Radni ciklus četvorotaktnog motora - karakteristike, dijagram i opis

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

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

Opći princip djelovanja

Motor radi na sljedeći način. Smjesa goriva ulazi u komoru za sagorijevanje, a zatim se komprimira pod utjecajem klipa. Smjesa se tada zapali. To uzrokuje širenje produkata sagorijevanja, pritiskanje klipa i izlazak iz cilindra.

Kod dvotaktnih motora, jedan okret radilice traje dva ciklusa. Četverotaktni klipni motor završava radni ciklus u dva okretaja radilice. Motori su opremljeni tempom. Šta je ovaj mehanizam? Ovo je element koji vam omogućava da pustite mješavinu goriva u komore i otpustite proizvode izgaranja odatle. Razmjena plina se vrši umoment jednog obrtaja radilice. Razmjena plinova nastaje zbog kretanja klipa.

Historija

Prvi uređaj koji liči na četverotaktni motor izumili su Felicce Matoczi i Eugene Barsanti. Ali ovaj izum je nevjerovatno izgubljen. Tek 1861. slična jedinica je patentirana.

A prvi upotrebljivi motor razvio je njemački inženjer Nikolaus Otto. Motor je nazvan po pronalazaču, a radni ciklus četvorotaktnog motora takođe je nazvan po inženjeru.

Glavne razlike između četverotaktnih motora

Kod dvotaktnog motora, klip i klinovi cilindra, radilica, ležajevi i kompresijski prstenovi se podmazuju uljem koje se dodaje gorivu. U četverotaktnom motoru sve komponente su ugrađene u uljnu kupku. Ovo je značajna razlika. Stoga, u četverotaktnoj jedinici, nema potrebe za miješanjem ulja i benzina.

Prednosti sistema su što je količina naslaga ugljenika na ogledalu u cilindrima i na zidovima prigušivača mnogo manja. Druga razlika je u tome što kod dvotaktnih motora zapaljiva mješavina ulazi u izduvnu cijev.

Motor radi

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

Četvorotaktni ciklus je niz od četiri radna ciklusa. Ciklus se obično uzima kao početak kada zapaljiva smjesa uđe u komore za sagorijevanje. Iako se u motoru tokom njegovog toka odvijaju i druge radnje, naznačeni ciklus je jedan radni proces. Na primjer, hod kompresije nije samo kompresija. Tokom ovog perioda, mešavina se meša u cilindrima, počinje formiranje gasa, pali se.

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 razlažu na samo četiri ciklusa.

Unos

Dakle, u komori za sagorevanje pogonske jedinice, ciklusi konverzije energije počinju reakcijom sagorevanja mešavine goriva. U tom slučaju, klip je u najvišoj tački (TDC položaj), a zatim se pomiče prema dolje. Kao rezultat toga, u komori za sagorijevanje motora nastaje vakuum. Pod njegovim uticajem, zapaljiva tečnost usisava gorivo. Usisni ventil je u otvorenom položaju, a izduvni ventil je zatvoren.

Kada klip počne da se kreće prema dole, jačina iznad njega se povećava. To je ono što uzrokuje kvar. To je otprilike 0,071-0,093 MPa. Tako benzin ulazi u komoru za sagorevanje. U motorima sa ubrizgavanjem gorivo se ubrizgava pomoću mlaznice. Nakon što smjesa uđe u cilindar, njena temperatura može biti od 75 do 125 stepeni.

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

Kompresija

Nakon punjenja komore za sagorevanje sa zapaljivom mešavinom benzinskih para i vazduha, ako se radilica okreće, klip će početi da se vraća u donji položaj. U tom trenutku će se usisni ventil početi zatvarati. I matura će i dalje biti zatvorena.

Radni hod

Ovo je treći takt četvorotaktnog motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Ono je najvažnije u radu agregata. U ovoj fazi rada motora energija iz sagorevanja goriva se pretvara u mehaničku energiju, zbog čega se radilica okreće.

Kada je klip blizu TDC-a, čak i za vrijeme kompresije, mješavina goriva se nasilno pali svjećicom motora. Punjenje goriva izgara vrlo brzo. Čak i prije početka ovog ciklusa, izgorjeli plinovi imaju maksimalnu vrijednost pritiska. Ovi gasovi su radni fluid komprimovan u maloj zapremini komore za sagorevanje motora. Kada klip počne da se kreće prema dole, gasovi počinju da se brzo šire, oslobađajući energiju.

Među svim taktovima radnog ciklusa četvorocilindričnog motora, ovaj je najkorisniji. Radi na opterećenju jedinice. Samo u ovoj fazi radilica dobija ubrzanje. U svim ostalim, motor ne proizvodi energiju, već je troši iz iste radilice.

Oslobodite

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

Gasovi u ovoj fazi su pod pritiskom znatno višim od atmosferskog pritiska. Do kraja ciklusa temperatura pada na oko 700 stepeni. Radilica pomiče klip u TDC pomoću klipnjače. Zatim se otvara izduvni ventil, gasovi se guraju u atmosferu kroz izduvni sistem. Što se tiče pritiska, on je visok samo na samom početku. Na kraju ciklusa se smanjuje na 0,120 MPa. Naravno, nemoguće je potpuno se riješiti produkata izgaranja u cilindru. Zbog toga se mešaju sa mešavinom goriva tokom sledećeg usisnog takta.

Radni nalog

Opisani koraci čine radni ciklus četvorotaktnog benzinskog motora. Morate shvatiti da ne postoje stroge korespondencije između ciklusa i procesa u klipnim motorima. To se lako može objasniti činjenicom da će se tokom rada pogonskog agregata faze mehanizma za distribuciju gasa i stanje ventila nadovezati na kretanje klipova u različitim motorima na potpuno različite načine.

U bilo kojem cilindru, radni ciklus četverotaktnog motora sa karburatorom se odvija na ovaj način. Svaka komora za sagorevanje 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 karakteristike bregastog vratila i radilice. On nijepromjene tokom rada mehanizma.

Sprovođenje redosleda rada vrši se naizmeničnim varnicama koje dolaze do svijeća iz sistema za paljenje. Dakle, četverocilindrični motor može raditi sljedećim redoslijedom - 1, 3, 4, 2 i 1, 2, 4, 3.

Možete saznati redoslijed kojim cilindri motora rade iz uputa za automobil. Ponekad je redoslijed rada naznačen na tijelu bloka.

Ovako radi četvorotaktni motor sa karburatorom ili bilo koji drugi. Sistem napajanja ne utiče na princip rada jedinice. Jedina razlika je u tome što je karburator mehanički sistem napajanja koji ima određene nedostatke, au slučaju injektora ovih nedostataka nema u sistemu.

Dizel motori

Radni ciklus četvorotaktnog dizel motora je isti niz procesa kao i ciklus motora sa karburatorom. Razlika je u tome kako se ciklus odvija, kao iu razlikama u procesima formiranja i paljenja smjese.

Usisni hod dizela

Kada se klip pomeri prema dole, mehanizam za distribuciju gasa otvara usisni ventil. Određena količina zraka ulazi u komoru za sagorijevanje. Temperatura u cilindru je oko 80 stepeni. Kod dizel motora sistem napajanja se značajno razlikuje od benzinskih motora sa karburatorom. Na primjer, hidraulički otpor u njima je manji, a pritisak lagano raste.

takt kompresije dizel motora

U ovoj fazi rada, klipu komori za sagorevanje ide gore prema TDC. Oba ventila u motoru automobila su u zatvorenom stanju. Kao rezultat rada klipa, zrak u cilindru je komprimiran. Omjer kompresije kod dizel motora je veći nego kod benzinskih motora, a tlak unutar cilindra može doseći 5 MPa. Komprimirani zrak se značajno zagrijava. Temperature mogu dostići 700 stepeni. Ovo je neophodno za paljenje goriva. Isporučuje se na dizel motore kroz mlaznice ugrađene na svaki cilindar. Zimi se koriste žarnice. Hladnu smjesu prethodno zagriju. To olakšava paljenje motora zimi. Ali nemaju svi automobili takav sistem.

Hip ekspanzije gasa u dizel motoru

Kada klip dizel motora još nije dostigao gornju tačku za oko 30 stepeni na radilici, pumpa za ubrizgavanje isporučuje gorivo pod visokim pritiskom u cilindar kroz mlaznicu. Vrijednost od 18 MPa je neophodna kako bi se gorivo moglo fino raspršiti i rasporediti po cijeloj zapremini u cilindru.

Dalje, gorivo se pod dejstvom visokih temperatura pali i brzo sagoreva. Klip se pomera do najniže tačke. Temperatura unutar cilindra u ovom trenutku je oko 2000 stepeni. Temperatura pada pred kraj ciklusa.

Dizel auspuh

U ovoj fazi, izduvni ventil je otvoren, klip se pomera do gornje tačke. Proizvodi sagorevanja se nasilno uklanjaju iz cilindra. Zatim idu do izduvne grane. Nakon toga na posaokatalizator je uključen. Gasovi koji prolaze kroz njega na visokoj temperaturi se pročišćavaju. Čist, bezopasan plin se već ispušta u atmosferu. Na dizelskim vozilima dodatno se ugrađuje filter za čestice. Takođe pomaže u pročišćavanju gasova.

Zaključak

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