Obvorni cikel štiritaktnega motorja - značilnosti, diagram in opis

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Motoristi bi morali vsaj na splošno vedeti, kako motor deluje in deluje. Večina avtomobilov ima štiritaktni, štirivaljni motor. Poglejmo si delovni cikel štiritaktnega motorja. Vsi ne vedo, kateri procesi se zgodijo, ko je avto v gibanju.

Splošno načelo delovanja

Motor deluje na naslednji način. Mešanica goriva vstopi v zgorevalno komoro, nato pa se pod vplivom bata stisne. Mešanica se nato vžge. To povzroči, da se produkti zgorevanja razširijo, pritisnejo na bat in izstopijo iz cilindra.

Pri dvotaktnih motorjih en obrat ročične gredi traja dva cikla. Štiritaktni batni motor zaključi delovni cikel v dveh vrtljajih ročične gredi. Motorji so opremljeni s krmiljenjem časa. Kaj je ta mehanizem? To je element, ki vam omogoča, da mešanico goriva spustite v komore in od tam sprostite produkte zgorevanja. Izmenjava plina se izvaja vmoment enega samega obrata ročične gredi. Izmenjava plina nastane zaradi premikanja bata.

Zgodovina

Prvo napravo, ki spominja na štiritaktni motor, sta izumila Felicce Matoczi in Eugene Barsanti. Toda ta izum je bil neverjetno izgubljen. Šele leta 1861 je bila podobna enota patentirana.

Prvi uporabni motor je razvil nemški inženir Nikolaus Otto. Motor je poimenovan po izumitelju, delovni cikel štiritaktnega motorja pa je poimenovan tudi po inženirju.

Glavne razlike med štiritaktnimi motorji

Pri dvotaktnem motorju se batni in cilindrični zatiči, ročična gred, ležaji in kompresijski obroči mažejo z oljem, ki se doda gorivu. Pri štiritaktnem motorju so vse komponente nameščene v oljni kopeli. To je bistvena razlika. Zato v štiritaktni enoti ni treba mešati olja in bencina.

Prednosti sistema so, da je količina ogljika na ogledalu v jeklenkah in na stenah dušilca veliko manjša. Druga razlika je v tem, da pri dvotaktnih motorjih gorljiva mešanica vstopi v izpušno cev.

Motor teče

Ne glede na tip motorja je princip njegovega delovanja podoben. Danes obstajajo uplinjači, dizelski motorji, vbrizgavanje. Vsi modeli uporabljajo enak štiritaktni cikel. Oglejmo si podrobneje, kateri procesi delujejo v motorju in ga poganjajo.

Štiritaktni cikel je zaporedje štirih delovnih ciklov. Cikel se običajno vzame kot začetek, ko gorljiva zmes vstopi v zgorevalne komore. Čeprav se med njegovim pretokom v motorju odvijajo druga dejanja, je označeni cikel en delovni proces. Na primer, kompresijski hod ni samo stiskanje. V tem obdobju se mešanica meša v jeklenkah, začne se tvorba plina, ta se vžge.

Enako lahko rečemo za druge stopnje motorja. Najpomembnejše pri tem je, da so različni procesi za boljše razumevanje in poenostavitev delovnega cikla štiritaktnega motorja razdeljeni na samo štiri cikle.

vnos

Torej, v zgorevalni komori pogonske enote se cikli pretvorbe energije začnejo z reakcijo zgorevanja mešanice goriva. V tem primeru je bat na najvišji točki (položaj TDC) in se nato premakne navzdol. Posledično v zgorevalni komori motorja nastane podtlak. Pod njegovim vplivom gorljiva tekočina sesa gorivo. Sesalni ventil je v odprtem položaju, izpušni ventil pa zaprt.

Ko se bat začne premikati navzdol, se glasnost nad njim poveča. To je tisto, kar povzroča zlom. Je približno 0,071-0,093 MPa. Tako bencin vstopi v zgorevalno komoro. Pri motorjih z vbrizgavanjem se gorivo vbrizga s šobo. Ko mešanica vstopi v valj, je lahko njena temperatura od 75 do 125 stopinj.

Koliko bo cilinder napolnjen z mešanico goriva, je določeno s faktorji polnjenja. Zapri motorjih z napajalnim sistemom uplinjača bo ta indikator od 0,64 do 0,74. Višja kot je vrednost koeficienta, močnejši je motor.

Kompresija

Po polnjenju zgorevalne komore z gorljivo mešanico bencinskih hlapov in zraka, če se ročična gred zavrti, se bo bat začel vračati v spodnji položaj. V tem trenutku se bo sesalni ventil začel zapirati. In matura bo še vedno zaprta.

delovni udar

To je tretji takt štiritaktnega motorja z notranjim zgorevanjem. To je najpomembnejše pri delovanju napajalne enote. Na tej stopnji delovanja motorja se energija iz zgorevanja goriva pretvori v mehansko energijo, zaradi česar se ročična gred vrti.

Ko je bat blizu TDC, tudi med kompresijo, se mešanica goriva na silo vžge z vžigalno svečko motorja. Polnjenje goriva zelo hitro izgori. Še pred začetkom tega cikla imajo zgoreli plini največjo vrednost tlaka. Ti plini so delovna tekočina, stisnjena v majhni prostornini zgorevalne komore motorja. Ko se bat začne premikati navzdol, se plini začnejo hitro širiti in sproščajo energijo.

Med vsemi takti delovnega cikla štirivaljnega motorja je ta najbolj uporaben. Deluje na obremenitev enote. Šele v tej fazi ročična gred prejme pospeševanje. Pri vseh ostalih motor ne proizvaja energije, ampak jo porablja iz iste ročične gredi.

Sprostitev

Po zaveziplini uporabnega dela, morajo zapustiti jeklenko, da naredijo prostor za nov del mešanice goriva in zraka. To je zadnji takt štiritaktnega motorja.

Plini so na tej stopnji pod tlakom, ki je bistveno višji od atmosferskega tlaka. Do konca cikla temperatura pade na približno 700 stopinj. Motorna gred s pomočjo ojnice premakne bat v TDC. Nato se izpušni ventil odpre, plini se potisnejo v ozračje skozi izpušni sistem. Kar zadeva pritisk, je visok šele na samem začetku. Na koncu cikla se zmanjša na 0,120 MPa. Seveda se je nemogoče popolnoma znebiti produktov zgorevanja v jeklenki. Zato se med naslednjim sesalnim gibom pomešajo z mešanico goriva.

Delovni nalog

Opisani koraki sestavljajo delovni cikel štiritaktnega bencinskega motorja. Morate razumeti, da ni strogih korespondenc med cikli in procesi v batnih motorjih. To je enostavno razložiti z dejstvom, da se med delovanjem pogonskega agregata faze mehanizma za distribucijo plina in stanje ventilov prekrivajo na premike batov v različnih motorjih na popolnoma različne načine.

V katerem koli cilindru delovni cikel štiritaktnega uplinjača poteka na ta način. Vsaka zgorevalna komora v motorju je potrebna za vrtenje ene same ročične gredi, ki prevzame silo iz batov.

Ta sprememba se imenuje delovni nalog. Ta vrstni red je določen v fazi načrtovanja pogonske enote s pomočjo značilnosti odmične in ročične gredi. On nispremembe med delovanjem mehanizma.

Izvajanje vrstnega reda dela se izvaja z izmeničnimi iskrami, ki prihajajo do sveč iz sistema za vžig. Torej lahko štirivaljni motor deluje v naslednjih vrstnih redih - 1, 3, 4, 2 in 1, 2, 4, 3.

V navodilih za avto lahko ugotovite vrstni red, v katerem delujejo cilindri motorja. Včasih je vrstni red delovanja naveden na telesu bloka.

Tako deluje štiritaktni motor z uplinjačem ali kateri koli drug. Napajalni sistem ne vpliva na načelo delovanja enote. Edina razlika je v tem, da je uplinjač mehanski napajalni sistem, ki ima določene pomanjkljivosti, pri injektorjih pa teh pomanjkljivosti v sistemu ni.

Dizelski motorji

Delovni cikel štiritaktnega dizelskega motorja je enako zaporedje procesov kot cikel uplinjača. Razlika je v tem, kako poteka cikel, pa tudi v razlikah v procesih nastajanja mešanice in vžiga.

takt dovoda dizelskega goriva

Ko se bat premakne navzdol, mehanizem za distribucijo plina odpre sesalni ventil. Določena količina zraka vstopi v zgorevalno komoro. Temperatura v jeklenki je približno 80 stopinj. Pri dizelskih motorjih se napajalni sistem bistveno razlikuje od bencinskih motorjev z uplinjačem. Na primer, hidravlični upor v njih je manjši, tlak pa se rahlo dvigne.

Dizelski kompresijski hod

Na tej stopnji dela batv zgorevalni komori gre navzgor proti TDC. Oba ventila v motorju avtomobila sta v zaprtem stanju. Zaradi delovanja bata se zrak v cilindru stisne. Kompresijsko razmerje v dizelskem motorju je višje kot pri bencinskih motorjih, tlak v cilindru pa lahko doseže 5 MPa. Stisnjen zrak se močno segreje. Temperature lahko dosežejo 700 stopinj. To je potrebno za vžig goriva. Na dizelske motorje se dobavlja skozi šobe, nameščene na vsakem valju. Pozimi se uporabljajo žarilne svečke. Hladno zmes segrejejo. To olajša zagon motorja pozimi. Toda vsi avtomobili nimajo takšnega sistema.

Razširitveni takt plina v dizelskem motorju

Ko bat dizelskega motorja še ne doseže zgornje točke za približno 30 stopinj na ročični gredi, vbrizgalna črpalka dovaja visokotlačno gorivo v valj skozi šobo. Vrednost 18 MPa je potrebna, da se gorivo lahko fino razprši in porazdeli po celotni prostornini v valju.

Poleg tega se gorivo pod vplivom visokih temperatur hitro vname in zgori. Bat se premakne na najnižjo točko. Temperatura v jeklenki je v tem trenutku približno 2000 stopinj. Temperatura pade proti koncu cikla.

izpuh dizelskega goriva

Na tej stopnji je izpušni ventil odprt, bat se premakne na zgornjo točko. Produkti zgorevanja se na silo odstranijo iz jeklenke. Nato gredo do izpušnega kolektorja. Po tem na delokatalizator je vklopljen. Plini, ki prehajajo skozi njo pri visoki temperaturi, se očistijo. Čist, neškodljiv plin se že sprošča v ozračje. Na dizelskih vozilih je dodatno nameščen filter trdih delcev. Pomaga tudi pri čiščenju plinov.

Sklep

Podrobno smo analizirali, kako poteka delovni cikel štiritaktnega motorja (potrebna sta dva vrtljaja ročične gredi elektrarne). In sam cikel vključuje veliko različnih procesov.