Какви са четирите такта на четиритактов двигател?

Какви са четирите такта на четиритактов двигател?

Четиритактов двигателе двигател с вътрешно горене, който използва четири различни хода на буталото (всмукване, компресия, мощност и изпускане), за да завърши работен цикъл. Буталото извършва два пълни хода в цилиндъра, за да завърши работен цикъл. Един работен цикъл изисква коляновият вал да се завърти два пъти, тоест 720°.

Четиритактовите двигатели са най-разпространеният тип малки двигатели. Четиритактовият двигател извършва пет такта в един работен цикъл, включително такт на всмукване, такт на компресия, такт на запалване, такт на мощност и такт на изпускане.

Такт на всмукване

Събитието на засмукване се отнася до времето, когато сместа въздух-гориво се въвежда, за да запълни горивната камера. Всмукателно събитие възниква, когато буталото се премести от горна мъртва точка към долна мъртва точка и всмукателният клапан се отвори. Движението на буталото към долната мъртва точка създава ниско налягане в цилиндъра. Атмосферното налягане на околната среда принуждава въздушно-горивната смес да влезе в цилиндъра през отворения всмукателен клапан, за да запълни зоната с ниско налягане, създадена от движението на буталото. Цилиндърът продължава да се пълни малко след долната мъртва точка, тъй като въздушно-горивната смес продължава да тече със собствена инерция и буталото започва да променя посоката си. След BDC всмукателният клапан остава отворен за няколко градуса завъртане на коляновия вал. Зависи от конструкцията на двигателя. След това всмукателният клапан се затваря и сместа въздух-гориво се затваря в цилиндъра.

Такт на компресия Тактът на компресия е времето, през което уловената въздушно-горивна смес се компресира в цилиндъра. Горивната камера е запечатана, за да създаде заряд. Зарядът е обемът на сместа въздух-гориво под налягане в горивната камера, готова за запалване. Компресирането на сместа въздух-гориво освобождава повече енергия по време на запалването. Всмукателните и изпускателните клапани трябва да бъдат затворени, за да се гарантира, че цилиндърът е запечатан, за да осигури компресия. Компресията е процес на намаляване или изстискване на заряда в горивната камера от голям обем към по-малък обем. Маховикът помага да се поддържа инерцията, необходима за компресиране на заряда.

Когато буталото на двигателя компресира заряда, увеличаването на силата на компресия, осигурено от работата, извършена от буталото, води до генериране на топлина. Компресирането и нагряването на парите въздух-гориво в заряда води до повишена температура на заряда и повишено изпаряване на горивото. Увеличаването на температурата на зареждане става равномерно в цялата горивна камера, за да се постигне по-бързо изгаряне (окисляване на горивото) след запалване.

Изпаряването на горивото се увеличава, когато малките капчици гориво се изпаряват по-пълно поради генерираната топлина. Увеличената повърхност на капките, изложени на пламъка на запалването, позволява по-пълно изгаряне на заряда в горивната камера. Само бензиновите пари ще се запалят. Увеличената повърхностна площ на капките кара бензина да отделя повече пари, вместо да остава течен.

Колкото повече се компресират заредените молекули на парата, толкова повече енергия се получава от процеса на горене. Енергията, необходима за компресиране на заряда, е много по-малка от печалбата в сила, получена по време на горенето. Например, в типичен малък двигател, енергията, необходима за компресиране на заряда, е само една четвърт от енергията, произведена по време на горенето.

Коефициентът на компресия на двигателя е сравнението на обема на горивната камера, когато буталото е в долна мъртва точка, с обема на горивната камера, когато буталото е в горна мъртва точка. Тази област, съчетана с дизайна и стила на горивната камера, определя степента на компресия. Бензиновите двигатели обикновено имат степен на компресия от 6 към 1 до 10 към 1. Колкото по-висока е степента на компресия, толкова по-икономичен е двигателят. По-високото съотношение на компресия обикновено значително увеличава налягането при горене или силата, действаща върху буталото. По-високото съотношение на компресия обаче увеличава усилието, необходимо на оператора за стартиране на двигателя. Някои малки двигатели имат системи, които освобождават налягането по време на такта на компресия, за да намалят усилието, необходимо на оператора при стартиране на двигателя.

Събитие на запалване Събитие на запалване (горене) възниква, когато заряд се запали и бързо се окисли чрез химическа реакция за освобождаване на топлинна енергия. Изгарянето е бърза окислителна химическа реакция, при която горивото се свързва химически с атмосферния кислород и освобождава енергия под формата на топлина.

Правилното горене включва кратко, но ограничено време, през което пламъкът се разпространява в горивната камера. Искрата в запалителната свещ започва да гори, когато коляновият вал се завърти приблизително на 20° преди горната мъртва точка. Атмосферният кислород и горивните пари се консумират от напредващия фронт на пламъка. Фронтът на пламъка е граничната стена, която разделя заряда от страничните продукти на горенето. Фронтът на пламъка преминава през горивната камера, докато изгори целият заряд.

мощен удар

Силовият такт е работният такт на двигателя, при който горещите разширяващи се газове принуждават главата на буталото да се отдалечи от главата на цилиндъра. Силата на буталото и последващото движение се предават през мотовилката, за да приложат въртящ момент към коляновия вал. Приложеният въртящ момент инициира въртене на коляновия вал. Количеството на произведения въртящ момент се определя от налягането върху буталото, размера на буталото и хода на двигателя. По време на силовия ход и двата клапана са затворени.

Такт на изпускане. Тактът на изпускане възниква, когато отработените газове се изхвърлят от горивната камера и се изпускат в атмосферата. Тактът на изпускане е последният такт и се получава, когато изпускателният клапан се отвори и всмукателният клапан се затвори. Движението на буталото изхвърля отработените газове в атмосферата.

Когато буталото достигне долната мъртва точка по време на силовия ход, изгарянето е завършено и цилиндърът се пълни с отработени газове. Изпускателният клапан се отваря и инерцията на маховика и другите движещи се части избутва буталото обратно в горната мъртва точка, принуждавайки изгорелите газове да се изпускат през отворения изпускателен клапан. В края на такта на изпускане буталото е в горната мъртва точка и работният цикъл е завършен.