роботу.

 

Агрегати, де робочий хід відбувається в два такту, називають двотактними. А якщо за два оберти колінчастого вала відбувається чотири такту, то це вже чотиритактний двигун.

І ті, і інші можуть бути як бензиновими, так і для дизельного палива. Щоб зрозуміти особливості конструкції і експлуатації, відмінності між різними моторами, потрібно розглянути принципи їх роботи.

Принцип роботи чотиритактного двигуна

Головна відмінність 4-тактного ДВС від 2-тактного – в роботі газорозподілу.

Так, є окремі фази для впускання і випуску. Цими фазами завідують впускні і випускні клапани, які розташовуються в голівці блоку циліндрів. Відкриваються і закриваються клапани за допомогою розподільного вала, який приводиться в дію від обертання колінчастого вала.

такт впуску

На першому такті здійснюється впуск. У цей самий момент поршень починає свій рух вниз зі своєї верхньої мертвої точки. У циліндрі внаслідок цього створюється розрядження. Тим часом відкривається впускний клапан. Паливна суміш всмоктується в порожнину циліндра. Коли поршень досягає свого крайнього нижнього положення, клапан впускання закриватся і впускная фаза повністю завершується.

Стиснення паливної суміші

Це другий такт. Тут поршень рухається вгору, а клапани повністю закриті. У цей момент паливно-повітряна суміш стискається, тим самим нагріваючись. Це потрібно для більш ефективного згоряння суміші.

Робочий хід поршня

Поршень не доходить до свого крайнього верхнього положення. У бензинових агрегатах – від свічки, а в дизельних – від стиснення паливна суміш спалахує. Гази від згоряння дуже різко розширюються, сила впливає на поршень, і він йде вниз. Так чотиритактний двигун робить роботу.

Випуск відпрацьованих газів

Після того як поршень зробив свою корисну роботу, він знаходиться в крайньому нижньому положенні. Тепер потрібно видалити з порожнини циліндра відпрацьовані гази. Це виконується через випускний клапан. Гази виштовхуються з циліндра в той момент, коли поршень йде вгору.

 

Такти в дизельних ДВС

Порядок або алгоритм в дизельних двигунах відрізняється тільки тим, що в момент стиснення в порожнину циліндра подається лише повітря. Дизельне паливо подається в камеру тільки в кінці такту стиснення палива за допомогою форсунок.

Відмінності двухтактного і чотиритактного двигуна

Серед основних відмінностей, як уже говорилося, виділяється різна система газообміну.

Двигун внутрішнього згоряння має для цього спеціальний газорозподільний механізм, який відповідає за відкриття і закриття клапанів в потрібний момент циклу.

У двотактному ж моторі і процес заповнення камери згоряння, і її очищення здійснюються разом з тактом стиснення і розширення. Для цього в циліндрі є спеціальні технологічні отвори для впуску суміші і викиду газів. В агрегатах з такою конструкцією немає механізму ГРМ, що робить ці мотори набагато простіше і легше.

Одноциліндровий чотиритактний двигун

Мотори цієї конструкції дуже поширені. Їх можна знайти не тільки в автомобілях, але і в мотоциклах, скутерах, тракторах, мотоблоки. У Китаї виробляють літрові двигуни, які використовуються для роботи з мотоблоками.

Одне з головних достоїнств таких ДВС – це дуже маленьке відношення площі камери згоряння до обсягу. Це дає мінімальні втрати теплової енергії. ККД в таких двигунах дуже високий.

Пристрій аналогічно багатоциліндрові двигунів. Нічого нового тут немає.

 

Все ті ж чотири робочих такту.

Цей чотиритактний двигун призначений для застосування в утилітарних мотоциклах, мопедах, скутерах.

Примхи одноциліндрових моторів

Під час роботи двигуна створюються дуже високі температури. Деталі, які працюють в парах тертя, повинні періодично прохолоджуватися і добре змащувати. Зазори між вузлами потрібно промивати, щоб видалити продукти зносу. Також гарне масло відмінно відводить тепло від поверхонь, які працюють найбільш інтенсивно.

Також потрібно подбати про гарну додаткової системі охолодження. В мотоциклах і скутерах охолодження найчастіше повітряне.

Четирехтактніков на мотоциклах

Так, ці мотори дуже популярні серед виробників хороших, серйозних мотоциклів. Основна відмінність – це дизайн. Якщо в автомобілях двигун захований під капотом і дизайн його особливо не розробляли, то в світі мотоциклів зовнішній вигляд силового агрегату має серйозне значення.

Ось уже понад 15 років в моді двоциліндровий чотиритактний двигун мотоцикла, представлений сьогодні безліччю моделей з різним обсягом. Відрізнити такі двигуни можна по характерному звуку.

Однак серед мотоциклістів особливою популярністю користуються рядні чотирициліндрові агрегати. Ці мотори лише трохи випереджають автомобільні ДВС. Наприклад, схема на чотирьох клапанах лише недавно отримала визнання в будівництві автомобілів. А на мотоциклах вона використовувалася ще з 70-х.

Для мотоцикла четирехтактніков є більш актуальним. Так, ці ДВС економічніші, ефективні, екологічні, ніж двотактні агрегати. Це – переваги даних двигунів на мотоциклах. Також двигуни для мотоциклів зроблені таким чином, щоб працювати на високих оборотах. Максимальна потужність видається на оборотах до 14-16 тисяч на сучасних моделях.

Нові технології за старим принципом

З того самого моменту, як винайшли чотиритактний двигун, він постійно вдосконалювався.

Багато новинок довелося на механізм ГРМ. Наприклад, зараз число клапанів на циліндр може доходити і до 5-ти. Сучасні виробники також застосовують спеціальні системи зміни фаз розподілу газів.

Відбулися зміни і в системі живлення. Сучасні мотори більше не використовують карбюратор – всюди інжектори і електроніка.

Щоб поліпшити наповнюваність камер згоряння повітрям, застосовують системи наддуву. Це дозволяє збільшити потужність при малому обсязі, а також знизити витрату палива.

Але при всьому цьому принцип дії ДВС залишається все тим же, яким і був.

 

Чотири такту: недоліки та переваги

Основний і «жирний» плюс таких агрегатів – це економічність. До того ж вони не надто галасливі.

Застосування разом з ними каталізаторів дозволяє знизити токсичність викиду відпрацьованих газів.

Ще одна перевага – це, звичайно ж, висока надійність. Ресурс може доходити до мільйона кілометрів, і це далеко не межа. Ремонт чотиритактного двигуна потрібно робити не так часто.

Серед недоліків – складна конструкція, дороге виробництво, вимогливість в експлуатації. Цим агрегатів обов’язково потрібно якісне паливо і масло. Здійснити ремонт самостійно практично неможливо.

Щоб з цими моторами ніколи не було проблем, «годуєте» їх тільки якісним бензином. І тоді вони будуть працювати довго, надійно і справно. Конструкція, яка стільки років не змінюється, – це показник надійності і ефективності.

джерело: https://s-tehnika.com.ua/wp-content/uploads/b791777c462971ec6d80d5d424e8a8d7-400x332.jpg" alt="що таке 4 тактний двигун" width="400" height="332" class="alignleft size-medium">
У числі процесів, що характеризують роботу потужних і продуктивних машин і механізмів, слід зазначити робочий цикл чотиритактного двигуна.

Це сукупність процесів, що повторюються в певній послідовності, під час яких циліндр наповнюється робочою сумішшю, після чого відбувається її стиск і займання. Гази, що утворилися при згорянні, розширюються, а потім – видаляються з циліндра.

Робочим циклом двигуна називається періодично повторюється ряд послідовних процесів, що протікають в кожному циліндрі двигуна і обумовлюють перетворення теплової енергії в механічну роботу.

Якщо робочий цикл здійснюється за два ходи поршня, тобто. Е. За один оборот колінчастого валу, то такий двигун називається двотактним. В даний час двотактні двигуни на автомобілях не застосовують, а використовують лише на мотоциклах і як пускові двигуни на тракторах.

 

Це пов’язано перш за все з тим, що вони мають порівняно високий витрата палива і недостатнє наповнення горючої суміші через погану очищення циліндрів від відпрацьованих газів.

Автомобільні двигуни працюють, як правило, по чотиритактному циклу, який відбувається за два оберти колінчастого вала або чотири ходу поршня і складається з тактів впуску, стиснення, розширення і випуску. У карбюраторному чотиритактному одноциліндровий двигун робочий цикл відбувається наступним чином.

такт впуску

Поршень знаходиться в в.м.т. і в міру обертання колінчастого вала (за один його напівоберт) переміщається від в.м.т. до н.м.т. При цьому впускний клапан відкритий, а випускний клапан закритий.

При русі поршня вниз обсяг над ним збільшується, тому в циліндрі створюється розрядження, рівне 0,07-0,095 МПа , в результаті чого свіжий заряд горючої суміші, що складається з парів бензину і повітря, засмоктується через впускний трубопровід в циліндр.

Від зіткнення свіжого заряду з нагрітими деталями в кінці такту впуску він має температуру 75-125 ° С.

Ступінь заповнення циліндра свіжим зарядом характеризується коефіцієнтом наповнення, який для високооборотних карбюраторних двигунів знаходиться в межах 0,65-0,75. Чим вище коефіцієнт наповнення, тим більшу потужність розвиває двигун.

такт стиснення

Після заповнення циліндра горючою сумішшю при подальшому обертанні колінчастого вала поршень переміщається від н.м.т. до в.м.т. Впускний клапан закривається, а випускний закритий. У міру стиснення горючої суміші температура і тиск її підвищуються. Залежно від ступеня стиснення тиск в кінці такту стиснення може становити 0,8-1,5 МПа , а температура газів 300- 450 ° С.

 

Такт розширення, або робочий хід

В кінці такту стиснення горюча суміш запалюється від електричної іскри, яка виникає між електродами свічки, і швидко згоряє, в результаті чого температура і тиск утворюються газів різко зростають, поршень при цьому переміщується від в.м.т. до н.м.т. Максимальний тиск газів на поршень при згорянні для карбюраторних двигунів знаходиться в межах 3,5-5 МПа , а температура газів 2100-2400 ° С.

При такті розширення шарнірно пов’язаний з поршнем шатун здійснює складний рух і через кривошип передає обертання колінчастого валу. При розширенні гази здійснюють корисну роботу, тому хід поршня при цьому такті колінчастого вала називають робочим ходом. В кінці робочого ходу поршня тиск в циліндрі знижується до 0,3-0,75 МПа , а температура – до 900-1200 ° С.

такт випуску

Колінчастий вал через шатун переміщує поршень від н.м.т. до в.м.т. При цьому випускний клапан відкритий і продукти згоряння виштовхуються з циліндра в атмосферу через випускний трубопровід.

На початку процесу випуску продуктів згоряння тиск в циліндрі значно вище атмосферного, але до кінця такту воно падає до 0,105-0,120 МПа , а температура газів на початку такту випуску становить 750 900 ° С , знижуючи до його кінця до 500-600 ° С.

 

 

Повністю очистити циліндри двигуна від продуктів згоряння практично неможливо (занадто мало часу), тому при подальшому впуску свіжої горючої суміші вона перемішується з залишковими відпрацьованими газами і називається робочою сумішшю.

Коефіцієнт залишкових газів характеризує ступінь забруднення свіжого заряду відпрацьованими газами і являє собою відношення маси продуктів згоряння, що залишилися в циліндрі, до маси свіжої горючої суміші. Для сучасних карбюраторних двигунів коефіцієнт залишкових газів знаходиться в межах 0,06-0,12. По відношенню до робочого ходу такти впуску, стиснення і випуску є допоміжними.

Двотактний двигун – особливості роботи

Весь цикл роботи двотактного двигуна відбувається за один оборот коленвала. Це дозволяє на виході отримувати приблизно в 1,4-1,8 разів більшу потужність, з того ж робочого об’єму, маючи ті ж самі обороти двигуна.

Зрозуміло, коефіцієнт корисної дії у таких агрегатів значно нижче, ніж у тих же 4 тактних моделей. Це використовується при створенні важких і низькооборотних двигунів судів. Тут вони безпосередньо з’єднуються з гребним валом.

Знайшли своє застосування такі моделі і в мотоциклах.

Рекомендуємо: Вчимося перемикати передачі на механічною КПП

Це так само призводить до того, що моделі, що працюють в 2 такту, дуже сильно гріються. Тут виділяться велика теплова енергія.

У деяких випадках доводиться підключати до них додаткове охолодження, щоб агрегат завжди знаходився в працездатному стані. Однак, можна виділити і плюс подібної технології.

З огляду на те, що робота поршня обмежується 2 тактами, він робить набагато менше рухів за одиницю часу, тому втрати на тертя мінімальні. Це безпосередньо позначається на знос основних робочих деталях двотактного двигуна.

Ще однією актуальною проблемою для даної моделі є той факт, що постійно потрібно шукати компроміс між втратами свіжого заряду і якістю продувки. Так, принцип роботи змушує провідних інженерів і техніків працює над створенням універсальної системи, яка б зводила до мінімуму втрати.

4 тактний двигун витісняє відпрацьовані гази в той момент, коли його поршень знаходиться у верхній мертвій точці. Тут ситуація докорінно змінюється. Вся відпрацювання вилітає в трубу в той момент, коли циліндр практично повністю вільний, тобто цей процес захоплює його обсяг повністю.

Якість обдування грає в цьому дуже важливу роль.

Саме тому не завжди вдається розділити свіжу робочу суміш від вихлопних газів. У будь-якому випадку вони будуть змішуватися. Особливо чітко така проблема виділяється у карбюраторних моделей моторів, які безпосередньо подають готове до роботи пальне в циліндр. Природно, в даному випадку варто говорити про більшу кількість використовуваного повітря. Звідси виникає необхідність застосування складних за структурою і складом повітряних фільтрів. 4 тактний двигун обділений цим недоліком.

ЦЕ ЦІКАВО:

В ході кожного такту колінчастий вал двигуна робить поворот на 180 °. За повний робочий цикл колінвал повертається на 720 °.

Чотиритактний двигун набув широкого поширення. Він може працювати як з бензином, так і з дизельним паливом. Відмінністю робочого циклу для дизеля є те, що займання паливо-повітряної суміші відбувається не від іскри, а від високого тиску і температури в кінцевій точці такту стиснення.

Особливості роботи двотактних моторів

Основою того, чим відрізняється двотактний двигун від чотиритактного, можна назвати той факт, що в першому за один робочий цикл колінвал робить два оберти, а в другому весь робочий цикл укладається в один оборот коленвала (360 °).

Поршень при цьому здійснює лише два ходи.

Процеси, що відбуваються в камері згоряння протягом робочого циклу у двотактного мотора, не відрізняються від чотиритактних, але впуск горючої суміші і випуск відпрацьованих газів виконуються одночасно з тактами стиснення і розширення.

https://www.youtube.com/watch?v=AMwvcPELG2o

Процес одночасного видалення відпрацьованих газів і нагнітання в циліндр свіжого заряду, що відбувається в двотактному двигуні, отримав назву продування.

Робочий цикл двотактного двигуна

Принцип роботи найпростішого двотактного двигуна полягає в наступному:

  1. Такт стиску . На початку циклу поршень знаходиться в НМТ і рухається в положення ВМТ такту стиснення. При цьому відбувається перекриття вікна продувки (впуску), а потім каналу випуску. У момент, коли поршень закриває вікно випуску, починається стиск горючої суміші, і в просторі під поршнем виникає розрідження. Це забезпечує нагнітання палива в камеру через відкритий клапан впускання.
  2. Такт розширення (робочого ходу). Коли поршень наближається до ВМТ, відбувається спрацьовування свічки запалювання, і горюча суміш запалюється. Це провокує різке підвищення тиску і температури, в результаті чого поршень починає рух вниз. Таким чином, гази здійснюють корисну роботу, а поршень при русі до НМТ збільшує компресію паливо-повітряної суміші. З ростом тиску клапан починає закриватися і перешкоджає попаданню горючої суміші у впускний колектор. При досягненні поршнем випускного вікна, відбувається відкриття останнього, і відпрацьовані гази видаляються в систему вихлопу. Тиск в камері знижується, а подальший рух поршня відкриває канал продувки і топливовоздушная суміш подається в камеру, витісняючи відпрацьовані гази.

Залежно від того, як реалізована система продувки в пристрої двотактного двигуна, їх поділяють на різні типи:

  • З контурної кривошипно-камерної продувкою. Горюча суміш подається в камеру циліндра безпосередньо з картера двигуна. При цьому вона всмоктується в момент руху поршня до ВМТ, а при русі поршня до НМТ забезпечується продування за рахунок надлишкового тиску.
  • З клапанно-щілинним продуванням. Застосовується для одноциліндрових двигунів. Газорозподіл реалізується шляхом перекриття вікон, виконаних в стінці циліндра.
  • З прямоточною продувкою. У такій конструкції впуск виконується через спеціальні продувні вікна, виконані по колу циліндра в його нижній частині. У свою чергу, випуск реалізується через вихлопної клапан.
  • З використанням продувних насосів. Застосовується на багатоциліндрових двотактних двигунах. При цьому повітря для продувки стискається спеціальним компресором.

На відміну від чотиритактного, двотактний двигун не має системи газорозподілу. Не вимагають такі конструкції і організації складної системи мастила. З іншого боку, чотиритактні мотори більш економічні по витраті палива, а також менше схильні до вібрації і забезпечують більш чистий вихлоп.

( 1 5,00 з 5)

Вам також може сподобатися

джерело: https://TechAutoPort.ru/dvigatel/teoriya/rabochiy-cikl.html

Чотиритактний двигун, пристрій і принцип роботи

Робочим циклом двигуна називається періодично повторюється ряд послідовних процесів, що протікають в кожному циліндрі двигуна і обумовлюють перетворення теплової енергії в механічну роботу. Автомобільні двигуни найчастіше працюють по чотиритактний циклу, який відбувається за два оберти колінчастого вала або чотири ходу поршня і складається з тактів впуску, стиснення, розширення і випуску.

У карбюраторному чотиритактний двигун робочий цикл відбувається наступним чином.

Робочий цикл карбюраторного двигуна:

– Такт впуску
Протягом цього такту поршень опускається з верхньої мертвої точки (ВМТ) в нижню мертву точку (НМТ). В цей час кулачки распредвала відкривають впускний клапан, і через цей клапан в циліндр засмоктується свіжа паливно-повітряна суміш.

– Такт стиснення Поршень йде з НМТ у ВМТ, стискаючи робочу суміш.

При цьому значно зростає температура суміші. Ставлення робочого об’єму циліндра в НМТ і обсягу камери згоряння в ВМТ називається ступенем стиснення. Ступінь стиснення – дуже важливий параметр, як правило, чим вона більша, тим більше паливна економічність двигуна. Однак, для двигуна з більшим ступенем стиснення потрібно паливо з великим октановим числом, яке дорожче.

Такт розширення, або робочий хід

Незадовго до кінця циклу стиснення топливовоздушная суміш підпалюється іскрою від свічки запалювання. Під час шляху поршня з ВМТ в НМТ паливо згорає, і під дією тепла згорілого палива робоча суміш розширюється, штовхаючи поршень. При розширенні гази здійснюють корисну роботу, тому хід поршня при цьому такті колінчастого вала називають робочим ходом.

Ступінь «недоворота» колінчастого вала двигуна до ВМТ при підпалюванні суміші називається кутом випередження запалювання. Випередження запалювання необхідно для того, щоб згоряння палива встигло, повністю закінчиться до моменту досягнення поршнем НМТ, тобто для найбільш ефективної роботи двигуна.

Згоряння палива займає практично фіксований час, тому для підвищення ефективності двигуна потрібно збільшувати кут випередження запалювання при підвищенні оборотів. У старих двигунах ця регулювання проводилася механічним пристроєм (відцентровим і вакуумним регулятором, що впливає на переривник).

У сучасних двигунах для регулювання кута випередження запалювання використовують електроніку.

Гифка наочно демонструє процес роботи чотиритактного двигуна

– Такт випуску
Після НМТ робочого циклу відкривається випускний клапан, і рухається вгору поршень витісняє вихлопні гази з циліндра двигуна. При досягненні поршнем ВМТ випускний клапан закривається, і цикл починається спочатку.

Повністю очистити циліндри двигуна від продуктів згоряння практично неможливо (занадто мало часу), тому при подальшому впуску свіжої горючої суміші вона переміщається з залишковими відпрацьованими газами і називається робочою сумішшю.

Коефіцієнт залишкових газів характеризує ступінь забруднення свіжого заряду відпрацьованими газами і являє собою відношення маси продуктів згоряння, що залишилися в циліндрі, до маси свіжої горючої суміші. Для карбюраторних двигунів коефіцієнт залишкових газів знаходиться в межах 0,06-0,12.

По відношенню до робочого ходу такти впуску, стиснення і випуску є допоміжними.

Робочий цикл дизельного двигуна
Робочі цикли чотиритактного дизеля і карбюраторного двигуна істотно розрізняються за способом сумішоутворення і займання робочої суміші.

Основна відмінність полягає в тому, що в циліндр дизеля при такті впуску надходить не горюча суміш, а повітря, який через велику ступеня стиснення нагрівається до високої температури, а потім в нього впорскується мелкораспиленное паливо, яке під дією високої температури повітря самозаймається.

У чотиритактний дизелі робочі процеси відбуваються наступним чином

– Такт впуску При русі поршня від ВМТ до НМТ внаслідок утвориться розрядження з воздухоочистителя в порожнину циліндра через відкритий впускний клапан надходить атмосферне повітря.

такт стиснення

Поршень рухається від НМТ до ВМТ. Впускний і випускний клапани закриті, внаслідок цього переміщається вгору поршень стискає наявний в циліндрі повітря. Для займання палива необхідно, щоб температура стисненого повітря була вище температури самозаймання палива.

– Такт розширення, або робочий хід

При підході поршня до ВМТ в циліндр через форсунку впорскується дизельне паливо, що подається паливним насосом високого тиску (ТНВД). Впорснути паливо, перемішуючись з нагрітим повітрям, самозаймається і починається процес згоряння, що характеризується швидким підвищенням температури і тиску. Під дією тиску газів поршень переміщується від ВМТ до НМТ. Відбувається робочий хід.

– Такт випуску
Поршень переміщається від НМТ до ВМТ і через відкритий випускний клапан відпрацьовані гази виштовхуються з циліндра. Після закінчення такту випуску при подальшому обертанні колінчастого вала робочий цикл повторюється в тій же послідовності.

На цьому відео показана робота реального двигуна. Камера вбудована в циліндр блоку.

Недоліки чотиритактних двигунів:

Все холості ходи (впуск, стиснення, випуск) відбуваються за рахунок кінетичної енергії, запасеної кривошипно шатунним механізмом і пов’язаними з ним деталями під час робочого ходу, в процесі якого хімічна енергія палива перетворюється в механічну енергію рухомих частин двигуна.

Оскільки згорання відбувається в долі секунд, то воно супроводжується швидким збільшенням навантаження на кришку (голівку) циліндра, поршень і інші деталі двигуна внутрішнього згоряння.

Наявність такого навантаження неминуче призводить до необхідності збільшити масу рухомих деталей (для підвищення міцності), що в свою чергу супроводжується зростанням інерційних навантажень на рухомі деталі.

Поступаються за потужністю двотактним

До незначним недоліків, які з лишком окупаються достоїнствами, можна віднести операції з регулювання теплового зазору клапанів і час розгону з місця, яке дещо більше, ніж у двотактних.

Спеціалізоване, потужне обладнання для ремонту та обслуговування. Чотиритактні ДВС мають великі розміри, їх деталі більш об’ємні, складні.

Для здійснення ремонту таких двигунів, необхідно використовувати важке гаражне обладнання: стенди-кантувателі, стенди для ремонту ДВС, кран-маніпулятор і т.д.

Переваги чотиритактних двигунів:

-економічність витрати палива; -надійність; простота обслуговування;

-четирехтактний двигун працює тихіше і стійкіше.

На відміну від двотактного двигуна, в якому мастило клонували, підшипників коленвала, компресійних кілець, поршня, пальця поршня і циліндра здійснюється завдяки додаванню масла в паливо; колінвал чотиритактного двигуна знаходиться в масляній ванні. Завдяки цьому немає необхідності змішувати бензин з маслом або доливати масло в спеціальний бачок. Досить залити чистий бензин в паливний бак і можна їхати, при цьому відпадає необхідність покупки спеціального масла для 2-тактних двигунів.

Так само на дзеркалі поршня і стінках глушника і вихлопної труби утворюється значно менше нагару. До того ж, в 2-тактном двигуні відбувається викид паливної суміші в вихлопну трубу, що пояснюється його конструкцією.

джерело: https://www.StuDiplom.ru/Technology-DVS/4-x_DVS.html

Чотиритактний двигун: принцип роботи, основні відмінності

Чотиритактний двигун являє собою поршневий мотор внутрішнього згоряння. Робочий процес всіх циліндрів в цих агрегатах займає 2 кругообігу колінчастого вала або чотири поршневих такту. З середини ХХ століття 4 тактний двигун – найпоширеніший вид поршневих моторів.

Робочий цикл ДВС (двигуна внутрішнього згоряння) складається з ряду процесів, при яких посилюється потужність двигуна, що впливає на колінчастий вал. Складається робочий цикл з кількох етапів:

  • циліндр заповнюється паливної сумішшю;
  • суміш стискається;
  • паливна суміш запалюється;
  • гази розширюються і циліндр очищається.

У ДВС поршень рухається в одному напрямку (вниз або вгору). Колінчастий вал робить один оборот в два такту. Робочим ходом поршня називають той, при якому відбувається корисна робота, і розширюються згорілі гази.

Двотактними називають двигуни, в яких цикл відбувається в один оборот колінчастого валу або за два такту. Чотиритактні агрегати характеризуються вчиненням робочого циклу за два оберти коленвала або за чотири такту .

Основні характерні показники 4 тактного двигуна:

  1. За рахунок руху робочого поршня відбувається обмін газів.
  2. Агрегат оснащений газорозподільним механізмом , що дозволяє циліндричну порожнину перемикати на впуск і випуск.
  3. Відбувається обмін газів в момент окремого півоберту клонували.
  4. Шестерні редуктори і ремінна ланцюгова передача дають можливість змінити моменти впорскування бензину, запалювання і приводу газорозподільного механізму по відношенню до частоти обертання коленвала.

Конструктивні та експлуатаційні відмінності чотиритактних двотактних бензинових двигунів

Головна відмінність чотиритактного двигуна від двотактного обумовлено різними механізмами газообміну , а саме: видаленням відпрацьованих газів і подачею паливно-повітряної суміші в циліндр.

Процеси заповнення циліндра і його очищення в чотиритактному двигуні відбуваються за допомогою газорозподільного спеціального механізму, який в певний час відкриває і закриває робочий цикл.

Очищення циліндра і його заповнення в двотактному двигуні виконується в один час з з розширенням і стисненням при знаходженні поршня поблизу мертвої нижньої точки. У стінках циліндра для цього є два отвори: продувні або впускне і випускне . Через вихідний отвір надходить паливна суміш, і виходять відпрацьовані гази.

Основні відмінності двотактних і чотиритактних двигунів:

  1. Літрова потужність. У чотиритактному двигуні на два оберти колінчастого вала доводиться один робочий хід. Тому теоретично двотактний двигун повинен мати літрову потужність удвічі більше, ніж чотиритактний. Але на практиці перевищення становить близько 1,8 рази, завдяки використанню поршня при розширенні ходу, а також наявності гіршого механізму звільнення циліндра від відпрацьованих газів і великих витрат на продувку частини потужності.
  2. Споживання палива. Двотактний двигун перевершує чотиритактний в питомої та літрової потужності, але поступається в економічності. Відпрацьовані гази витісняються повітряно – паливної сумішшю, яка надходить в циліндр з шатунно-кривошипно камери. Частина паливної суміші при цьому надходить в вихлопні канали та видаляється з відпрацьованими газами.
  3. У двотактного і чотиритактного двигунів принцип змащення двигуна істотно відрізняється. Двотактні моделі характеризуються необхідністю змішування бензину з моторним маслом в певних пропорціях. Масляна повітряно-паливна суміш циркулює в поршневий і кривошипної камерах, змащуючи підшипники колінчастого вала і шатуна. Дрібні краплі олії при загорянні паливної суміші згоряють разом з бензином. Відпрацьовані гази йдуть разом з відпрацьованими газами.

Змішують бензин з маслом двома способами. Це може бути просте перемішування, яке проводиться перед тим, як залити в бак паливо і роздільна передача. У другому випадку олійно-паливна суміш утворюється у впускному патрубку, розташованому між циліндром і карбюратором.

Двигун в останньому випадку оснащений масляним бачком з трубопроводом, з’єднаним з плунжерним насосом. Насос подає масло у впускний патрубок в тій кількості, яка необхідна. Продуктивність насоса залежить від того, як розташована ручка подачі «газу».

Надходження масла тим більше, чим більше подається паливо. Більш досконалою є роздільна система мастила двотактного двигуна. Ставлення бензину до маслу при ній може досягати 200: 1. Це призводить до зниження витрати масла і до зменшення димності.

Таку систему використовують, наприклад, на сучасних скутерах.

У чотиритактних двигунах бензин з маслом не змішують, а подають окремо, для чого двигуни мають класичну систему змащення, яка складається з фільтра, масляного насоса, трубопровідної магістралі і клапанів. Як масляного бачка може виступати картер двигуна (мастило з «мокрим« картером) або окремий бачок ( «сухий» картер).

У першому випадку насос всмоктує з піддона масло, направляє його до вхідної порожнину, а потім по каналах -до деталей шатунно-кривошипної групи, до підшипників коленвала і газорозподільного механізму.

У разі мастила з «сухим» картером масло заливають в бочок. Звідти воно за допомогою насоса потрапляє до поверхонь, що труться. Стікаючу в картер частина масла відкачують додатковим насосом і повертають в бачок.

Для очищення масла від різних продуктів зносу двигун має фільтр. Крім того при необхідності встановлюють охолоджуючі фільтра, тому як температура масла в процесі роботи може дуже сильно підніматися.

джерело: https://tokar.guru/stanki-i-oborudovanie/dvigateli/princip-raboty-chetyrehtaktnogo-dvigatelya.html

Ви також можете насолодитися:

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *