Ciclul de funcționare al motorului în patru timpi - caracteristici, diagramă și descriere

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Șoferii ar trebui să știe cel puțin în termeni generali cum funcționează și funcționează motorul. Majoritatea mașinilor au un motor în patru timpi și patru cilindri. Să ne uităm la ciclul de funcționare al unui motor în patru timpi. Nu toată lumea știe ce procese au loc atunci când mașina este în mișcare.

Principiul general de acțiune

Motorul funcționează după cum urmează. Amestecul de combustibil intră în camera de ardere, apoi este comprimat sub influența pistonului. Apoi amestecul se aprinde. Acest lucru face ca produsele de ardere să se extindă, împingând pistonul și ieșind din cilindru.

La motoarele în doi timpi, o rotație a arborelui cotit durează două cicluri. Un motor cu piston în patru timpi completează un ciclu de lucru în două rotații ale arborelui cotit. Motoarele sunt echipate cu sincronizare. Ce este acest mecanism? Acesta este un element care vă permite să lăsați amestecul de combustibil în camere și să eliberați produsele de ardere de acolo. Schimbul de gaze se efectuează înmomentul unei singure rotații a arborelui cotit. Schimbul de gaz are loc datorită mișcării pistonului.

Istorie

Primul dispozitiv care seamănă cu un motor în patru timpi a fost inventat de Felicce Matoczi și Eugene Barsanti. Dar această invenție a fost incredibil de pierdută. Abia în 1861 a fost brevetată o unitate similară.

Și primul motor utilizabil a fost dezvoltat de inginerul german Nikolaus Otto. Motorul poartă numele inventatorului, iar ciclul de funcționare al motorului în patru timpi este, de asemenea, numit după inginer.

Principalele diferențe dintre motoarele în patru timpi

La un motor în doi timpi, pistonul și știfturile cilindrului, arborele cotit, rulmenții și inelele de compresie sunt lubrifiate cu ulei adăugat la combustibil. Într-un motor în patru timpi, toate componentele sunt instalate într-o baie de ulei. Aceasta este o diferență semnificativă. Prin urmare, într-o unitate în patru timpi, nu este nevoie să amestecați uleiurile și benzina.

Avantajele sistemului sunt că cantitatea de depuneri de carbon pe oglinda din cilindri și pe pereții tobei de eșapament este mult mai mică. O altă diferență este că, la motoarele în doi timpi, un amestec combustibil intră în țeava de eșapament.

Motor în funcțiune

Indiferent de tipul de motor, principiul funcționării acestuia este similar. Astăzi există motoare cu carburator, diesel, injecție. Toate modelele folosesc același ciclu în patru timpi. Să aruncăm o privire mai atentă la ce procese funcționează în interiorul motorului și să-l facem să se miște.

Un ciclu în patru timpi este o secvență de patru cicluri de lucru. Ciclul este de obicei luat drept început atunci când un amestec combustibil intră în camerele de ardere. Deși alte acțiuni au loc în motor în timpul curgerii acestuia, ciclul indicat este un proces de lucru. De exemplu, cursa de compresie nu este doar compresie. În această perioadă, amestecul este amestecat în cilindri, începe formarea gazului, se aprinde.

Același lucru se poate spune despre alte etape ale motorului. Cel mai important lucru aici este că diferitele procese pentru o mai bună înțelegere și simplificare a ciclului de lucru al unui motor în patru timpi sunt descompuse în doar patru cicluri.

Aport

Deci, în camera de ardere a unității de putere, ciclurile de conversie a energiei încep cu reacția de ardere a amestecului de combustibil. În acest caz, pistonul se află în punctul său cel mai în alt (poziția TDC) și apoi se mișcă în jos. Ca urmare, în camera de ardere a motorului apare un vid. Sub influența sa, un lichid combustibil aspiră combustibil. Supapa de admisie este în poziția deschisă, iar supapa de evacuare este închisă.

Când pistonul începe să se miște în jos, volumul de deasupra acestuia crește. Acesta este ceea ce provoacă defectarea. Este de aproximativ 0,071-0,093 MPa. Astfel, benzina intră în camera de ardere. La motoarele cu injecție, combustibilul este injectat printr-o duză. După ce amestecul intră în cilindru, temperatura acestuia poate fi de 75 până la 125 de grade.

Cât de mult va fi umplut cilindrul cu amestecul de combustibil este determinat de factorii de umplere. Pentrumotoarele cu un sistem de alimentare cu carburator, acest indicator va fi de la 0,64 la 0,74. Cu cât valoarea coeficientului este mai mare, cu atât motorul este mai puternic.

Compresie

După umplerea camerei de ardere cu un amestec combustibil de vapori de benzină și aer, dacă arborele cotit se rotește, pistonul va începe să revină în poziția inferioară. Supapa de admisie va începe să se închidă în acest moment. Și absolvirea va fi în continuare închisă.

Cursa de lucru

Acesta este a treia cursă a unui motor cu ardere internă în patru timpi. Este cel mai important în funcționarea unității de alimentare. În această etapă a funcționării motorului, energia din arderea combustibilului este convertită în energie mecanică, ceea ce face ca arborele cotit să se rotească.

Când pistonul este aproape de PMS, chiar și în timpul compresiei, amestecul de combustibil este aprins forțat de bujia motorului. Încărcătura de combustibil se stinge foarte repede. Chiar înainte de începerea acestui ciclu, gazele arse au o valoare maximă a presiunii. Aceste gaze sunt fluidul de lucru comprimat într-un volum mic al camerei de ardere a motorului. Când pistonul începe să se miște în jos, gazele încep să se extindă rapid, eliberând energie.

Dintre toate cursele ciclului de lucru al unui motor cu patru cilindri, acesta este cel mai util. Funcționează la sarcina unității. Numai în această etapă arborele cotit primește o accelerație accelerată. În toate celel alte, motorul nu generează energie, ci o consumă din același arbore cotit.

Lansare

După comiteregaze de lucru util, acestea trebuie să părăsească cilindrul pentru a face loc unei noi porțiuni din amestecul combustibil-aer. Aceasta este ultima cursă a unui motor în patru timpi.

Gazele în acest stadiu sunt sub presiune semnificativ mai mare decât presiunea atmosferică. Până la sfârșitul ciclului, temperatura scade la aproximativ 700 de grade. Arborele cotit mută pistonul la PMS prin intermediul unei biele. Apoi, supapa de evacuare se deschide, gazele sunt împinse în atmosferă prin sistemul de evacuare. În ceea ce privește presiunea, aceasta este mare abia la început. La sfârșitul ciclului, acesta scade la 0,120 MPa. Desigur, este imposibil să scapi complet de produsele de ardere din cilindru. Prin urmare, acestea sunt amestecate cu amestecul de combustibil în timpul următoarei curse de admisie.

Comandă de lucru

Pașii descriși constituie ciclul de funcționare al unui motor pe benzină în patru timpi. Trebuie să înțelegeți că nu există corespondențe stricte între cicluri și procese în motoarele cu piston. Acest lucru se explică cu ușurință prin faptul că în timpul funcționării unității de putere, fazele mecanismului de distribuție a gazului și starea supapelor se vor suprapune mișcărilor pistoanelor din diferite motoare în moduri complet diferite..

În orice cilindru, ciclul de lucru al unui motor cu carburator în patru timpi decurge în acest fel. Fiecare cameră de ardere dintr-un motor este necesară pentru a roti un singur arbore cotit care preia forța de la pistoane.

Această alternanță se numește comandă de lucru. Această ordine este stabilită în faza de proiectare a unității de putere prin caracteristicile arborelui cu came și arborelui cotit. El nu estemodificări în timpul funcționării mecanismului.

Implementarea ordinii de lucru se realizează prin alternarea scânteilor care vin la lumânări din sistemul de aprindere. Deci, un motor cu patru cilindri poate funcționa în următoarele ordine - 1, 3, 4, 2 și 1, 2, 4, 3.

Puteți afla ordinea în care funcționează cilindrii motorului din instrucțiunile pentru mașină. Uneori, ordinea de operare este indicată pe corpul blocului.

Așa funcționează un motor cu carburator în patru timpi sau oricare altul. Sistemul de alimentare nu afectează principiul de funcționare al unității. Singura diferență este că carburatorul este un sistem de putere mecanic care are anumite dezavantaje, iar în cazul injectoarelor, aceste dezavantaje nu sunt în sistem.

motoare diesel

Ciclul de lucru al unui motor diesel în patru timpi este aceeași secvență de procese ca și ciclul unui motor cu carburator. Diferența constă în modul în care decurge ciclul, precum și în diferențele dintre procesele de formare și aprindere a amestecului.

Cursa de admisie diesel

Când pistonul se mișcă în jos, mecanismul de distribuție a gazului deschide supapa de admisie. O anumită cantitate de aer intră în camera de ardere. Temperatura în cilindru este de aproximativ 80 de grade. La motoarele diesel, sistemul de alimentare este semnificativ diferit de motoarele cu carburator pe benzină. De exemplu, rezistența hidraulică a acestora este mai mică, iar presiunea crește ușor.

Cursa de compresie diesel

În această etapă de lucru, pistonulîn camera de ardere urcă spre PMS. Ambele supape din motorul mașinii sunt în stare închisă. Ca urmare a funcționării pistonului, aerul din cilindru este comprimat. Raportul de compresie la un motor diesel este mai mare decât la motoarele pe benzină, iar presiunea din interiorul cilindrului poate ajunge la 5 MPa. Aerul comprimat se încălzește semnificativ. Temperaturile pot ajunge la 700 de grade. Acest lucru este necesar pentru a aprinde combustibilul. Se livreaza pe motoarele diesel prin duze instalate pe fiecare cilindru. Iarna se folosesc bujii incandescente. Ei preincalzesc amestecul rece. Acest lucru facilitează pornirea motorului iarna. Dar nu toate mașinile au un astfel de sistem.

Cursa de expansiune a gazului într-un motor diesel

Când pistonul motorului diesel nu a atins încă punctul de vârf cu aproximativ 30 de grade pe arborele cotit, pompa de injecție furnizează combustibil de în altă presiune către cilindru prin duză. Este necesară o valoare de 18 MPa pentru ca combustibilul să poată fi pulverizat fin și distribuit pe întregul volum din cilindru.

În plus, combustibilul sub acțiunea temperaturilor ridicate se aprinde și arde rapid. Pistonul se deplasează în punctul cel mai de jos. Temperatura din interiorul cilindrului în acest moment este de aproximativ 2000 de grade. Temperatura scade spre sfârșitul ciclului.

Eșapament diesel

În această etapă, supapa de evacuare este deschisă, pistonul se deplasează în punctul de sus. Produsele de ardere sunt îndepărtate forțat din cilindru. Apoi merg la galeria de evacuare. După aceea la muncăconvertizorul catalitic este pornit. Gazele care trec prin el la temperatură ridicată sunt purificate. Gaz curat, inofensiv este deja eliberat în atmosferă. La vehiculele diesel, este instalat suplimentar un filtru de particule. De asemenea, ajută la purificarea gazelor.

Concluzie

Am analizat în detaliu modul în care se realizează ciclul de lucru al unui motor în patru timpi (este nevoie de două rotații ale arborelui cotit al centralei). Și ciclul în sine include multe procese diferite.