Četrtaktu dzinēja darba cikls - funkcijas, diagramma un apraksts

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Autobraucējiem vismaz vispārīgi jāzina, kā darbojas un darbojas dzinējs. Lielākajai daļai automašīnu ir četrtaktu, četru cilindru dzinējs. Apskatīsim četrtaktu dzinēja darba ciklu. Ne visi zina, kādi procesi notiek, kad automašīna ir kustībā.

Vispārīgais darbības princips

Dzinējs darbojas šādi. Degvielas maisījums nonāk sadegšanas kamerā, pēc tam tas tiek saspiests virzuļa ietekmē. Pēc tam maisījums aizdegas. Tas izraisa sadegšanas produktu izplešanos, spiežoties pret virzuli un izejot no cilindra.

Divtaktu dzinējos vienam kloķvārpstas apgriezienam nepieciešami divi cikli. Četrtaktu virzuļdzinējs pabeidz darba ciklu divos kloķvārpstas apgriezienos. Dzinēji ir aprīkoti ar hronometru. Kāds ir šis mehānisms? Šis ir elements, kas ļauj ievadīt degvielas maisījumu kamerās un no turienes atbrīvot sadegšanas produktus. Gāzes apmaiņa tiek veiktaviena kloķvārpstas apgrieziena moments. Gāzes apmaiņa notiek virzuļa kustības dēļ.

Vēsture

Pirmo ierīci, kas atgādina četrtaktu motoru, izgudroja Felice Matoczi un Eugene Barsanti. Bet šis izgudrojums tika neticami zaudēts. Tikai 1861. gadā līdzīga vienība tika patentēta.

Un pirmo izmantojamo dzinēju izstrādāja vācu inženieris Nikolauss Otto. Motors ir nosaukts izgudrotāja vārdā, un arī četrtaktu dzinēja darba cikls ir nosaukts inženiera vārdā.

Galvenās atšķirības starp četrtaktu dzinējiem

Divtaktu dzinējā virzuļu un cilindru tapas, kloķvārpstu, gultņus un kompresijas gredzenus ieeļļo ar degvielai pievienoto eļļu. Četrtaktu dzinējā visas sastāvdaļas ir uzstādītas eļļas vannā. Tā ir būtiska atšķirība. Tāpēc četrtaktu iekārtā nav nepieciešams sajaukt eļļas un benzīnu.

Sistēmas priekšrocības ir tādas, ka uz spoguļa cilindros un uz trokšņa slāpētāja sieniņām ir daudz mazāks oglekļa nogulsnes. Vēl viena atšķirība ir tāda, ka divtaktu dzinējos degmaisījums nonāk izplūdes caurulē.

Dzinējs darbojas

Neatkarīgi no motora veida tā darbības princips ir līdzīgs. Šodien ir karburatora dzinēji, dīzelis, iesmidzināšana. Visi modeļi izmanto vienu un to pašu četrtaktu ciklu. Sīkāk apskatīsim, kādi procesi darbojas motora iekšienē, un liksim tam kustēties.

Četrtaktu cikls ir četru darba ciklu secība. Ciklu parasti uzskata par sākumu, kad degmaisījums nonāk sadegšanas kamerās. Lai gan dzinējā tā plūsmas laikā notiek citas darbības, norādītais cikls ir viens darba process. Piemēram, saspiešanas gājiens nav tikai saspiešana. Šajā periodā maisījums tiek sajaukts cilindros, sākas gāzes veidošanās, tā aizdegas.

To pašu var teikt par citiem dzinēja posmiem. Vissvarīgākais šeit ir tas, ka dažādie procesi četrtaktu dzinēja darba cikla labākai izpratnei un vienkāršošanai tiek sadalīti tikai četros ciklos.

Ieplūde

Tātad, spēka agregāta sadegšanas kamerā enerģijas pārveidošanas cikli sākas ar degvielas maisījuma sadegšanas reakciju. Šajā gadījumā virzulis atrodas augstākajā punktā (TDC pozīcijā) un pēc tam virzās uz leju. Tā rezultātā motora sadegšanas kamerā rodas vakuums. Tās ietekmē degošs šķidrums iesūc degvielu. Ieplūdes vārsts ir atvērtā stāvoklī, un izplūdes vārsts ir aizvērts.

Kad virzulis sāk kustēties uz leju, skaļums virs tā palielinās. Tas ir tas, kas izraisa sabrukumu. Tas ir aptuveni 0,071-0,093 MPa. Tādējādi benzīns nonāk sadegšanas kamerā. Iesmidzināšanas dzinējos degvielu iesmidzina ar sprauslu. Pēc maisījuma nonākšanas cilindrā tā temperatūra var būt no 75 līdz 125 grādiem.

Cik daudz cilindrs tiks piepildīts ar degvielas maisījumu, nosaka uzpildes koeficienti. Priekšdzinējiem ar karburatora barošanas sistēmu, šis rādītājs būs no 0,64 līdz 0,74. Jo lielāka koeficienta vērtība, jo jaudīgāks motors.

Kompresija

Pēc sadegšanas kameras piepildīšanas ar degošu benzīna tvaiku un gaisa maisījumu, ja kloķvārpsta griežas, virzulis sāks atgriezties savā apakšējā pozīcijā. Šajā brīdī ieplūdes vārsts sāks aizvērties. Un izlaidums joprojām būs slēgts.

Darba gājiens

Šis ir trešais četrtaktu iekšdedzes dzinēja takts. Tas ir vissvarīgākais spēka agregāta darbībā. Tieši šajā dzinēja darbības posmā enerģija no degvielas sadegšanas tiek pārvērsta mehāniskajā enerģijā, kas liek kloķvārpstai griezties.

Kad virzulis ir tuvu TDC, pat saspiešanas laikā, degvielas maisījumu piespiedu kārtā aizdedzina dzinēja aizdedzes svece. Degvielas lādiņš ļoti ātri izdeg. Pat pirms šī cikla sākuma sadegušajām gāzēm ir maksimālā spiediena vērtība. Šīs gāzes ir darba šķidrums, kas saspiests nelielā dzinēja sadegšanas kameras tilpumā. Kad virzulis sāk kustēties uz leju, gāzes sāk strauji izplesties, atbrīvojot enerģiju.

No visiem četrcilindru dzinēja darba cikla gājieniem šis ir visnoderīgākais. Tas darbojas uz iekārtas slodzes. Tikai šajā posmā kloķvārpsta saņem paātrinājumu. Visās pārējās motors neražo enerģiju, bet patērē to no vienas un tās pašas kloķvārpstas.

Izlaidums

Pēc apņemšanāslietderīgā darba gāzes, tām ir jāatstāj balons, lai atbrīvotu vietu jaunai degvielas un gaisa maisījuma porcijai. Šis ir pēdējais četrtaktu dzinēja gājiens.

Šajā posmā gāzes ir zem spiediena, kas ievērojami pārsniedz atmosfēras spiedienu. Cikla beigās temperatūra pazeminās līdz aptuveni 700 grādiem. Kloķvārpsta pārvieto virzuli uz TDC, izmantojot savienojošo stieni. Tālāk atveras izplūdes vārsts, gāzes caur izplūdes sistēmu tiek izspiestas atmosfērā. Kas attiecas uz spiedienu, tas ir augsts tikai pašā sākumā. Cikla beigās tas samazinās līdz 0,120 MPa. Protams, nav iespējams pilnībā atbrīvoties no sadegšanas produktiem cilindrā. Tāpēc tie tiek sajaukti ar degvielas maisījumu nākamā ieplūdes gājiena laikā.

Darba kārtība

Aprakstītās darbības veido četrtaktu benzīna dzinēja darbības ciklu. Jums jāsaprot, ka virzuļdzinējos nav stingras atbilstības starp cikliem un procesiem. Tas ir viegli izskaidrojams ar to, ka spēka agregāta darbības laikā gāzes sadales mehānisma fāzes un vārstu stāvoklis dažādos dzinējos tiks uzklāts uz virzuļu kustībām pilnīgi atšķirīgi.

Jebkurā cilindrā četrtaktu karburatora dzinēja darba cikls notiek šādā veidā. Katra dzinēja sadegšanas kamera ir nepieciešama, lai pagrieztu vienu kloķvārpstu, kas uzņem spēku no virzuļiem.

Šo pārmaiņu sauc par darba pasūtījumu. Šis pasūtījums tiek iestatīts jaudas agregāta projektēšanas stadijā, izmantojot sadales vārpstas un kloķvārpstas funkcijas. Viņš navizmaiņas mehānisma darbības laikā.

Darba kārtības izpilde tiek veikta, mainot dzirksteles, kas nāk uz svecēm no aizdedzes sistēmas. Tātad četru cilindru dzinējs var darboties šādā secībā - 1, 3, 4, 2 un 1, 2, 4, 3.

Dzinēja cilindru darba secību var uzzināt no automašīnas instrukcijas. Dažreiz darbības secība ir norādīta bloka pamattekstā.

Tā darbojas četrtaktu karburatora dzinējs vai kāds cits. Strāvas padeves sistēma neietekmē iekārtas darbības principu. Vienīgā atšķirība ir tā, ka karburators ir mehāniska barošanas sistēma, kurai ir noteikti trūkumi, un inžektoru gadījumā šie trūkumi sistēmā nav.

Dīzeļdzinēji

Četrtaktu dīzeļdzinēja darba cikls ir tāda pati procesu secība kā karburatora dzinēja cikls. Atšķirība ir tajā, kā cikls norisinās, kā arī atšķirības maisījuma veidošanās un aizdegšanās procesos.

Dīzeļa ieplūdes gājiens

Kad virzulis virzās uz leju, gāzes sadales mehānisms atver ieplūdes vārstu. Noteikts gaisa daudzums nonāk sadegšanas kamerā. Temperatūra cilindrā ir aptuveni 80 grādi. Dīzeļdzinējos energosistēma ievērojami atšķiras no benzīna karburatora dzinējiem. Piemēram, hidrauliskā pretestība tajos ir mazāka, un spiediens nedaudz paaugstinās.

Dīzeļa kompresijas gājiens

Šajā darba posmā virzulissadegšanas kamerā iet uz augšu virzienā uz TDC. Abi vārsti automašīnas dzinējā ir aizvērtā stāvoklī. Virzuļa darbības rezultātā gaiss cilindrā tiek saspiests. Kompresijas pakāpe dīzeļdzinējā ir augstāka nekā benzīna dzinējos, un spiediens cilindra iekšpusē var sasniegt 5 MPa. Saspiestais gaiss ievērojami uzsilst. Temperatūra var sasniegt 700 grādus. Tas ir nepieciešams, lai aizdedzinātu degvielu. Tas tiek piegādāts dīzeļdzinējiem, izmantojot sprauslas, kas uzstādītas katrā cilindrā. Ziemā tiek izmantotas kvēlsveces. Viņi uzsilda auksto maisījumu. Tas atvieglo dzinēja iedarbināšanu ziemā. Taču ne visās automašīnās ir šāda sistēma.

Gāzes izplešanās gājiens dīzeļdzinējā

Kad dīzeļdzinēja virzulis vēl nav sasniedzis augšējo punktu par aptuveni 30 grādiem uz kloķvārpstas, iesmidzināšanas sūknis caur sprauslu piegādā augstspiediena degvielu uz cilindru. Vērtība 18 MPa ir nepieciešama, lai degvielu varētu smalki izsmidzināt un sadalīt pa visu tilpumu cilindrā.

Turklāt degviela augstās temperatūrās ātri aizdegas un sadedzina. Virzulis virzās uz zemāko punktu. Temperatūra cilindra iekšpusē šobrīd ir aptuveni 2000 grādu. Temperatūra pazeminās līdz cikla beigām.

Dīzeļa izplūdes gāze

Šajā posmā izplūdes vārsts ir atvērts, virzulis virzās uz augšējo punktu. Degšanas produkti tiek piespiedu kārtā izņemti no cilindra. Tad viņi dodas uz izplūdes kolektoru. Pēc tam strādātkatalītiskais neitralizators ir ieslēgts. Gāzes, kas iet caur to augstā temperatūrā, tiek attīrītas. Tīra, nekaitīga gāze jau tiek izlaista atmosfērā. Dīzeļdegvielas transportlīdzekļiem ir papildus uzstādīts makrodaļiņu filtrs. Tas arī palīdz attīrīt gāzes.

Secinājums

Mēs esam detalizēti izanalizējuši, kā tiek veikts četrtaktu dzinēja darba cikls (tas prasa divus spēkstacijas kloķvārpstas apgriezienus). Un pats cikls ietver daudz dažādu procesu.