Рассмотрим принцип работы двигателя внутреннего сгорания, начнем с четырехтактного одноцилиндрового бензинового двигателя.

четырехтактный двигатель внутреннего сгорания

На картинке а изображен первый такт ВПУСК. Поршень, перемещаясь вниз из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку, за счет разрежения создаваемого в цилиндре втягивает воздух или рабочую смесь (если двигатель карбюраторный). При этом впускной клапан открыт выпускной закрыт. Как только поршень достигает нижней мертвой точки, закрывается впускной клапан и начинается движение поршня вверх.

На картинке б изображен второй такт СЖАТИЕ. Поршень, перемещаясь вверх, сжимает воздух (или рабочую смесь) так как оба клапана закрыты воздух в цилиндре нагревается. В конце такта сжатия в цилиндр через форсунку впрыскивается дизельное топливо в мелкораспыленном состоянии (или подается электрическая искра для бензиновых и газовых двигателей).

На картинке в изображен третий такт РАСШИРЕНИЕ или рабочий ход. Частицы топлива, соприкасаясь с нагретым воздухом, самовоспламеняются (дизельный двигатель) или происходит воспламенение от искры (бензиновый или газовый двигатель). Поршень перемещается вниз под действием давления расширяющихся газов. Во время рабочего хода оба клапана закрыты, поршень передает усилие через шатун на кривошипно-шатунный механизм. Как только поршень достигает нижней мертвой точки начинается четвертый такт выпуск.

На картинке г изображен четвертый такт ВЫПУСК. Выпускной клапан открывается поршень, двигаясь вверх выталкивает отработавшие газы в систему выпуска. После того как поршень достигнет верхней мертвой точки, выпускной клапан закрывается, а впускной в свою очередь открывается и цикл повторяется вновь.

Существуют так же двухтактные бензиновые двигатели, давайте рассмотрим их устройство и принцип их работы.

Устройство двигателя:

  1. выхлопная труба и выпускное окно.
  2. карбюратор и впускное окно.
  3. кривошипная камера.
  4. продувочный канал.
  5. поршень.

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания

 

 

 

 

 

 

Теперь рассмотрим принцип работы двухтактного двигателя.

ПЕРВЫЙ ТАКТ на изображении а. При движении вверх поршень 5 перекрывает сначала впускное окно 2, затем выпускное окно 1 рабочая смесь в цилиндре сжимается, как только поршень достигает верхней мертвой точки образуется искра в свече, рабочая смесь при этом воспламеняется как изображено на изображении б, на этом первый такт закончен.

ВТОРОЙ ТАКТ изображение в. В результате воспламенения происходит расширение газов по другому рабочий ход, в следствии чего давление на поршень возрастает, поршень начинает двигаться вниз. Как только поршень выпускное окно 1 отработавшие газы выдавливаются в выхлопную систему рабочей смесью через продувочный канал 4, причем часть рабочей смеси также выходит из цилиндра через выпускное окно. Далее поршень начинает движение вверх в кривошипной камере создается разрешение как только поршень впускное окно 2 в кривошипную камеру поступает рабочая смесь. Далее цикл повторяется.

Как видно из рисунков у четырехтактного одноцилиндрового двигателя один оборот является холостым, у двухтактного же двигателя каждый оборот завершается рабочим ходом. Двухтактный одноцилиндровый двигатель работает более равномерно по сравнению с одноцилиндровым четырехтактным двигателем. Двухтактный двигатель значительно легче и проще четырехтактного. При этом двухтактные двигатели менее экономичны, чем четырехтактные. При продувке часть рабочей смеси выходит в выпускные окна. Двухтактные двигатели так же менее экологичны, чем четырехтактные. Основное распространение двухтактные двигатели получили в механизмах, чей вес и габариты имеют важнейшее значение: ручной инструмент, легкие мотоциклы и мопеды, небольшие моторные лодки.

Существуют также и многоцилиндровые двигатели внутреннего сгорания 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, цилиндровые двигатели, двухтактные двигатели, как правило, более 2 цилиндров не имеют. Многоцилиндровые двигатели могут быть однорядными или двухрядными V – образными, встречаются так же  оппозитные двигатели, например двигатели Порше и Субару, бывают и трехрядные двигатели W – образные, их применяют на автомобилях марки Ауди, Бугатти, и фольксваген. Рядные двигатели более 6 цилиндров, как правило, не имеют. Рядные двигатели более 6 цилиндров, как правило, не имеют. V – образные двигатели более легкие и компактные по сравнению с рядными. Чем большее количество цилиндров имеет двигатель, тем чаще будет происходить такт РАСШИРЕНИЕ (рабочий ход), и тем соответственно больше мощность и равномернее вращение коленчатого вала. Следовательно, требуется меньший вес маховика.

Рассмотрим принцип работы однорядного четырехцилиндрового четырехтактного двигателя внутреннего сгорания. Любой многоцилиндровый двигатель имеет определенный порядок работы (очередность рабочих циклов) цилиндров. Двигатели Российского производства имеют следующий порядок работы 1-3-4-2. Конструктивно четырехцилиндровый двигатель выполнен следующим образом: 1, 2, 3, 4 – цилиндры; 5 – маховик; 6 – кривошип (колено); 7 – коленчатый вал. Колена расположены в одной плоскости и направлены в разные стороны, когда 1 и 4 поршень движутся вниз 1 и 3 движутся вверх. Такая конструкция сделана для более равномерной работы двигателя.

Четырехцилиндровый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Как уже было сказано порядок работы четырехцилиндрового двигателя 1-3-4-2, давайте рассмотрим, как работает вся система:

Обороты коленчатого вала

Цилиндры

1

2

3

4

1 оборот

1 полуоборот 0-180°

рабочий ход

выпуск

сжатие

впуск

2 полуоборот 180°-360°

выпуск

впуск

рабочий ход

сжатие

2 оборот

3 полуоборот 360°-540°

впуск

сжатие

выпуск

рабочий ход

4 полуоборот 540°-720°

сжатие

рабочий ход

впуск

выпуск

Таким образом, можно сделать вывод, что каждые 180° градусов в одном из цилиндров происходит рабочий ход. В шестицилиндровом двигателе рабочий ход происходит каждые 120°, шатунные шейки шестицилиндрового двигателя расположены попарно в трех плоскостях под углом 120°. В  восьмицилиндровом двигателе рабочий ход происходит, каждые 90° его шатунные шейки расположены крестообразно. В двенадцати цилиндровом двигателе рабочий ход происходит каждые 45 °.

Составлено по материалам из учебника Родичев В.А. Родичева Г.И. Тракторы и Автомобили.

Теперь Вы знаете как работает двигатель внутреннего сгорания, какие процессы протекают в цилиндрах двигателя, какие различия имеют четырех и двухтактные двигатели, если вам есть что добавить или вы можете поделиться своим опытом, оставьте комментарий.

Добавить комментарий

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