1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое четырехкратный двигатель

Рабочий цикл четырехтактного двигателя — как это работает

  • Рабочий цикл четырехтактного двигателя — как это работает
  • Рабочий цикл четырехтактного двигателя
  • Двухтактный двигатель – особенности работы
  • Рабочий цикл двухтактного двигателя – достоинства и недостатки

В числе процессов, характеризующих работу мощных и производительных машин и механизмов, следует отметить рабочий цикл четырехтактного двигателя. Это совокупность процессов, повторяющихся в определенной последовательности, во время которых цилиндр наполняется рабочей смесью, после чего происходит ее сжатие и воспламенение. Газы, образовавшиеся при сгорании, расширяются, а затем – удаляются из цилиндра.

  • Рабочий цикл четырехтактного двигателя
  • Двухтактный двигатель – особенности работы
  • Рабочий цикл двухтактного двигателя – достоинства и недостатки

Рабочий цикл четырехтактного двигателя

Рабочим циклом двигателя называется периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя и обусловливающих превращение тепловой энергии в механическую работу.

Такт впуска

Поршень находится в в.м.т. и по мере вращения коленчатого вала (за один его полуоборот) перемещается от в.м.т. к н.м.т. При этом впускной клапан открыт, а выпускной клапан закрыт. При движении поршня вниз объем над ним увеличивается, поэтому в цилиндре создается разряжение, равное 0,07—0,095 МПа, в результате чего свежий заряд горючей смеси, состоящей из паров бензина и воздуха, засасывается через впускной трубопровод в цилиндр. От соприкосновения свежего заряда с нагретыми деталями в конце такта впуска он имеет температуру 75—125 °С.

Степень заполнения цилиндра свежим зарядом характеризуется коэффициентом наполнения, который для высокооборотных карбюраторных двигателей находится в пределах 0,65—0,75. Чем выше коэффициент наполнения, тем большую мощность развивает двигатель.

Такт сжатия

После заполнения цилиндра горючей смесью при дальнейшем вращении коленчатого вала поршень перемещается от н.м.т. к в.м.т. Впускной клапан закрывается, а выпускной закрыт. По мере сжатия горючей смеси температура и давление ее повышаются. В зависимости от степени сжатия давление в конце такта сжатия может составлять 0,8—1,5 МПа, а температура газов 300— 450 °С.

Такт расширения, или рабочий ход

В конце такта сжатия горючая смесь воспламеняется от электрической искры, возникающей между электродами свечи, и быстро сгорает, в результате чего температура и давление образующихся газов резко возрастают, поршень при этом перемещается от в.м.т. к н.м.т. Максимальное давление газов на поршень при сгорании для карбюраторных двигателей находится в пределах 3,5—5 МПа, а температура газов 2100—2400 °С.

При такте расширения шарнирно связанный с поршнем шатун совершает сложное движение и через кривошип передает вращение коленчатому валу. При расширении газы совершают полезную работу, поэтому ход поршня при этом такте коленчатого вала называют рабочим ходом. В конце рабочего хода поршня давление в цилиндре снижается до 0,3—0,75 МПа, а температура — до 900—1200 °С.

Такт выпуска

Коленчатый вал через шатун перемещает поршень от н.м.т. к в.м.т. При этом выпускной клапан открыт и продукты сгорания выталкиваются из цилиндра в атмосферу через выпускной трубопровод. В начале процесса выпуска продуктов сгорания давление в цилиндре значительно выше атмосферного, но к концу такта оно падает до 0,105—0,120 МПа, а температура газов в начале такта выпуска составляет 750— 900 °С, понижаясь к его концу до 500—600 °С. Полностью очистить цилиндры двигателя от продуктов сгорания практически невозможно (слишком мало времени), поэтому при последующем впуске свежей горючей смеси она перемешивается с остаточными отработавшими газами и называется рабочей смесью.

Коэффициент остаточных газов характеризует степень загрязнения свежего заряда отработавшими газами и представляет собой отношение массы продуктов сгорания, оставшихся в цилиндре, к массе свежей горючей смеси. Для современных карбюраторных двигателей коэффициент остаточных газов находится в пределах 0,06—0,12. По отношению к рабочему ходу такты впуска, сжатия и выпуска являются вспомогательными.

Двухтактный двигатель – особенности работы

Весь цикл работы двухтактного двигателя происходит за один оборот коленвала. Это позволяет на выходе получать приблизительно в 1,4-1,8 раз большую мощность, с того же рабочего объема, имея те же самые обороты двигателя. Разумеется, коэффициент полезного действия у таких агрегатов значительно ниже, чем у тех же 4 тактных моделей. Это используется при создании тяжелых и низкооборотных двигателей судов. Здесь они напрямую соединяются с гребным валом. Нашли свое применение такие модели и в мотоциклах.

Это так же приводит к тому, что модели, работающие в 2 такта, очень сильно греются. Здесь выделятся большая тепловая энергия. В некоторых случаях приходится подключать к ним дополнительное охлаждение, чтобы агрегат всегда находился в работоспособном состоянии. Однако, можно выделить и плюс подобной технологии. Ввиду того, что работа поршня ограничивается 2 тактами, он совершает гораздо меньше движений за единицу времени, поэтому потери на трение минимальны. Это напрямую отражается на износе основных рабочих деталях двухтактного двигателя.

Еще одной актуальной проблемой для данной модели является тот факт, что постоянно нужно искать компромисс между потерями свежего заряда и качеством продувки. Да, принцип работы заставляет ведущих инженеров и техников трудится над созданием универсальной системы, которая бы сводила к минимуму потери. 4 тактный двигатель вытесняет отработанные газы в тот момент, когда его поршень находится в верхней мертвой точке. Здесь ситуация коренным образом меняется. Вся отработка вылетает в трубу в тот момент, когда цилиндр практически полностью свободен, то есть этот процесс захватывает его объем полностью. Качество обдува играет в этом очень важную роль.

Именно поэтому не всегда удается разделить свежую рабочую смесь от выхлопных газов. В любом случае они будут смешиваться. Особенно отчетливо такая проблема выделяется у карбюраторных моделей моторов, которые напрямую подают готовое к работе горючее в цилиндр. Естественно, в данном случае стоит говорить о большем количестве используемого воздуха. Отсюда возникает необходимость применения сложных по структуре и составу воздушных фильтров. 4 тактный двигатель обделен этим недостатком.

Читать еще:  Ford scorpio троит двигатель

Принцип работы данной модели двигателя говорит о том, что его применение может быть ограничено ввиду особенностей конструкции и большого количества потерь. Однако от 2 тактов еще никто не отказывается, создавая все больше устройств на его основе. Стоит отметить, что сегодня на рынке представлено множество различных механизмов, которые используют как 4 тактный двигатель внутреннего сгорания, так и двухтактный. Кстати, тот экземпляр, о котором мы решили поговорить сегодня, может иметь не только простейшее строение, в некоторых механизмах используются достаточно сложные его варианты.

Рабочий цикл двухтактного двигателя – достоинства и недостатки

Самое главное преимущество двухтактных двигателей – более высокая, по сравнению с четырехтактными, литровая мощность. Дело здесь в том, что при равном количестве цилиндров и количестве оборотов коленчатого вала в минуту, каждый цилиндр совершает рабочий ход вдвое чаще. При этом, за счет того, что фактический рабочий ход двухтактного двигателя короче (он укорочен за счет процессов газообмена), реально объем двигателя увеличивается на 50-60%.

Не менее важное преимущество – компактность. Благодаря этому качеству двухтактные двигатели нашли широкое применение не только в небольших транспортных средствах наподобие снегоходов, но и в садовой технике, а также инструментах (к примеру, в бензопилах). Кроме того, отсутствие газораспределительного механизма заметно делает конструкцию проще и дешевле в производстве. Есть у двухтактных ДВС и существенные недостатки. Они расходуют больше топлива впустую, так как при открытии выпускного окна в систему выхлопа попадает часть несгоревшей смеси. Система смазки классического двухтактного мотора крайне примитивна – бензин смешивается с маслом заранее, и оба эти вещества попадают в камеру сгорания одновременно. Обусловлено это тем, что организовать масляную ванну в картере невозможно – картер участвует в процессе газообмена.

В результате масло, не пошедшее на смазывания стенок цилиндра, сгорает вместе с топливом. Ресурс двухтактного двигателя также значительно меньше, главным образом, за счет высоких оборотов коленвала. По этой причине в двигателях этого типа применяется только специальное высококачественное масло, разработанное для применения в двухтактных двигателях. Экологические параметры также оставляют желать лучшего: в выхлопе, из-за особенностей газораспределения, содержится большое количество СО и СН.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Принцип работы 2-х и 4-х тактных двигателей

Для начала рассмотрим устройство двигателей внутреннего сгорания.

Тактом рабочего цикла ДВС является ход поршня от одной мёртвой точки до другой. Один такт соответствует 180-градусному повороту (полуобороту) коленчатого вала. При 4-тактном процессе рабочий цикл осуществляется за два оборота вала, при 2-тактном — за один.

Присутствуют те же 4 такта: впуск — сжатие — расширение — выпуск. Сначала открывается впускной клапан, поршень идёт вниз, под действием создающегося разрежения в цилиндр поступает свежая топливовоздушная смесь или воздух — это такт впуска. Затем клапан закрывается, поршень идёт вверх — происходит сжатие. Следующий такт: сжатая смесь воспламеняется искрой или в сжатый воздух форсунка впрыскивает топливо, которое самовоспламеняется, поршень под действием этого идёт вниз — это расширение, или рабочий ход поршня. Двигатель совершает полезную работу именно в течение такта расширения. Потом поршень идёт вверх, открывается выпускной клапан, через который продукты сгорания топлива выходят в атмосферу — это такт выпуска.

В случае с двухтактным процессом всё уже не так просто. Такты условно называются сжатие и расширение. Как видно, места отдельным тактам впуска и выпуска здесь не нашлось. Это не случайно. Хотя в двухтактном двигателе процессы впуска и выпуска присутствуют, для их осуществления необходимо, чтобы давление на входе в цилиндр было выше атмосферного. То есть нужен принудительный наддув. Те, кто знаком с двухтактными мотоциклетными бензиновыми двигателями, могут возразить: на мотоциклах нет никаких турбо- или механических компрессоров. Отдельного компрессора в мотоциклетном двухтактнике действительно нет. Функция компрессора возложена на картер двигателя.

В простых мотоциклетных моторах нет клапанов в головке цилиндра, вместо них существуют впускные и выпускные окна в стенках цилиндра, перекрываемые телом поршня. Впускные окна связаны с карбюратором не напрямую, а через перепускные каналы, выходящие в картер. В течение хода поршня вверх нижний край открывает окно, на котором находится карбюратор, рабочая смесь под действием разрежения, создаваемого идущим вверх поршнем, устремляется в картер. Когда поршень идёт вниз, он перекрывает это окно, рабочая смесь начинает сжиматься. Поршень идёт далее вниз, открывая перепускные окна, рабочая смесь под давлением подаётся в цилиндр, где вытесняет отработанные газы в выпускное окно. Поршень идёт снова вверх, и процессы под его днищем повторяются, а в это время в цилиндре происходит сжатие рабочей смеси. Затем сжатая смесь воспламеняется свечой, и поршень идёт вниз, совершая такт расширения, или рабочий ход.

По материалам сайта airbase.ru

Преимущества и недостатки двух и четырех тактных ЛОДОЧНЫХ моторов.

Двухтактные преимущества

1. Меньший вес. Пример: 15 л.с. 2х тактный 36 кг 4-х тактный 45 кг. Казалось — бы 45 кг. — легко. Все не так просто. Вес мотора распределен крайне неравномерно. Примерно 90% весит голова (сам двигатель) 10% нога. Не нужно также забывать и о большем у 4-х тактников размере головы. Все это + одна маленькая не всегда удобная ручка для переноски делает этот процесс крайне затруднительным.

Читать еще:  Toyota плохо заводится горячий двигатель

2. Цена. 4-х тактные двигатели сложнее в производстве, состоят из большего количества деталей, поэтому всегда дороже 2-х тактников.

3. Удобство перевозки 2-х тактника. Можно возить в любом положении, перед началом эксплуатации не требует отвешивания. Т.е. достал из багажника, поставил, завел, поехал.

4. 2-х такт мотор живее реагирует на ручку газ. В 4-х тактниках для совершения полного рабочего цикла поршню необходимо сделать 2 полных оборота в то время как в 2-х тактных только один. Частый вопрос: А правда ли что 4-х такная 15 л.с. бежит быстрее чем такая же 2-х тактная? Ответ: нет не правда. У обеих этих двигателей мощность на валу 15 л.с. При прочих равных условиях почему один мотор должен ехать быстрее второго?

Двухтактные недостатки

1. Больший расход топлива. Напомним, примерный расход можно высчитать по формуле: для 2х такта 300 грамм на одну лошадинную силу для 4х такта 200 грамм.

2. Шумноcть. На максимальных оборотах 2-х тактные моторы как правило работают немного громче 4х тактников.

3. Комфорт. 4-х тактные моторы не так вибрируют на малых оборотах (Касается только двухцилинровых двигателей. Одноцилиндровые и 2-х и 4-х тактники вибрируют примерно одинаково) и не так дымят как 2-х тактники. Дымность важный момент, особенно если вы любите тролить.

4. Долговечность. Довольно спорный пункт. Бытует мнение, что 2-хтактные моторы менее долговечны. С одной стороны это понятно, потому как масло для смазки трущихся элементов двигателя подается вместе с бензином, а значит работает не так эффективно в отличие от 4-х тактных двигателей где трущиеся элементы буквально плавают в масле. Но с другой стороны 4-х тактный мотор по конструкции намного сложнее конкурента, состоит из значительно большего числа деталей, а золотой принцип механики «Чем проще тем надежнее» еще никто не отменял.

Какой же лодочный мотор выбрать?

Взвесьте все за и против изложенные выше и сделайте выбор самостоятельно. Однозначного ответа на вопрос: какой из моторов лучше Вы не найдете ни в одной из книг ни на одном из форумов. И у тех и у других типов двигателей есть свои поклонники. Личное мнение автора: мотор до 40 л.с. должен быть 2-х тактным, а свыше 40 л.с. — четырехтактником.

Александра Ручкина: Устала не физически, а эмоционально

Сейчас у калининграской спортсменки Александры Ручкиной, завоевавшей паралимпийское «серебро» в Токио, появилась прекрасная возможность отдохнуть. Российские олимпийцы в эти дни находятся в Москве на карантине перед встречей с Президентом РФ, которая состоится 14 сентября.

— У нас тут все очень строго. Нам нельзя выходить, не дальше коридора. Еду приносят в номер. И даже заниматься ты можешь только в своей комнате.

— Александра, сейчас, когда первые эмоции улеглись, как вы ощущаете себя в статусе без пяти минут лучшей спортсменки планеты в своем виде?

— Сейчас чувствую себя намного лучше, сразу после выступления ожидаемых эмоций не было. Хотя я очень ждала этого старта. Прыжки в длину были практически самыми последними. В голове крутилось столько представлений об этих соревнованиях. И когда все прошло, почему-то не случилось вау-эффекта. Когда я приехала домой, за меня много радовались, и я радовалась. Но не было такого, как это было в мечтах.

— Чувствуете себя усталой?

— Устала не столько физически, сколько эмоционально. Поначалу было очень много претензий к себе. Не могу сказать, что очень довольна результатом. Надеялась прыгнуть намного дальше. И могла бы! Но уже потом, когда пересматривала свое выступление, увидела сама, и те, кто смотрел за мной, отметили, что я очень много не доходила до планки и теряла сантиметры. В секторе я этого не почувствовала. Поэтому немного злюсь из-за этого на себя. Сейчас уже понимаю, почему так получилось. Становится одновременно легче, но не так, как было бы при полной победе.

— Как прошла последняя ночь перед олимпийским выступлением?

— Я старалась не думать об этом, но мысли, конечно же, все равно настигали. Спала я плохо, даже голова разболелась, хотя выступление было только вечером. Ночь прошла не так, как обычно, была и нервозность, и мигрень. Хоть я и старалась не думать о старте, тело мне постоянно об этом напоминало.

— Вы продолжите спортивную карьеру? Или перейдете на тренерскую работу?

— Для тренерской работы мне еще многому нужно научиться. Тренировать кого-то — это большая ответственность за человека. Пока я продолжу карьеру в профессиональном спорте.

— Какой следующий важный старт?

— План на 2022 год есть, но я пока не знаю, где буду выступать в ближайшее время. Впереди отдых до октября, тренировки в восстановительном режиме. А в полную силу начнем примерно через месяц. Весь процесс по-прежнему будет идти в Калининграде.

Состав команд-2021: контракты и слухи

Последние две недели оказались самыми активными на рынке пилотов. Если до Гран-При Бельгии было одиннадцать вакансий, то сейчас осталось только пять в трех не самых сильных командах.

Читать еще:  Что такое русский электрический двигатель а

Mercedes — нет вакансий

Одной из главных тем в начале года было будущее Льюиса Хэмилтона. Продлит ли он контракт с Mercedes? Останется ли вообще в Формуле-1? Ходили слухи о его невероятных запросах, но в итоге немецкая команда и семикратный чемпион договорились о многолетнем соглашении.

После этого возник вопрос — а кто станет партнером Льюиса? Вариантов было два, и в итоге Тото Вольфф сделал ставку на молодого пилота: Джордж Расселл станет новым партнером Льюиса Хэмилтона.

Red Bull — нет вакансий

Будущее Макса Ферстаппена в Red Bull даже не обсуждается. Вся команда строится вокруг талантливого голландца, который в этом году впервые получил возможность бороться за чемпионский титул. Вопрос был только в том, кто станет его партнером.

Команда решила оставить Серхио Переса. По результатам мексиканец превосходит всех предыдущих партнеров Ферстаппена, однако руководство Red Bull все же рассчитывает на большее. Видимо, по этой причине контракт с Пересом продлен лишь на один сезон.

McLaren — нет вакансий

Ландо Норрис — безоговорочный лидер британской команды. После успешного старта сезона McLaren продлила контракт с молодым британцем сразу на несколько лет. Даниэль Риккардо, который изначально был приглашен на роль лидера, пока буксует. Однако у него есть контракт до конца 2023 года. В любом случае, в следующем сезоне он останется в McLaren.

Aston Martin — нет вакансий

Лэнс Стролл хоть и не лидер команды, но место в Aston Martin ему гарантировано — вряд ли Лоуренс Стролл отчислит сына из собственной команды. Для этого канадец должен оказаться, видимо, в самом хвосте пелотона.

Главная сила Aston Martin — Себастьян Феттель. Четырехкратный чемпион, возможно, не так силен, как в годы выступлений за Red Bull, однако порой выдает отличные гонки, как в Баку и Венгрии. У немца есть контракт еще на два сезона.

Alpine — нет вакансий

В начале сезона команда Alpine продлила контракт с Эстебаном Оконом сразу на три сезона. И вот в Венгрии он отплатил победой. Правда, не последнюю роль в успехе сыграл и Фернандо Алонсо.

Возвращаясь в Формулу-1, Фернандо подписал с Alpine однолетний контракт с опционом на 2022 год. После летнего перерыва испанец решил воспользоваться опционом и продлили контракт на один сезон. Очевидно, дальнейшее сотрудничество с Alpine будет зависеть от того, как французская команда справится с новым регламентом.

Ferrari — нет вакансий

В этом году Скудерия получила весьма сбалансированный состав молодых и быстрых пилотов. Шарль Леклер и Карлос Сайнс отлично работают вместе как на трассе, так и за ее пределами, у обоих есть контракты, так что руководство Ferrari ничего менять не будет.

AlphaTauri — нет вакансий

Пьер Гасли отлично справляется с ролью лидера небольшой команды, а карьеру Юки Цуноды поддерживает компания Honda, которая уже пообещала оказать техническую поддержку в следующем сезоне, несмотря на официальный уход из чемпионата. Так что Хельмут Марко, курирующий младшую команду, решил ничего не менять.

Alfa Romeo — 1 вакансия

Валттери Боттаса «сослали» в Alfa Romeo. Правда, впервые в своей карьере финн получил многолетний контракт, который позволит расслабиться на пару лет. В итальянской команде, которая базируется в швейцарском Хинвиле, финн заменит другого финна: Кими Райкконен уходит из Формулы-1.

На роль партнера Боттаса претендуют сразу несколько пилотов. Антонио Джовинацци вряд ли сохранит свое место. Вместо него Alfa Romeo может получить другого воспитанника Ferrari: Каллума Айлотта, Роберта Шварцмана или Мика Шумахера. Также в качестве претендентов называются Гуанью Чжоу (собрал много денег), Ник де Врис (поддерживает Mercedes) и Александр Албон (поддерживает Red Bull).

Глава Alfa Romeo Фредерик Вассер на днях заявил, что решение будет принято до гонки Монцы или сразу после нее. То есть, в ближайшие несколько дней.

Haas — 2 вакансии

Команда Haas решила пожертвовать текущим сезоном ради 2022 года и набрала двух пилотов из Формулы-2: Мика Шумахера и Никиту Мазепина. Карьеру Шумахера поддерживает Ferrari, и в следующем сезоне Мик либо останется в Haas, либо перейдет в Alfa Romeo — обе команды являются партнерами Скудерии. Ну а место Никите гарантировано до тех пор, пока титульным спонсором команды будет оставаться компания «Уралкалий», принадлежащая его отцу Дмитрию Мазепину.

Если Шумахер все же покинет Haas, то его место, скорее всего, займет другой протеже Ferrari: вышеупомянутые Каллум Айлотт или Роберт Шварцман.

Williams — 2 вакансии

В Williams долго ждали, какое решение примут в Mercedes. В итоге Джорджа Расселла все же забрали, и теперь команда ищет ему замену. Что же касается Николаса Латифи, то это денежный пилот, который, судя по всему, сохранит свое место.

Глава Williams Йост Капито на днях заявил, что в следующем сезоне он хотел бы получить хотя бы одного опытного пилота. На эту роль претендуют Нико Хюлкенберг и Даниил Квят. Правда, в последнее время заговорили, что это место могут получить Александр Албон и Ник де Врис. Последнего поддерживает Mercedes.

Прошла информация, что де Врис уже подписал контракт с одной из команд Формулы-1. Скорее всего, с Williams. Официальное заявление ожидается на днях.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector