Принцип работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) 4 такта – это основной тип двигателей, который находит широкое применение в автомобильной и других отраслях промышленности. Понимание работы двигателя 4 такта является ключевым для понимания принципов работы автомобиля и его основных элементов.

Двигатель 4 такта основан на цикле работы, состоящем из четырех тактов: впускного, сжатия, рабочего и выпускного. Впускной такт отвечает за приток воздуха или воздушно-топливной смеси в цилиндр, сжимающий такт нагнетает смесь, рабочий такт — смесь сгорает и выдает энергию, а выпускной такт удаление выгоревших газов из цилиндра.

Основной принцип работы двигателя 4 такта заключается в последовательном выполнении этих тактов. На каждом такте работают связанные между собой компоненты, такие как поршень, клапаны, свечи, распределительный вал и топливная система.

Как функционирует двигатель внутреннего сгорания 4 такта

1. Впускной такт: В этом такте поршень двигается вниз, а клапаны впуска открываются. В результате воздух и топливо смешиваются в карбюраторе или системе впрыска и впрыскиваются в цилиндр. Затем клапаны впуска закрываются.

2. Сжатие: Во время этого такта поршень двигается вверх, сжимая смесь воздуха и топлива. Клапаны выпуска при этом такте также закрыты.

3. Рабочий такт: После достижения максимального сжатия, зажигание порождает искру, которая вызывает взрыв воздуха и топлива. При этом поршень двигается вниз и вращает коленчатый вал, передавая энергию двигателю.

Этот цикл повторяется множество раз в минуту, обеспечивая непрерывную работу двигателя. Каждый такт играет важную роль в процессе сгорания и передачи энергии, что позволяет двигателю генерировать необходимую мощность.

Принципы работы двигателя 4 такта

В первом такте, так называемом такте всасывания, поршень опускается, создавая область с низким давлением в цилиндре. В это время впускные клапаны открываются, позволяя смеси топлива и воздуха проникнуть в цилиндр.

Во втором такте, так называемом такте сжатия, поршень поднимается, сжимая смесь топлива и воздуха. Впускные и выпускные клапаны закрыты, предотвращая утечку смеси. В результате сжатия, давление и температура в цилиндре значительно повышаются.

Третий такт, рабочий такт, начинается с зажигания смеси в цилиндре. Под действием вспышки от зажигания, смесь начинает гореть, расширяясь и выдавливая поршень вниз. Это движение поршня преобразуется в крутящий момент, который передается на коленчатый вал и колеса автомобиля.

Четвертый такт, так называемый такт выпуска, начинается с открытия выпускных клапанов. Поршень поднимается, выталкивая выгоревшие газы из цилиндра через выпускной клапан в выпускную систему. После этого цикл повторяется снова.

Таким образом, двигатель 4 такта работает по принципу плавного и последовательного использования временных интервалов для всасывания, сжатия, рабочего и выпуска газов в цилиндрах. Этот процесс обеспечивает эффективное преобразование энергии топлива в механическую работу, которая приводит в движение автомобиль.

Впуск

Воздух поступает через воздухозаборник, который обычно располагается на передней стороне автомобиля. Воздухозаборник оборудован фильтром воздуха, который очищает воздух от пыли и других загрязнений, чтобы предотвратить попадание их в двигатель. Затем воздух проходит через патрубок воздухозаборника и попадает во впускной коллектор.

Параллельно с воздухом, в двигатель впрыскивается топливо. Система впрыска топлива обычно расположена во впускном коллекторе и состоит из форсунок, которые распыляют топливо в виде мелких капель. Количество впрыскиваемого топлива регулируется электронным блоком управления (ЭБУ), основываясь на текущей нагрузке двигателя и других параметрах.

Смесь воздуха и топлива попадает во впускной клапан, который управляется распределительным механизмом. Впускной клапан открывается, позволяя смеси попасть в цилиндр двигателя. Затем клапан закрывается, чтобы изолировать смесь от остальной части впускной системы.

Впускная система должна обеспечивать оптимальное соотношение воздуха и топлива для эффективного сгорания и работы двигателя. Для этого используются различные методы регулирования, такие как изменение пропускной способности впускной системы, изменение времени открытия впускных клапанов и др.

Компоненты впускной системыФункция
ВоздухозаборникПолучение свежего воздуха извне
Фильтр воздухаОчистка воздуха от загрязнений
Впускной коллекторРавномерное распределение воздуха и топлива по цилиндрам двигателя
Система впрыска топливаРаспыление топлива и регулирование его количества
Впускной клапанУправление подачей смеси в цилиндр

Сжатие воздуха

Сжатие воздуха необходимо для того, чтобы увеличить его плотность и создать условия для эффективного сжигания топлива. Когда воздух сжимается, его объем уменьшается, однако его давление и температура увеличиваются. Это позволяет достичь лучшей энергетической эффективности процесса сгорания топлива внутри цилиндра.

Важно отметить, что сжатие воздуха происходит внутри цилиндра двигателя. Поршень, движущийся вверх или вниз, создает объемную изменчивость, позволяющую воздуху войти в цилиндр и быть сжатым. Затем, когда поршень поднимается, сжатый воздух передается на следующую стадию процесса – впрыск топлива.

Сжатие воздуха – важный этап работы двигателя внутреннего сгорания 4 такта. Он позволяет увеличить плотность воздуха и создать необходимые условия для эффективного сгорания топлива. Без этого процесса двигатель не смог бы обеспечить нужные мощность и скорость работы.

Воспламенение

Под воспламенением понимается начало горения смеси топлива и воздуха в цилиндре двигателя. Воспламенение происходит с помощью свечи зажигания, которая создает электрическую дугу и инициирует горение. Смесь топлива и воздуха должна быть в определенных пропорциях для обеспечения эффективного воспламенения.

Важным элементом воспламенения является система зажигания. Она состоит из свечей зажигания, катушки зажигания и центрального модуля управления (ЭБУ). Сигнал от ЭБУ поступает на катушку зажигания, которая создает высокое напряжение, достаточное для создания зажигательной искры на свече зажигания.

Искра, полученная на свече зажигания, инициирует горение смеси топлива и воздуха в цилиндре двигателя. Горение происходит при высокой температуре и давлении, что создает силу, необходимую для приведения в движение поршня.

Важно отметить, что воспламенение происходит в определенный момент времени во время такта сжатия. Это обеспечивается правильным регулированием впрыска топлива и зажигания.

В результате воспламенения в цилиндре двигателя происходит взрыв, который создает силу, двигающую поршень. Эта сила передается через шатун и коленчатый вал на приводное колесо.

Таким образом, воспламенение — важный процесс в работе двигателя внутреннего сгорания с четырьмя тактами. От правильного воспламенения зависит эффективность работы двигателя и его мощность.

Выпуск отработавших газов

В процессе работы двигателя внутреннего сгорания с четырьмя тактами выделяется значительное количество отработавших газов, которые необходимо эффективно удалять из цилиндров для обеспечения нормальной работы мотора. Для этого в двигателях применяются специальные системы впуска и выпуска газов.

Во время выпуска газы из цилиндра двигателя выдавливаются через выпускные клапаны в выпускную систему. Чтобы обеспечить более эффективное выбрасывание отработавших газов, использование выпускного коллектора в двигателе является неотъемлемой частью системы выпуска. Выпускной коллектор представляет собой трубу или патрубок, к которому подсоединяются все выпускные клапаны цилиндров.

Важным элементом в системе выпуска является также глушитель, предназначенный для снижения уровня шума, создаваемого выходящими газами. Глушитель также может выполнять функцию регулировки обратного давления, что влияет на производительность двигателя.

Отработавшие газы, покидая цилиндры, проходят через весь тракт выпускной системы и в конечном итоге попадают в атмосферу. Процесс выпуска отработавших газов является неотъемлемой частью работы двигателя внутреннего сгорания и должен быть правильно организован для достижения наилучших результатов в работе двс 4 такта.

Оцените статью