четверг, 18 октября 2012 г.

Принцип действия четырехтактного двигателя

Особенностью конструкции четырехтактного  двигателя является наличие системы впуска-выпуска клапанного типа.
В состав системы входят:
• клапаны - впускной и выпускной;
• кулачковый вал, аналогичный автомобильному распредвалу;
• коромысла;
• цепная передача.
Задача системы впуска-выпуска подать в цилиндр топливо-воздушную смесь и вывести из цилиндра  отработавшие газы в соответствии с фазами работы двигателя. Для открытия впускного и выпускного каналов служат клапаны - впускной 5 и выпускной 9 соответственно (рис. 2.1).
 Управляет движением клапанов кулачковый вал 7, кинематически связанный с валом коленчатым. Для синхронизации движения валов коленчатого и кулачкового служит цепная передача, состоящая из двух звездочек - ведущей и ведомой, и роликовой цепи. Соотношение
скоростей вращения валов 2:1, т.е. двум оборотам вала коленчатого (ведущего) соответствует один оборот вала кулачкового. Такое же соотношение количества зубьев на звездочках: количество зубьев звездочки вала кулачкового (ведомой) в два раза больше количества зубьев
звездочки вала коленчатого (ведущей).
При вращении вала системы впуска-выпуска  происходит надавливание кулачка, выполненного заодно с валом, на один из концов рычага 6 (коромысла). Перемещаясь,
второй конец коромысла упирается в головку клапана, вдавливая его внутрь цилиндра, тем самым, открывая канал для прохождения топливной смеси или  отработавших газов (в соответствии с назначением клапана).
После прохождения кулачка клапан возвращается в исходное положение под действием пружины. Между головкой клапана и коромыслом (при холодном двигателе) должно быть некоторое расстояние, называемое тепловым зазором. Тепловой зазор дает деталям клапанного механизма возможность, увеличиваясь в размере при повышении температуры двигателя, войти между собой в соприкосновение без зазора и работать «в натяжку». Если бы тепловой зазор не был учтен при конструировании двигателя, то, нагревшись, клапан уперся бы в коромысло и не смог бы обеспечить  герметичность посадки клапана в «седло» перекрываемого канала.
Принцип работы двигателя с разборкой по тактам  показан на рис. 2.2.
В процессе эксплуатации клапанный механизм  изнашивается и нуждается в регулировке. При проведении технического обслуживания и ремонтных работ,  связанных с разборкой головки цилиндра, необходимо проверять и при необходимости регулировать тепловые зазоры
впускного и выпускного клапанов.
Одним из главных достоинств четырехтактных  двигателей является тот факт, что топливно-воздушная смесь поступает в цилиндр непосредственно из карбюратора (а не через картер двигателя как у двухтактников). Эта особенность конструкции создает «более комфортные»
условия для работы кривошипно-шатунного  механизма, что сказывается на надежности и долговечности  четырехтактных двигателей. Практически все владельцы рассматриваемых скутеров, пересевшие с двухтактных машин на четырехтактные, отмечают качество и надежность силовых агрегатов.
Принцип работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания
Первый такт. Впуск (рис. 2.2.а).
Поршень идет вниз, клапан впуска открывается, и топливная смесь поступает из карбюратора в цилиндр.
Когда поршень достигает нижнего положения, клапан впуска закрывается.
Второй такт. Сжатие (рис. 2.2.6).
Поршень идет вверх, оба клапана закрыты. Топливная смесь сжимается. Когда поршень находится в нескольких миллиметрах от верхней мертвой точки (ВМТ), свеча воспламеняет топливо, сжатое поршнем.
Третий такт. Рабочий ход расширение (рис. 2.2.в).
Поршень идет вниз. Оба клапана закрыты. Топливная смесь сгорает, увеличиваясь в объеме. За счет давления образовавшихся газов поршень перемещается и передает усилие кривошипно-шатунному механизму. Происходит преобразование энергии сгоревшего топлива в механиче- скую энергию.
Четвертый такт. Выпуск (рис. 2.2.г).
Поршень идет вверх. Клапан выпуска открыт.  Происходит удаление продуктов сгорания (отработавших газов) из цилиндра. В конце такта выпуска клапан закрывается.
Такты 1, 2, 4 проходят с потреблением энергии. Для выполнения их необходим запас энергии. Для этой цели предназначен маховик (щеки коленвала), который  накапливает энергию во время рабочего такта.
Приведите для сравнения принцип работы  двухтактного мотоциклетного двигателя?
Рабочий цикл у двухтактных двигателей совершается за два хода поршня, в сравнении с четырехтактником в этом типе двигателя во время каждого движения поршня происходит одновременно два процесса - один в рабочем объеме цилиндра, второй в картере двигателя в подпоршневом пространстве. Роль клапанов впуска и выпуска  выполняют поршень и цилиндр. В стенке цилиндра выполнены специальные окна, соединяющие рабочий объем
поршня и объем, находящийся под поршнем, с впускным коллектором и выпускной трубой в соответствии с фазами работы двигателя.
Первый такт.
Поршень идет вверх, сжимая топливную смесь в  камере сгорания. В определенный момент движения поршень освобождает впускное окно, через которое заполняется кривошипная камера в картере двигателя. Когда поршень занимает положение близкое к ВМТ происходит 
поджигание топливной смеси электрическим разрядом свечи зажигания.
Второй такт.
Расширяющиеся газы толкают поршень вниз. Происходит преобразование энергии сгоревшего топлива во вращательное движение коленчатого вала.  Одновременно происходит сжатие топливной смеси в картере двигателя. Впускное окно перекрыто поршнем. В  положении близком к НМТ поршень освобождает окно выпуска отработавших газов в атмосферу и окно впуска рабочей смеси из подпоршневого пространства в цилиндр (с небольшой задержкой). Происходит практически  одновременно два процесса - выпуска и впуска.
Процесс имеет циклический характер.

Комментариев нет:

Отправить комментарий