Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Чотиритактний двигун являє собою поршневий мотор внутрішнього згоряння. Робочий процес всіх циліндрів в цих агрегатах займає 2 кругообігу колінчастого вала або чотири поршневих такту. З середини ХХ століття 4 тактний двигун - найпоширеніший вид поршневих моторів.

Принцип роботи і основна характеристика

Робочий цикл ДВС (двигуна внутрішнього згоряння) складається з ряду процесів, при яких посилюється потужність двигуна, що впливає на колінчастий вал. Складається робочий цикл з кількох етапів:

  • циліндр заповнюється паливної сумішшю;
  • суміш стискається;
  • паливна суміш запалюється;
  • гази розширюються і циліндр очищається.

У ДВС поршень рухається в одному напрямку (вниз або вгору). Колінчастий вал робить один оборот в два такту. Робочим ходом поршня називають той, при якому відбувається корисна робота, і розширюються згорілі гази.

Двотактними називають двигуни, в яких цикл відбувається в один оборот колінчастого валу або за два такту. Чотиритактні агрегати характеризуються вчиненням робочого циклу за два оберти коленвала або за чотири такту.

Основні характерні показники 4 тактного двигуна:

  1. За рахунок руху робочого поршня відбувається обмін газів.
  2. Агрегат оснащений газорозподільним механізмом, що дозволяє циліндричну порожнину перемикати на впуск і випуск.
  3. Відбувається обмін газів в момент окремого півоберту клонували.
  4. Шестерні редуктори і ремінна ланцюгова передача дають можливість змінити моменти впорскування бензину, запалювання і приводу газорозподільного механізму по відношенню до частоти обертання коленвала.

Історія

Приблизно в 1854-1857 роках італійцями Фелічче Матоци і Євгеном Барсанті було створено пристрій, який за наявними сьогодні відомостями було схоже на чотиритактний мотор. Винахід італійців було втрачено і тільки в 1861 році. Алфоном де Роше був запатентований двигун такого типу.

Вперше придатний до роботи чотиритактний мотор створив німецький інженер Ніколаус Отто. У його честь був названий чотиритактний цикл роботи циклом Отто, а 4-тактний мотор, який застосовує свічки запалювання, називають двигуном Отто.

Особливості роботи 4-х тактного двигуна

У двотактному моторі змазування поршневих і циліндрових пальців, клонували, поршня, підшипника і компресорних кілець проводять, заливаючи масло в бензин. Колінчастий вал 4тактного мотора розташовується в масляній ванні, що є істотною відмінністю. Саме тому відсутня необхідність змішувати паливо і додавати масло. Все, що необхідно зробити власнику автомобіля - наповнити бензином паливний бак.

Автовласникові, таким чином, немає чого купувати спеціальне масло, без якого не може функціонувати двотактний мотор. Крім того, при наявності чотиритактного мотора на поршневому дзеркалі і на стінах глушника зменшується кількість нагару. Ще одна важлива відмінність - в двотактному моторі в вихлопну трубу вихлюпується горюча суміш, що обумовлено його пристроєм.

Слід визнати, що у чотиритактних двигунів також є невеликі недоліки. Наприклад, у них не особливо якісними є робочі моменти з регулювання теплового клапанного зазору.

конструкція агрегату

Шток чотиритактного мотора розміщується в кришці циліндра. Він приводиться в дію провідним колесом, вмонтованому в колінчастий вал. Розподільчий вал відкриває і закриває один з клапанів: випускний або впускний, в залежності від розташування поршня. На розподільному валу також розташовані кулачки, які приводять в дію клапанні коромисла.

Коромисла після спрацьовування, починають впливати на певний клапан і відкривають його. Важливо, що між регулювальним гвинтом і клапаном повинен бути тепловий зазор (вузький проміжок). При нагріванні метал розширюється, тому, якщо зазор занадто маленький або його немає взагалі, клапани не можуть закрити повністю канали випуску і впуску.

У клапана впускання зазор повинен бути менше, ніж у клапана випуску, тому що гази вихлопу гаряче, ніж суміш. Відповідно клапан впускання нагрівається менше, ніж клапани випуску.

Робота двигуна

Як уже було відзначено робота чотиритактного мотора складається з чотирьох тактів поршня або з двох оборотів коленвала.

Етапи роботи :

  1. Впуск. Поршень рухається в нижню сторону, відкриваючи клапан впускання. З карбюратора горюча суміш надходить в циліндр. Коли поршень досягає нижнього положення, клапан впускання закривається.
  2. Стиснення. Поршень рухається вгору, провокуючи сжіваніе горючої суміші. Коли він наближається до верхньої точки, стислий бензин займається.
  3. Розширення. Бензин займається і згорає. В результаті чого відбувається розтягнення горючих газів, і поршень рухається вниз. При цьому два клапана виявляються закритими.
  4. Випуск. Колінчастий вал за інерцією продовжує рухатися навколо своєї осі, а поршень рухається вгору. Разом з цим відкривається клапан випуску, і вихлопні гази надходять в трубу. При проходженні клапаном мертвої точки, клапан впускання закривається.

Конструктивні та експлуатаційні відмінності чотиритактних двотактних бензинових двигунів

Головна відмінність чотиритактного двигуна від двотактного обумовлено різними механізмами газообміну, а саме: видаленням відпрацьованих газів і подачею паливно-повітряної суміші в циліндр.

Процеси заповнення циліндра і його очищення в чотиритактному двигуні відбуваються за допомогою газорозподільного спеціального механізму, який в певний час відкриває і закриває робочий цикл.

Очищення циліндра і його заповнення в двотактному двигуні виконується в один час з з розширенням і стисненням при знаходженні поршня поблизу мертвої нижньої точки. У стінках циліндра для цього є два отвори: продувні або впускне і випускне. Через вихідний отвір надходить паливна суміш, і виходять відпрацьовані гази.

Основні відмінності двотактних і чотиритактних двигунів:

  1. Літрова потужність. У чотиритактному двигуні на два оберти колінчастого вала доводиться один робочий хід. Тому теоретично двотактний двигун повинен мати літрову потужність удвічі більше, ніж чотиритактний. Але на практиці перевищення становить близько 1, 8 рази, завдяки використанню поршня при розширенні ходу, а також наявності гіршого механізму звільнення циліндра від відпрацьованих газів і великих витрат на продувку частини потужності.
  2. Споживання палива. Двотактний двигун перевершує чотиритактний в питомої та літрової потужності, але поступається в економічності. Відпрацьовані гази витісняються повітряно - паливної сумішшю, яка надходить в циліндр з шатунно-кривошипно камери. Частина паливної суміші при цьому надходить в вихлопні канали та видаляється з відпрацьованими газами.
  3. У двотактного і чотиритактного двигунів принцип змащення двигуна істотно відрізняється. Двотактні моделі характеризуються необхідністю змішування бензину з моторним маслом в певних пропорціях. Масляна повітряно-паливна суміш циркулює в поршневий і кривошипної камерах, змащуючи підшипники колінчастого вала і шатуна. Дрібні краплі олії при загорянні паливної суміші згоряють разом з бензином. Відпрацьовані гази йдуть разом з відпрацьованими газами.

Змішують бензин з маслом двома способами. Це може бути просте перемішування, яке проводиться перед тим, як залити в бак паливо і роздільна передача. У другому випадку олійно-паливна суміш утворюється у впускному патрубку, розташованому між циліндром і карбюратором.

Двигун в останньому випадку оснащений масляним бачком з трубопроводом, з'єднаним з плунжерним насосом. Насос подає масло у впускний патрубок в тій кількості, яка необхідна. Продуктивність насоса залежить від того, як розташована ручка подачі «газу». Надходження масла тим більше, чим більше подається паливо. Більш досконалою є роздільна система мастила двотактного двигуна. Ставлення бензину до маслу при ній може досягати 200: 1. Це призводить до зниження витрати масла і до зменшення димності. Таку систему використовують, наприклад, на сучасних скутерах.

У чотиритактних двигунах бензин з маслом не змішують, а подають окремо, для чого двигуни мають класичну систему змащення, яка складається з фільтра, масляного насоса, трубопровідної магістралі і клапанів. Як масляного бачка може виступати картер двигуна (мастило з «мокрим« картером) або окремий бачок ( «сухий» картер).

У першому випадку насос всмоктує з піддона масло, направляє його до вхідної порожнину, а потім по каналах -до деталей шатунно-кривошипної групи, до підшипників коленвала і газорозподільного механізму.

У разі мастила з «сухим» картером масло заливають в бочок. Звідти воно за допомогою насоса потрапляє до поверхонь, що труться. Стікаючу в картер частина масла відкачують додатковим насосом і повертають в бачок.

Для очищення масла від різних продуктів зносу двигун має фільтр. Крім того при необхідності встановлюють охолоджуючі фільтра, тому як температура масла в процесі роботи може дуже сильно підніматися.

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія:

Інструменти