Четырехтактный двигатель бензиновый является одним из самых распространенных типов двигателей, которые используются в автомобилях, мотоциклах и других транспортных средствах. Он получил свое название благодаря особенностям своей работы - двигатель выполняет четыре такта, или цикла, за один полный оборот коленчатого вала.
Важной особенностью четырехтактного двигателя является его эффективность и экологическая безопасность. Он позволяет получить большую мощность при относительно низком расходе топлива и низких выбросах вредных веществ.
Итак, принцип работы четырехтактного двигателя можно разбить на четыре этапа: всасывание, сжатие, рабочий такт и выхлоп. На первом этапе, так называемом всасывающем такте, поршень двигается вниз, создавая засасывающее давление, которое притягивает смесь топлива и воздуха в цилиндр через открытый впускной клапан. Затем, на втором этапе, поршень двигается вверх, сжимая смесь внутри цилиндра. В этот момент закрывается впускной клапан, чтобы предотвратить обратное течение смеси.
Принцип работы четырехтактного двигателя бензинового
Впускной такт: Первый такт двигателя называется впускным. Во время этого такта поршень смещается вниз, создавая вакуум в цилиндре. Клапан впуска открывается, и смесь топлива и воздуха под давлением заполняет цилиндр.
Сжатие: Второй такт называется тактом сжатия. Во время этого такта поршень поднимается и сжимает смесь в цилиндре. Клапаны впуска и выпуска закрыты во время этого такта.
Рабочий такт: Третий такт называется рабочим. После сжатия смесь топлива и воздуха поджигается свечой зажигания, и в результате взрыва происходит расширение газов. Это расширение создает силу, которая толкает поршень вниз, приводя в движение коленчатый вал.
Выпускной такт: Четвертый такт называется выпускным. Во время этого такта поршень двигается вверх, выталкивая отработавшие газы через открытый выпускной клапан. Также в этот момент клапан впуска открыт, и начинается подготовка к следующему циклу.
Таким образом, четырехтактный двигатель бензиновый создает механическую энергию путем сжигания топлива. Эта энергия передается через коленчатый вал к колесам автомобиля и обеспечивает его движение. Особенность четырехтактного двигателя заключается в эффективном использовании энергии и минимальном выбросе вредных веществ.
Что такое четырехтактный двигатель
Четырехтактный двигатель состоит из четырех основных тактов: всасывание, сжатие, рабочий и выпуск. Каждый такт выполняется поршнем, который движется вверх и вниз в цилиндре под действием взаимодействия топлива и сжатого воздуха.
Первый такт - всасывание - начинается с опускания поршня, который создает подкисление внутреннего пространства цилиндра. В это время впускные клапаны открываются, позволяя топливу и воздуху попасть в цилиндр. Поршень затем поднимается, закрывая впускные клапаны и сжимая смесь топлива и воздуха.
Второй такт - сжатие - представляет собой движение поршня вверх, что приводит к увеличению давления смеси топлива и воздуха. В это время зажигание искровой свечи и воспламеняет смесь, что вызывает взрыв и создает толчок поршня.
Третий такт - рабочий - поршень движется вниз под действием толчка, генерируя механическую энергию, которая передается в систему привода. В это время открыта выпускная клапан, позволяя отработавшим газам выйти из цилиндра.
Четвертый такт - выпуск - поршень движется вверх, закрывая выпускные клапаны и выталкивая отработавшие газы через выпускной коллектор. Поршень затем возвращается в исходное положение, закрывая выпускные и открывая впускные клапаны, и процесс повторяется.
Преимущества четырехтактного двигателя включают большую эффективность, меньшее количество выбросов и более плавный ход двигателя. Однако он требует более сложной конструкции и больше времени для каждого цикла работы по сравнению с двухтактным двигателем.
Основные компоненты двигателя
Четырехтактный двигатель бензиновый состоит из нескольких основных компонентов, которые взаимодействуют друг с другом для обеспечения работы двигателя. Они включают в себя:
- Цилиндр: основной рабочий элемент двигателя, в котором происходит сжатие и сгорание топлива.
- Поршень: двигается внутри цилиндра и осуществляет сжатие и отсос топливовоздушной смеси.
- Клапаны: управляют потоком воздуха и выпуском отработанных газов из цилиндра.
- Головка блока цилиндров: расположена на верхней части цилиндров и содержит клапаны, свечу зажигания и другие компоненты.
- Шатуны: соединяют поршень с коленчатым валом и преобразуют горизонтальное движение поршня во вращательное движение.
- Коленчатый вал: преобразует возвратно-поступательное движение поршней во вращательное движение, которое передается на приводные механизмы.
- Система снабжения топливом: обеспечивает поступление топливовоздушной смеси в цилиндр для сжатия и сгорания.
- Система зажигания: создает инициирующую искру для поджигания топливовоздушной смеси в цилиндре.
Все эти компоненты работают в синхронии, обеспечивая непрерывное движение поршней и вращение коленчатого вала, что позволяет двигателю производить мощность и передвигать автомобиль.
Первый такт: Впуск
Когда поршень движется от МТС к НМТ, клапан впуска открывается благодаря кулачку на распределительном валу. Когда клапан открыт, поршень втягивает смесь воздуха и топлива в камеру сгорания. Подача смеси регулируется форсунками, которые распыляют топливо в поток воздуха.
Во время впуска поршень также создает видимую "подушку" в камере сгорания, которая помогает очистить остатки отработанных газов со времени предыдущего такта выпуска. Это позволяет сгореть более чистой и эффективной смеси воздуха и топлива.
После того, как поршень достигает НМТ, клапан впуска закрывается, чтобы изолировать смесь в камере сгорания от входящего воздуха. Это завершает первый такт и подготавливает двигатель к следующему такту - сжатию.
Второй такт: Сжатие и зажигание
Во втором такте работы четырехтактного двигателя происходит сжатие воздуха и горючей смеси. После того, как клапаны впуска закрываются, поршень начинает двигаться вверх в цилиндре и сжимает воздух вместе с горючей смесью, которая была ранее загружена в цилиндр в первом такте.
Сжатие происходит благодаря движению поршня вверх и закрытию клапанов выпуска, что препятствует выходу сжатого воздуха. В процессе сжатия увеличивается давление газов и температура смеси, что делает ее готовой к воспламенению.
Как только поршень достигает верхней точки хода, зажигание происходит. Специальная свеча, установленная в головке цилиндра, создает искру, которая воспламеняет горючую смесь. Зажигание происходит в точности в нужный момент, когда поршень находится в верхнем положении и сжатая смесь находится в наиболее стабильном состоянии.
В результате воспламенения происходит быстрое и сильное раундование горючей смеси, которое создает давление на поршень и приводит к его движению вниз. Именно это движение преобразуется в механическую энергию, которая, в свою очередь, используется для привода колеса автомобиля.
Третий такт: Расширение и выпуск
В третьем такте четырехтактного двигателя происходит расширение смеси и выпуск отработанных газов.
На этом этапе поршень двигается вниз, а клапаны выпускного тракта открыты. Сжатая смесь топлива и воздуха, содержащаяся в камерах сгорания, начинает расширяться, в результате чего поршень двигается вниз.
В то же время открытые выпускные клапаны позволяют отработавшим газам покинуть камеры сгорания и пройти через выпускную систему.
Расширение смеси и выпуск отработанных газов происходят одновременно во время третьего такта работы двигателя. Это позволяет оптимизировать процесс сгорания и эффективно использовать энергию, высвобождающуюся при сгорании топлива.
После окончания третьего такта поршень возвращается в верхнее положение, клапаны выпускного тракта закрываются, и начинается новый цикл работы двигателя.