Что является тактом двигателя

Что является тактом двигателя

Основные отличия 4-тактных моторов от моторов 2-тактных.

В самом начале хочу напомнить читателю, как работает четырехтактный двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Из школьного курса физики мы знаем, что в работа поршневого ДВС происходит за два оборота коленчатого вала, т. е. за четыре хода поршня ( 4 такта), а именно:

Такт первый — Впуск. Поршень идет вниз по цилиндру, создается разряжение, свежая порция воздушно-топливной смеси поступает в цилиндр через открытый впускной клапан.

Такт второй — Сжатие. Поршень идет вверх, в это время впускной и выпускной клапана закрыты, топливная смесь уменьшается в объеме (сжимается).

Такт третий — Рабочий ход. Поршень идет вниз, с помощью свечи зажигания сжатая топливная смесь воспламеняется (взрывается) многократно увеличиваясь в объеме толкает поршень вниз.

Такт четвертый — Выпуск. Поршень идет вверх, отработанные газы выталкиваются из цилиндра через открытые впускной и выпускной клапана.

Четыре такта двигателя называются рабочим циклом. По окончанию четвертого такта цикл повторяется.

В двухтактном ДВС рабочий цикл происходит за один оборот коленчатого вала, т. е. за 2 хода поршня ( 2 такта). Такты сжатия и рабочего хода происходят как в четырехтактном двигателе, а впуск и продувка цилиндра совмещены и происходят за короткое время когда поршень находится ближе к нижней мертвой точке.

Таким образом можно выделить основные отличия 4 тактных моторов от 2 тактных:

В четырехтактном двигателе имеется газораспределительный механизм состоящий из распределительного вала, клапанов, приводных шестерней именно по этому четырехтактный двигатель всегда тяжелее двухтактного. Но именно благодаря такому совершенному механизму газораспределения происходит полное удаление отработавших газов из цилиндра и более качественно цилиндр наполняется свежей рабочей смесью. В следствие чего двигатель ровнее работает на холостом ходу и малых оборотах. Именно за это преимущество четырехтактные двигатели так нравятся рыболовам увлекающимся троллингом.

Еще одним отличием является топливо. В четырехтактном двигателе используется чистый бензин с октановым числом указанном в инструкции по эксплуатации, а в двухтактном смесь бензина с маслом.

В двухтактном двигателе отработавшие газы вытесняются свежей рабочей смесью, при этом часть свежего топлива оказывается в выпускных каналах, т. е. попросту выплевывается из двигателя неиспользованной. Из-за этой особенности двухтактные двигатели имеют больший удельный расход топлива по сравнению с четырехтактными.

У четырехтактного двигателя масло находится в картере, поэтому перевозить четырехтактный двигатель можно только в вертикальном положении, как исключение допускается перевозка в горизонтальном положении на стороне указанной заводом изготовителем, как правило румпелем вниз.

Основные преимущества:

четырехтактного двигателя: Низкий расход топлива, уверенная работа на малых оборотах, меньшее загрязнение окружающей среды, не нужно смешивать бензин с маслом.

двухтактного двигателя: Малый вес, простота обслуживания, возможность перевозки в любом положении, высокий КПД.

инженеров.net — научно-познавательный сайт

Friday , Sep 10th

Last update 08:30:58 AM GMT

  • начало
  • транспорт
  • космос
  • наука
  • hi-tech
  • как это работает
  • сделай сам
  • интересно
  • инженерам
  • Skip to content

ДВС — четырехтактный двигатель, принцип работы

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Четырехтактный двигатель был впервые продемонстрирован Николаусом Отто в 1876 году и поэтому он также известен как цикл Отто. Технически правильный термин — четырехтактный цикл. Четырехтактные двигателя является наиболее распространенным типом двигателя в настоящее время. Они установлены практически на всех легковых автомобилях и грузовиках.

Четырехтактный двигатель был впервые продемонстрирован Николаусом Отто в 1876 году и поэтому он также известен как цикл Отто. Технически правильный термин — четырехтактный цикл. Четырехтактные двигателя, возможно, является наиболее распространенным типом двигателя в настоящее время. Они установлены на всех легковых автомобилях и грузовиках.

Четыре такта цикла — это впуск, компрессия, расширение и выпуск выхлопных газов. Каждому соответствует один полный ход поршня, поэтому полный цикл требует двух оборотов коленчатого вала.

Такт впуска.
Во время впуска, поршень движется от ВМТ (верхней мертвой точки) вниз к НМТ (нижней мертвой точке), засасывая свежий заряд топливо-воздушной смеси. Изображенный на рисунке двигатель имеет ‘тарельчатый’ впускной клапан, который открывается потоком всасываемого свежего заряда. Некоторые ранние двигатели работали именно таким образом. Однако, в современных двигателях впускной клапан открывается кулачком распределительного клапана.

Такт сжатия.
После достижения НМТ поршень начинает двигаться вверх к ВМТ, давление в цилиндре возрастает, впускной клапан закрывается и происходит сжатие топливо-воздушной смеси.

Такт расширения, или рабочий ход.
Незадолго до конца цикла сжатия топливо-воздушная смесь поджигается искрой от свечи зажигания. Во время пути поршня из ВМТ в НМТ топливо сгорает, и под действием тепла сгоревшего топлива рабочая смесь расширяется, толкая поршень. При расширении газы совершают полезную работу, поэтому ход поршня при этом такте коленчатого вала называют рабочим ходом.

Такт выпуска.
После НМТ рабочего цикла открывается выпускной клапан, и движущийся вверх поршень вытесняет отработанные газы из цилиндра двигателя. При достижении поршнем ВМТ выпускной клапан закрывается, и цикл начинается сначала.

Читать еще:  Что такое электромеханическая характеристика двигателя постоянного тока

Анимационные рисунки показывают основной принцип работы одного цилиндра четырех-тактного двигателя.

Что является тактом двигателя

Голосование
Новости все новости

Получили запчасти на весь сезон 2020!

В ассортименте нашего интернет-магазина теперь есть снегоход Dingo T110 . Данная модель отличается простотой сборки, удобством транспортировки, улучшенной проходимостью и плавностью хода на неровностях.

Статьи все статьи

В этой статье отвлечемся немного от темы мототехники и перенесем свой взгляд на автомобили. Рассмотрим новинки, которые предсталяет компания Lifan.

Люди, считающие, что выбирать мотошлем стоит исходя лишь из собственных эстетических предпочтений или подчинившись авторитету продавца мотоэкипировки (как вариант — друзей-знакомых «специалистов»), регулярно портят статистику ГАИ.

Двигатели для скутеров: виды, устройство, особенности

В настоящее время подавляющее большинство производителей предлагают своим покупателям двигатели двух разных видов:

  • 2-х тактные;
  • 4-х тактные.

Хотя конечно же сейчас появляются и более совершенные и экологичные модели с электрическими и гибридными двигателями, но они еще пока находятся в стадии становления и не получили широкого распространения для того, чтобы выделить их в отдельную категорию.

Каждая из этих двух категорий имеет свои положительные и отрицательные моменты в зависимости от сферы применения, именно поэтому скажем на крупногабаритных скутерах устанавливают преимущественно 4-х тактные двигатели, а на мокиках – 2-х тактные модели.

Для начала попробуем проиллюстрировать общую модель двигателя

На рисунке показаны:

  1. Картер.
  2. Коленчатый вал.
  3. Шатун.
  4. Цилиндр.
  5. Поршень.
  6. Головка цилиндра.
  7. Свеча зажигания.

Четырехтактный двигатель

Для начала остановимся поподробнее на особенностях четырехтактного двигателя. Свое название он берет именно из числа тактов, которые необходимы для совершения полного рабочего цикла. Начало этого цикла идет с момента впуска, в это время поршень двигателя находится в верхней мертвой зоне (ВМТ), при этом клапаны находятся в закрытом состоянии. Затем при повороте вала поршень идет вниз, в результате чего происходит открытие впускного клапана и смесь попадает в цилиндр. Когда поршень проходит в свою очередь нижнюю мертвую точку (НМТ) впускной клапан закрывается, тем самым ограничивая объем смеси, которая попадает в цилиндр. Именно на этом цикл впуска заканчивается.

На рисунке показаны:

  1. Впускной клапан.
  2. Свеча зажигания.
  3. Выпускной клапан.

Следующий такт – это сжатие. Оно происходит следующим образом: коленчатый вал продолжает свое вращение, в результате чего поршень снова поднимается вверх до ВМТ, при этом сжимая смесь в цилиндре.
После этого цикла смесь является сильно сжата в ограниченном пространстве камеры сгорания. Именно в этот момент и происходит срабатывание свечи зажигания, которая поджигает смесь. В результате этого газы расширяются с огромной силой и действуют на окружающие детали, т.к. единственной деталью, что может двигаться является поршень, то высвобождающееся давление перемещает поршень до НМТ – это называется тактом рабочего хода.

Но ведь в результате горения образуются остатки топливной смеси, которые необходимо удалить из камеры сгорания, именно для этой цели открывается выпускной клапан, при этом поршень двигается вверх до ВМТ, и выталкивает все отработавшие газы наружу. Затем они попадают в выходную трубу, а затем в глушитель. В тот момент, когда поршень достигает ВМТ, закрывается выпускной клапан, тем самым заканчивается такт выпуска.

Двухтактный двигатель

Мы подробно рассмотрели работу 4-х тактного двигателя, теперь пришло время перейти к устройству и принципу действия двухтактного двигателя, который в отличии от своего «коллеги» имеет всего лишь два такта:

  • первый: всасывание топливной смеси в кривошипную камеру сгорания и сжатие смеси, находящейся в цилиндре, рабочий ход;
  • второй: зажигание смеси в камере сгорания, очищение камеры от продуктов сгорания и отработавших газов, а также продувка ее свежей топливной смесью.

Пожалуй главным отличием двухтактного двигателя от своего собрата можно считать отсутствие клапанов и механизма их привода. В качестве клапанов здесь служит именно сам поршень, которые открывает и закрывает окна на зеркале цилиндра. Также в этой модели двигателя кривошипная камера используется для газообмена.

На рисунке показаны:

  1. Автоматический пластинчатый впускной клапан.
  2. Впускной канал.
  3. Кривошипная камера (картер).
  4. Продувочные (или перепускные) каналы (окна).
  5. Выпускной канал (окно).
  6. Свеча зажигания.
  7. Ну и, пожалуй, вторым существенным отличием двухтактного двигателя является то, что он не требует дополнительной смазки деталей двигателя, ведь масло попадается внутрь вместе с топливной смесью.

Способов подачи масла в двухтактный двигатель несколько:

  • из отдельного бачка – раздельная смазка;
  • непосредственно из топливной смеси, если заранее смешать ее в определенной пропорции.

Способ подачи масла в четырехтактном двигателе:

Масло находится непосредственно в картере и его циркуляция происходит раздельно с топливной смесью.

Преимущества двухтактного двигателя:

  • меньшее количество движущихся частей;
  • простота устройства;
  • дешевизна;
  • рабочий ход происходит при каждом обороте коленчатого вала.
Читать еще:  Шум холодного двигателя ваз 21214

Недостатки двухтактного двигателя:

  • менее экономные;
  • более шумные;
  • выделяют больше загрязняющих веществ;
  • меньший ресурс работы двигателя, т.к. смазка деталей происходит топливной смесью.

Стоит отметить, что в последние годы производители стали отдавать предпочтение именно 4-х тактным моделям двигателей, т.к. они отвечают абсолютно всем современным стандартам, предъявляемым в двигателям внутреннего сгорания.

Но также стоит заметить, что благодаря некоторым техническим усовершенствованиям, таким как система организации двухтактного рабочего процесса DiTech, созданная компанией Aprilia совместно с Orbital интерес к двухтактным двигателям не угасает полностью.

Эта система отличается тем, что продувка происходит чистым воздухом, а топливная смесь поступает под большим давлением через форсунку в головке цилиндра, после того, как происходит закрытие выпускных окон. Чтобы бензин лучше распылялся он подается в струю воздуха, которые нагнетается маленьким компрессором.

В данном двигателе смазка деталей проводится маслом, которое подается «электронным» насосом в продувочный воздух.

В результате таких усовершенствований двигатель становится значительно более сложным, но повышается его экономичность (лучше, чем у четырехтактников), и токсичность соответствует всем существующим стандартам.

Что касается компоновки современных двигателей для скутеров, то они вполне стандартны – один горизонтальный и один наклонный цилиндры. Хотя встречаются двухцилиндровые рядные, либо V-образные конструкции у крупнокубовых двигателей.

У многих современных двигателей имеется системы впрыска, 4-х клапанные головки цилиндров с 2-мя распредвалами, на которые устанавливают каталитические нейтрализаторы.

Принцип работы четырехтактного двигателя

Четырехтактный двигатель представляет собой поршневой мотор внутреннего сгорания. Рабочий процесс всех цилиндров в этих агрегатах занимает 2 кругооборота коленчатого вала или четыре поршневых такта. С середины ХХ века 4 тактный двигатель — самый распространенный вид поршневых моторов.

  • Принцип работы и основная характеристика
  • История
  • Особенности работы 4-х тактного двигателя
  • Конструкция агрегата
  • Работа двигателя
  • Конструктивные и эксплуатационные отличия четырехтактных двухтактных бензиновых двигателей

Принцип работы и основная характеристика

Рабочий цикл ДВС (двигателя внутреннего сгорания) состоит из ряда процессов, при которых усиливается мощность двигателя, воздействующего на коленчатый вал. Состоит рабочий цикл из нескольких этапов:

  • цилиндр заполняется топливной смесью;
  • смесь сжимается;
  • топливная смесь воспламеняется;
  • газы расширяются и цилиндр очищается.

В ДВС поршень двигается в одном направлении (вниз или вверх). Коленчатый вал совершает один оборот в два такта. Рабочим ходом поршня называют тот, при котором совершается полезная работа, и расширяются сгоревшие газы.

Двухтактными называют двигатели, в которых цикл совершается в один оборот коленчатого вала или за два такта. Четырехтактные агрегаты характеризуются совершением рабочего цикла за два оборота коленвала или за четыре такта.

Основные характерные показатели 4 тактного двигателя:

  1. За счет движения рабочего поршня происходит обмен газов.
  2. Агрегат оснащен газораспределительным механизмом, позволяющим цилиндровую полость переключать на впуск и выпуск.
  3. Происходит обмен газов в момент отдельного полуоборота коленвала.
  4. Шестерные редукторы и ременная цепная передача дают возможность изменить моменты впрыскивания бензина, зажигания и привода газораспределительного механизма по отношению к частоте вращения коленвала.

История

Приблизительно в 1854—1857 годах итальянцами Феличче Матоци и Евгением Барсанти было создано устройство, которое по имеющимся сегодня сведениям было похоже на четырехтактный мотор. Изобретение итальянцев было утеряно и только в 1861 году. Алфоном де Роше был запатентован двигатель такого типа.

Впервые пригодный к работе четырехтактный мотор создал немецкий инженер Николаус Отто. В его честь был назван четырехтактный цикл работы циклом Отто, а 4-тактный мотор, применяющий свечи зажигания, называют двигателем Отто.

Особенности работы 4-х тактного двигателя

В двухтактном моторе смазывание поршневых и цилиндровых пальцев, коленвала, поршня, подшипника и компрессорных колец проводят, заливая масло в бензин. Коленчатый вал 4тактного мотора располагается в масляной ванне, что является существенным отличием. Именно поэтому отсутствует необходимость смешивать топливо и добавлять масло. Все, что необходимо сделать владельцу автомобиля — наполнить бензином топливный бак.

Автовладельцу, таким образом, незачем приобретать специальное масло, без которого не может функционировать двухтактный мотор. Кроме того, при наличии четырехтактного мотора на поршневом зеркале и на стенах глушителя уменьшается количество нагара. Еще одно важное отличие — в двухтактном моторе в выхлопную трубу выплескивается горючая смесь, что обусловлено его устройством.

Следует признать, что у четырехтактных двигателей также имеются небольшие недостатки. Например, у них не особо качественными являются рабочие моменты по регулированию теплового клапанного зазора.

Конструкция агрегата

Распредвал четырехтактного мотора размещается в крышке цилиндра. Он приводится в действие ведущим колесом, вмонтированном в коленчатый вал. Распределительный вал открывает и закрывает один из клапанов: выпускной или впускной, в зависимости от расположения поршня. На распределительном вале также расположены кулачки, которые приводят в действие клапанные коромысла.

Коромысла после срабатывания, начинают воздействовать на определенный клапан и открывают его. Важно, что между регулировочным винтом и клапаном должен быть тепловой зазор (узкий промежуток). При нагреве металл расширяется, поэтому, если зазор слишком маленький или его нет вообще, клапаны не могут закрыть полностью каналы выпуска и впуска.

Читать еще:  W12 двигатель принцип работы

У клапана впуска зазор должен быть меньше, чем у клапана выпуска, потому как газы выхлопа горячее, чем смесь. Соответственно клапан впуска нагревается меньше, чем клапаны выпуска.

Работа двигателя

Как уже было отмечено работа четырехтактного мотора состоит из четырех тактов поршня или из двух оборотов коленвала.

  1. Впуск. Поршень движется в нижнюю сторону, открывая клапан впуска. Из карбюратора горючая смесь поступает в цилиндр. Когда поршень достигает нижнего положения, клапан впуска закрывается.
  2. Сжатие. Поршень движется вверх, провоцируя сживание горючей смеси. Когда он приближается к верхней точке, сжатый бензин возгорается.
  3. Расширение. Бензин возгорается и сгорает. В результате чего происходит растяжение горючих газов, и поршень движется вниз. При этом два клапана оказываются закрытыми.
  4. Выпуск. Коленчатый вал по инерции продолжает двигаться вокруг своей оси, а поршень движется вверх. Вместе с этим открывается клапан выпуска, и выхлопные газы поступают в трубу. При прохождении клапаном мертвой точки, клапан впуска закрывается.

Конструктивные и эксплуатационные отличия четырехтактных двухтактных бензиновых двигателей

Главное отличие четырехтактного двигателя от двухтактного обусловлено разными механизмами газообмена, а именно: удалением отработанных газов и подачей топливно-воздушной смеси в цилиндр.

Процессы заполнения цилиндра и его очистки в четырехтактном двигателе происходят с помощью газораспределительного специального механизма, который в определенное время открывает и закрывает рабочий цикл.

Очистка цилиндра и его заполнение в двухтактном двигателе выполняется в одно время с с расширением и сжатием при нахождении поршня поблизости мертвой нижней точки. В стенках цилиндра для этого имеется два отверстия: продувочное или впускное и выпускное. Через выпускное отверстие поступает топливная смесь, и выходят отработанные газы.

Основные отличия двухтактных и четырехтактных двигателей:

  1. Литровая мощность. В четырехтактном двигателе на два оборота коленчатого вала приходится один рабочий ход. Поэтому теоретически двухтактный двигатель должен иметь литровую мощность вдвое больше, чем четырехтактный. Но на практике превышение составляет около 1,8 раза, благодаря использованию поршня при расширении хода, а также наличия худшего механизма освобождения цилиндра от отработанных газов и больших затрат на продувку части мощности.
  2. Потребление топлива. Двухтактный двигатель превосходит четырехтактный в удельной и литровой мощности, но уступает в экономичности. Отработанные газы вытесняются воздушно — топливной смесью, которая поступает в цилиндр из шатунно-кривошипной камеры. Часть топливной смеси при этом поступает в выхлопные каналы и удаляется с отработанными газами.
  3. У двухтактного и четырехтактного двигателей принцип смазки двигателя существенно отличается. Двухтактные модели характеризуются необходимостью смешивания бензина с моторным маслом в определенных пропорциях. Масляная воздушно-топливная смесь циркулирует в поршневой и кривошипной камерах, смазывая подшипники коленчатого вала и шатуна. Мельчайшие капли масла при возгорании топливной смеси сгорают вместе с бензином. Продукты сгорания уходят вместе с отработанными газами.

Смешивают бензин с маслом двумя способами. Это может быть простое перемешивание, которое проводится перед тем, как залить в бак топливо и раздельная передача. Во втором случае масляно-топливная смесь образуется во впускном патрубке, расположенном между цилиндром и карбюратором.

Двигатель в последнем случае оснащен масляным бачком с трубопроводом, соединенным с плунжерным насосом. Насос подает масло во впускной патрубок в том количестве, которое необходимо. Производительность насоса зависит от того, как расположена ручка подачи «газа». Поступление масла тем больше, чем больше подается топливо. Более совершенной является раздельная система смазки двухтактного двигателя. Отношение бензина к маслу при ней может достигать 200:1. Это приводит к снижению расхода масла и к уменьшению дымности. Такую систему используют, например, на современных скутерах.

В четырехтактных двигателях бензин с маслом не смешивают, а подают отдельно, для чего двигатели имеют классическую систему смазки, которая состоит из фильтра, масляного насоса, трубопроводной магистрали и клапанов. В качестве масляного бачка может выступать картер двигателя (смазка с «мокрым «картером) либо отдельный бачок («сухой» картер).

В первом случае насос всасывает из поддона масло, направляет его во входную полость, а затем по каналам -к деталям шатунно-кривошипной группы, к подшипникам коленвала и газораспределительному механизму.

В случае смазки с «сухим» картером масло заливают в бочок. Оттуда оно при помощи насоса попадает к трущимся поверхностям. Стекающую в картер часть масла откачивают дополнительным насосом и возвращают в бачок.

Для очищения масла от разных продуктов износа двигатель имеет фильтр. Кроме того при необходимости устанавливают охлаждающие фильтра, потому как температура масла в процессе работы может очень сильно подниматься.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector