Radni ciklus četverotaktnog motora - značajke, dijagram i opis

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Motoristi bi trebali barem općenito znati kako motor radi i radi. Većina automobila ima četverotaktni, četverocilindrični motor. Pogledajmo radni ciklus četverotaktnog motora. Ne znaju svi koji se procesi događaju kada je automobil u pokretu.

Opći princip djelovanja

Motor radi na sljedeći način. Smjesa goriva ulazi u komoru za izgaranje, zatim se komprimira pod utjecajem klipa. Smjesa se tada zapali. To uzrokuje širenje produkata izgaranja, gurajući se o klip i izlazeći iz cilindra.

Kod dvotaktnih motora, jedan okret radilice traje dva ciklusa. Četverotaktni klipni motor završava radni ciklus u dva okretaja radilice. Motori su opremljeni mjeračem vremena. Koji je to mehanizam? Ovo je element koji vam omogućuje da smjesu goriva pustite u komore i otpustite proizvode izgaranja. Izmjena plina se vrši umoment jednog okretaja radilice. Izmjena plina nastaje zbog pomicanja klipa.

Povijest

Prvi uređaj nalik četverotaktnom motoru izumili su Felicce Matoczi i Eugene Barsanti. Ali ovaj izum je nevjerojatno izgubljen. Tek 1861. slična je jedinica patentirana.

A prvi upotrebljivi motor razvio je njemački inženjer Nikolaus Otto. Motor je nazvan po izumitelju, a radni ciklus četverotaktnog motora također je nazvan po inženjeru.

Glavne razlike između četverotaktnih motora

U dvotaktnom motoru, klip i klinovi cilindra, radilica, ležajevi i kompresijski prstenovi podmazuju se uljem dodanim gorivu. U četverotaktnom motoru sve komponente su ugrađene u uljnu kupelj. Ovo je značajna razlika. Stoga u četverotaktnoj jedinici nema potrebe miješati ulja i benzin.

Prednosti sustava su što je količina naslaga ugljika na zrcalu u cilindrima i na stijenkama prigušivača znatno manja. Druga razlika je u tome što kod dvotaktnih motora zapaljiva smjesa ulazi u ispušnu cijev.

Motor radi

Bez obzira na tip motora, princip njegovog rada je sličan. Danas postoje karburatorski motori, dizel, ubrizgavanje. Svi modeli koriste isti četverotaktni ciklus. Pogledajmo pobliže koji procesi rade unutar motora i tjeraju ga da se kreće.

Četverotaktni ciklus je slijed od četiri radna ciklusa. Ciklus se obično uzima kao početak kada zapaljiva smjesa uđe u komore za izgaranje. Iako se u motoru tijekom njegovog protoka odvijaju i druge radnje, naznačeni ciklus je jedan radni proces. Na primjer, kompresijski hod nije samo kompresija. Tijekom tog perioda, smjesa se miješa u cilindrima, počinje stvaranje plina, on se zapali.

Isto se može reći i za druge faze motora. Ovdje je najvažnije da se različiti procesi za bolje razumijevanje i pojednostavljenje radnog ciklusa četverotaktnog motora rastavljaju na samo četiri ciklusa.

Unos

Dakle, u komori za izgaranje pogonske jedinice, ciklusi pretvorbe energije počinju reakcijom izgaranja mješavine goriva. U ovom slučaju, klip je u najvišoj točki (TDC položaj), a zatim se pomiče prema dolje. Kao rezultat toga, u komori za izgaranje motora nastaje vakuum. Pod njegovim utjecajem, zapaljiva tekućina usisava gorivo. Usisni ventil je u otvorenom položaju, a ispušni ventil je zatvoren.

Kada se klip počne pomicati prema dolje, volumen iznad njega se povećava. To je ono što uzrokuje kvar. To je otprilike 0,071-0,093 MPa. Tako benzin ulazi u komoru za izgaranje. U motorima s ubrizgavanjem gorivo se ubrizgava pomoću mlaznice. Nakon što smjesa uđe u cilindar, njena temperatura može biti od 75 do 125 stupnjeva.

Koliko će cilindar biti napunjen mješavinom goriva određeno je faktorima punjenja. Zamotora sa sustavom napajanja rasplinjača, ovaj pokazatelj će biti od 0,64 do 0,74. Što je veća vrijednost koeficijenta, to je motor snažniji.

Kompresija

Nakon punjenja komore za izgaranje zapaljivom mješavinom benzinskih para i zraka, ako se radilica okrene, klip će se početi vraćati u donji položaj. U tom trenutku će se usisni ventil početi zatvarati. A matura će i dalje biti zatvorena.

Radni hod

Ovo je treći takt četverotaktnog motora s unutarnjim izgaranjem. Najvažniji je u radu agregata. U ovoj fazi rada motora energija izgaranja goriva pretvara se u mehaničku energiju, zbog čega se radilica okreće.

Kada je klip blizu TDC-a, čak i tijekom kompresije, smjesa goriva se nasilno pali svjećicom motora. Punjenje goriva vrlo brzo izgara. Čak i prije početka ovog ciklusa, izgorjeli plinovi imaju maksimalnu vrijednost tlaka. Ovi plinovi su radni fluid komprimiran u malom volumenu komore za izgaranje motora. Kada se klip počne kretati prema dolje, plinovi se počinju brzo širiti, oslobađajući energiju.

Među svim taktovima radnog ciklusa četverocilindričnog motora, ovaj je najkorisniji. Radi na opterećenju jedinice. Samo u ovoj fazi radilica dobiva ubrzanje. U svim ostalima, motor ne stvara energiju, već je troši iz iste radilice.

Oslobodite

Nakon obvezeplinovi korisnog rada, moraju napustiti cilindar kako bi napravili mjesta za novi dio mješavine goriva i zraka. Ovo je posljednji takt četverotaktnog motora.

Plinovi su u ovoj fazi pod tlakom znatno višim od atmosferskog. Do kraja ciklusa temperatura pada na oko 700 stupnjeva. Radilica pomiče klip u TDC pomoću klipnjače. Zatim se otvara ispušni ventil, plinovi se guraju u atmosferu kroz ispušni sustav. Što se tiče pritiska, on je visok tek na samom početku. Na kraju ciklusa se smanjuje na 0,120 MPa. Naravno, nemoguće je potpuno se riješiti produkata izgaranja u cilindru. Stoga se miješaju sa mješavinom goriva tijekom sljedećeg takta usisavanja.

Radni nalog

Opisani koraci čine radni ciklus četverotaktnog benzinskog motora. Morate razumjeti da ne postoje stroge korespondencije između ciklusa i procesa u klipnim motorima. To se lako može objasniti činjenicom da će se tijekom rada pogonske jedinice faze mehanizma za distribuciju plina i stanje ventila nadovezati na kretanje klipova u različitim motorima na potpuno različite načine.

U bilo kojem cilindru, radni ciklus četverotaktnog motora s rasplinjačem odvija se na ovaj način. Svaka komora za izgaranje u motoru je potrebna za rotaciju jedne radilice koja preuzima silu od klipova.

Ova izmjena se zove radni nalog. Ovaj redoslijed je postavljen u fazi projektiranja pogonske jedinice kroz značajke bregastog vratila i radilice. Nijepromjene tijekom rada mehanizma.

Provedba redoslijeda rada provodi se naizmjeničnim iskrama koje dolaze do svijeća iz sustava paljenja. Dakle, četverocilindrični motor može raditi sljedećim redoslijedom - 1, 3, 4, 2 i 1, 2, 4, 3.

U uputama za automobil možete saznati redoslijed kojim cilindri motora rade. Ponekad je redoslijed rada naznačen na tijelu bloka.

Ovako radi četverotaktni motor s rasplinjačem ili bilo koji drugi. Sustav napajanja ne utječe na princip rada jedinice. Jedina razlika je u tome što je karburator mehanički sustav napajanja koji ima određene nedostatke, a kod brizgaljki tih nedostataka nema u sustavu.

Dizelski motori

Radni ciklus četverotaktnog dizel motora isti je slijed procesa kao i ciklus motora s rasplinjačem. Razlika je u tome kako se ciklus odvija, kao iu razlikama u procesima stvaranja smjese i paljenja.

Usisni hod dizela

Kada se klip pomiče prema dolje, mehanizam za distribuciju plina otvara usisni ventil. Određena količina zraka ulazi u komoru za izgaranje. Temperatura u cilindru je oko 80 stupnjeva. U dizelskim motorima, sustav napajanja znatno se razlikuje od benzinskih motora s rasplinjačem. Na primjer, hidraulički otpor u njima je manji, a tlak lagano raste.

takt kompresije dizel motora

U ovoj fazi rada, klipu komori za izgaranje ide gore prema TDC. Oba ventila u motoru automobila su u zatvorenom stanju. Kao rezultat rada klipa, zrak u cilindru je komprimiran. Omjer kompresije u dizelskom motoru veći je nego u benzinskim motorima, a tlak unutar cilindra može doseći 5 MPa. Komprimirani zrak se značajno zagrijava. Temperature mogu doseći 700 stupnjeva. To je potrebno za paljenje goriva. Isporučuje se na dizel motore kroz mlaznice ugrađene na svaki cilindar. Zimi se koriste žarnice. Zagriju hladnu smjesu. To olakšava paljenje motora zimi. Ali nemaju svi automobili takav sustav.

Hid ekspanzije plina u dizelskom motoru

Kada klip dizel motora još nije dosegao gornju točku za oko 30 stupnjeva na radilici, pumpa za ubrizgavanje isporučuje visokotlačno gorivo u cilindar kroz mlaznicu. Vrijednost od 18 MPa je neophodna kako bi se gorivo moglo fino raspršiti i rasporediti po cijelom volumenu u cilindru.

Dalje, gorivo se pod djelovanjem visokih temperatura brzo zapali i izgori. Klip se pomiče do najniže točke. Temperatura unutar cilindra u ovom trenutku je oko 2000 stupnjeva. Temperatura pada pred kraj ciklusa.

Diesel ispuh

U ovoj fazi, ispušni ventil je otvoren, klip se pomiče do gornje točke. Proizvodi izgaranja se prisilno uklanjaju iz cilindra. Zatim idu do ispušnog razvodnika. Nakon toga na posaokatalizator je uključen. Plinovi koji prolaze kroz njega na visokoj temperaturi se pročišćavaju. Čisti, bezopasni plin se već ispušta u atmosferu. Na dizelskim vozilima dodatno se ugrađuje filtar čestica. Također pomaže u pročišćavanju plinova.

Zaključak

Detaljno smo analizirali kako se odvija radni ciklus četverotaktnog motora (potrebna su dva okretaja radilice elektrane). A sam ciklus uključuje mnogo različitih procesa.