Продажа квадроциклов, снегоходов и мототехники
second logo
Пн-Чт: 10:00-20:00
Пт-Сб: 10:00-19:00 Вс: выходной

+7 (812) 924 3 942

+7 (911) 924 3 942

Содержание

4ех тактный бензиновый двигатель внутреннего сгорания

 

4ех тактный бензиновый двигатель стал основной рабочей «лошадкой» во многих сферах жизни человека, особенно в транспортной.

История 4ех тактного ДВС началась с французского инженер Этьена Ленуара. Он создал первый надёжно работавший двигатель в 1860 году. Двигатель Ленуара работал на газовом топливе. Спустя 16 лет немецкий конструктор Николас Отто создал более совершенный 4-тактный газовый двигатель. Двигатель Отто и стал основой поршневого двигателестроения. А закрепил его на рынке автомобилестроения Генри Форд и его знаменитая массовая модель Форд Т, выпускавшийся с 1908 года.

Столь успешным двигатель стал благодаря своей простой и в тоже время работоспособной конструкцией. Физика работы двигателя основана на термобарических процессах газов.

Соединение горючего и воздуха приводит к образованию смеси. Сгорающая смесь воздуха и горючего способствует образованию давления. Оно направляется на поршень. Который в свою очередь вращает коленчатый вал через кривошипно-шатунный механизм. В свою очередь с вала уже снимается полезная работа. Отмечается цикличность работы механизма в целом.

Процесс работы двигателя.

Такт 1– Впуск.

Вначале впуска поршень находится в верхнем положении, так называемая верхняя мертвая точка (ВМТ) и должен опуститься в крайнее нижнее положение – нижняя мертвая точка (НМТ). При этом впускной клапан открыт свежая порция топливной смеси засасывается внутрь цилиндра. Впускной клапан открывается деталями распределительного вала — кулачками.

Такт 2 – Сжатие.

Поршень двигается в обратном направлении. Рабочая смесь постепенно сжимается. Она становится намного горячее. Степенью сжатия можно называть отношение объемов цилиндра в НМТ и камеры сгорания в ВМТ. Если используется инжекторная система смесеобразования, то на данном этапе в цилиндр еще подается порция топлива, которое распыляется через форсунку.

Такт 3 – Рабочий такт.

Рабочий ход поршня обеспечивает сгорание топлива с дальнейшим расширением. После полного сжатия горючего свеча дает искру, которая в свою очередь, воспламеняет смесь. Воздушно-топливная смесь сгорая расширяется, создавая повышенное давление на поршень. Происходит выталкивание поршня с ускорением.

Такт 4 – Выпуск.

Когда поршень попадает в крайнее нижнее положение, выпускной клапан открыт. Поршень движется вверх и выталкивает из цилиндра уже отработанные газы. При дохождения поршня до ВМТ, выпускной клапан закрывается. С этого момента рабочий цикл из 4 тактов повторяется.
Запуск не обязательно начинается после выпуска. Открытие обеих клапанов одновременно называется перекрытием. Оно важно для того, чтобы цилиндры лучше наполнялись горючей смесью и лучше были очищены от отработанных газов.

Основные параметры ДВС

Мощность и крутящий момент двигателя

Изменяется в лошадиных силах или в Ваттах. Мощность — основной параметр двигателя. Мощность двигателя показывает то количество энергии который можно «снять» с вала двигателя при оптимальном режиме работы двигателя.

Показывает, какую работу двигатель может выполнить за промежуток времени, а более точнее, сколько энергии успеет передать сгорающее топливо кривошип — шатунной системе через поршень за временной промежуток рабочего такта. Мощность находится в прямой зависимости от крутящего момента.
Крутящий момент — сила, с которой проворачивается вал двигателя. Зависит от плеча воздействия шатуна на кривошип вала двигателя. Или какое тормозное усилие нужно приложить к валу двигателя, чтобы его остановить.


Диаграмма зависимость мощности и крутящего момента от числа оборотов коленчатого вала двигателя Audi 4,2 л V8 FSI.

Объем двигателя

Объем цилиндра  — это закрытый объем, в котором рабочее тело (сгорающая топливно-воздушная смесь) действует на часть замкнутого пространства — поршень Объем двигателя складывается из всех объемов всех цилиндров.
Сложив объем углубления в головке над поршнем и объем полости цилиндра, получают объем камеры сгорания.

Рабочим объемом именуют пространство, которое высвобождается передвигающимся поршнем в цилиндре.
Полный объем равен сумме рабочего объема и объема камеры сгорания.
Литраж определяют сложением всех рабочих объемов цилиндров.

Количество цилиндров

В современных моторах количество цилиндров варьируется в широких диапазонах. Теоретически их может быть от 1 до не ограниченного количества. Но на практике в основном применяют в 4ех тактных двигателях компоновку от 4 до 12 цилиндров. Количество цилиндров зависит от мощности, степени сжатия и скорости оборота коленчатого вала. Огромную мощность, высокие обороты и высокую степень сжатия очень сложно организовать в цилиндре большого диаметра.


Мощность. Она зависит от количества и энергии рабочего тела (сгорающей газовой смеси), рабочее тело сильно нагревает поршень и цилиндр, чем больше поршень по диаметру, тем больше вероятность его нагрева и прогорания в центре. Именно с центра поршня тяжело снять излишки тепла.

Обороты коленчатого вала. Чем больше обороты, тем выше линейные и осевые скорости в кривошип-шатунном механизме и тем больше инертные силы, тем выше нагрузки действующие на поршень, шатун, вал, цилиндр. Поэтому тихоходные живут дольше своих «оборотистых собратья».
Степень сжатия. Чем больше нужно сжимать газ, тем большие нагрузки испытывает поршень и кривошип-шатунный механизм.
С выше сказанным вывод один — чем меньше диаметр цилиндра тем меньшие нагрузки испытывают элементы кривошип-шатунной группы. Но для создания большой мощности нужен больший объем камеры сгорания. Многоцилиндровость — это техническое решения, которое позволило решить главную задачу — увеличить мощность двигателя, не увеличивая при этом линейные и осевые инерционные силы и как итог механические нагрузки, а также поддержания в разумных пределах тепловых нагрузок, действующие на двигатель.

Степень сжатия

Степень сжатия очень сильно влияет на то, какое топливо следует применять для бензинового двигателя.

Степень сжатия определяют следующим способом, если разделить полный объем цилиндра на объем камеры сгорания. Она показывает уменьшение объема во время движения поршня. Степень сжатия сильно влияет на экономичность, экологичность и КПД двигателя.
Также топливная смесь может подаваться в цилиндры под давлением, что увеличивает количество свежего заряда.

Свежий заряд подаеться в цилиндры двигатели двумя способами:
• Без наддува: воздух или смесь всасывается в цилиндре под дествием разряжения и наполняет цилиндр с атмосферным давление.

• С наддувом: процесс протекает под давлением, в цилиндры подается газовая смесь с давлением в несколько раз выше атмосферного.

Дополнительные параметры ДВС

На выбор двигателя для механических средств также влияют дополнительные параметры, которые в одних системах могут прижиться, а в других создадут ряд проблем.

Способы смесеобразования

• Внешний: горючая смесь образуется за пределами цилиндров. К таким относятся карбюраторные и газовые двигатели.
• Внутренний: горючее впрыскивается непосредственно внутри цилиндров. Инжекторный тип смесеобразования.

Способы охлаждения

1. Жидкостный.
2. Воздушный.

Способ смазки

• Смешанный (масло смешивают со смесью горючих материалов).
• Раздельный (масло уже сразу заливают в картер).

Частота вращения

• Двигатели на тихом ходу.
• Двигатели, имеющие повышенную частоту вращения.
• Быстроходные двигатели.

Материал двигателя

Изготовление современных двигателей возможно из 3-х типов материалов:
• чугуна или других ферросплавов. Они наиболее прочные, но при этом имеют немалый вес.

• алюминия и его сплавов. Вес небольшой, прочность средняя.
• магниевых сплавов. По весу они самые маленькие, а вот прочностью они наделены высокой. Но цена таких двигателей огромна.

Компоновка ДВС

1. Рядный.

Все цилиндры располагаются в ряд. Такая конструкция двигателей самая простая, детали к ним имеют несложную технологию производства.

2. V- образный двигатель.
Цилиндры в таком двигателе расставлены в форме буквы V, в двух плоскостях, двумя рядами под углом 600 или 900. Образовавшийся между ними угол – это угол развала. Плюсом такого двигателя является мощность. Его габариты могут быть уменьшены за счет смещения в развал других важных компонентов. Его длина меньше, а ширина больше. Но из-за сложности таких конструкций бывает непросто определить центр их тяжести.

3. Оппозитные двигатели (маркировка В).
Они относительно уравновешены, для уменьшения вибрации все элементы располагают симметрично. Их конструктивная особенность – центральное крепление вала на жестком блоке. Это так же влияет на степень вибрации. Угол развала составляет 1800.

4. Рядно-смещенные агрегаты (маркировки VR).
Данную компоновку отличает малый угол развала (150) V-образного двигателя в содружестве с рядным аналогом. Это позволяет уменьшить размеры продольного и поперечного агрегатов. Маркировка VR расшифровывается как V – образный, R — рядный.

5. W (или дубль V) — образный.
Самый сложный двигатель. Известен двумя видами компоновки.
1) Три ряда, угол развала большой.
2) Две компоновки VR. Они компактны, несмотря на большое количество цилиндров.

 

6. Радиальный (звездообразный) поршневой двигатель.
Имеет небольшой размер длины с плотным размещение нескольких штук цилиндров. Они располагаются вокруг коленчатого вала радиальными лучами с равными углами. Ее отличает от других наличие кривошипно-шатунного механизма. В данной конструкции один цилиндр выступает главным, остальные – прицепные – крепятся к первому по периферии. Недостаток: в состоянии покоя нижние цилиндры могут пострадать от протекания масла. Рекомендуют до начала запуска двигателя проверить, что в нижних цилиндрах масло отсутствует. В противном случае возможны гидроудар и поломка. Чтобы увеличить размер и мощность двигателя, достаточно удлинить коленчатый вал образованием нескольких рядов – звезд.

Дополнительные системы двигателя внутреннего сгорания.

Запуск двигателя — Стартер

Для устойчивой работы ДВС требуются минимальные обороты 800 обр/мин. Запуск двигателя и вывод оборотов коленчатого вала, механизмов и агрегатов на нужные параметры для устойчивой и самоподдерживающей работы осуществляется стартером.

Это электродвигатель для проворачивания коленчатого вала. Реже запуск двигателя осуществляется посредством подачи в цилиндры сжатого воздуха под давлением.

Топливная система

Топливная система для двигателя внутреннего сгорания состоит из следующих элементов:
— топливный бак (хранения запаса топлива, баллон, для хранения сжатого газа). Топливом для бензиновых ДВС является бензин или газ.
— топливный насос (подача и прокачка топлива по топливной системе).
— топливопровод (магистраль из стальных трубок для соединения топливного бака с системой смесеобразования).
— фильтры грубой и тонкой очистки топлива (очистка топлива от инородных частиц, которые могут засорить конструктивные элементы топливной системы).
— системя для образования газо-воздушной системы. Для образования рабочей газовой смеси из топлива и воздуха используются 2 вида систем.

Карбюраторная система

Карбюратор – один из узлов, входящих в систему питания двигателя. В нем как раз и готовится такая смесь из воздуха и горючего. Карбюратор также регулирует, сколько ее поступит в камеры сгорания. Известно несколько его видов: барботажные, мембранно-игольчатые и поплавковые.
Принцип действия основан на гидродинамических силах, создаваемых в карбюраторе конструктивно. Бензин, подаваясь в карбюратор и под действие движущегося атмосферного воздуха, принудительно испаряясь, смешивается с воздухом, образуя паровоздушную смесь. Далее смесь поступает во впускной коллектор двигателя, откуда далее в цилиндры. Пассивный принцип смесеобразования.

Инжекторная система

Инжекторные системы — это уже активная система смесеобразования. Инжекторная система состоит из управляющего электронного блока и форсунок. Форсунке подают заряд топлива (распыляя его) в засасываемый атмосферный воздух, подчиняясь командам электронного блока управления. Топливная смесь образуется либо во впускном коллекторе, либо же непосредственно в цилиндре, перед тактом сжатия смеси. Система осуществляют непосредственную дозировку нужного количества топлива.

 

Система смазки

Данный вид системы предназначен для смазки трущихся поверхностей двигателя во время работы. Смазка снижает коэффициент трения, что уменьшает потери энергии, снижает быстрый износ деталей двигателя, а также происходит удаление продуктов нагара и охлаждение поверхности деталей. Система смазки двигателя включает в себя следующие элементы:
— поддон картера двигателя с маслозаборником (предназначен для хранения масла).
— масляный насос (предназначен для перекачки масла и создания давления в системе).
— масляный фильтр (очистка масла от посторонних механических примесей).
— масляный радиатор (для охлаждения забираемого из картера масла перед подачей его в смазываемые детали).
— соединительные магистрали и каналы элементов системы смазки.

Система охлаждения

Система охлаждения нужна для отвода тепла от «горячих» элементов двигателя. При работе двигателя выделяется тепловая энергия от сгорающей рабочей смеси, только 40% данной энергии расходуется на полезную работу хода поршня, вся остальная энергия или в виде лучистой энергии оседает на стенках камеры сгорания или в виде горячих газов выходит через выхлопную систему в атмосферу.
Если не снимать эти «излишки» энергии, то в конечном итоге это приведет к выводу двигателя из строя, прогорание поршней, головы блока цилиндров, клапанов, заклинивание поршня в цилиндре. Для отвода энергии от двигателя используют теплоноситель — специальную охлаждающую жидкость, которая принудительно прокачивается через рубашку охлаждения блока цилиндров и головки цилиндров, снимая «излишки тепла», а далее по патрубкам поступает в радиатор, где часть ненужной энергии отдает окружающей атмосфере. После охлаждения жидкость вновь прокачивается через «рубашку охлаждения» двигателя. Охлаждающая система состоит:
— «рубашка охлаждения» (служит для обеспечения контакта охлаждающей жидкости с горячими элементами двигателя для снятия «излишков тепла»).
— центробежный насос (помпа) (служит для создания давления в системе и прокачки через систему жидкости).
— термостат (служит для разделения системы охлаждения на 2 контура, контур с радиатор и контур без радиатора).
— радиаторы охлаждающей жидкости и отопителя (предназначены для теплообмена между охлаждающей жидкости и окружающей средой).
— расширительный бачок (предназначен для хранения дополнительного количества охлаждающей жидкости).
— соединительные патрубки элементов системы охлаждения.

Система электропитания

Система электропитания имеет два основных источника электричества — это генератор и аккумулятор. Система электропитания предназначена для бесперебойного обеспечения электроэнергией потребителей. В первую очередь электрическая система питает элементы двигателя — это система зажигания, генератор при старте, электронную систему управления двигателя, электробензонасос, инжекторную систему. Так же в электрической энергии нуждается ряд автомобильных систем, это система освещения, габаритов, систем удобств пассажиров, электронные системы.

Аккумулятор

Аккумулятор — это первичный источник энергии в автомобили. Именно благодаря той энергии, которая запасена в нем и начинается работа всего автомобиля и двигателя в частности. Чтобы завести двигатель, стартер берет энергию именно от аккумулятора. Аккумуляторы бывают разной емкости, но напряжение, которое они выдают стандартное — 6, 12 Вольт, для мототехники и транспортных средств соответственно. Основная характеристика аккумулятора — это емкость и пусковой ток. Емкость у аккумуляторов бывает от 18 до 200 А/ч. Значение емкости показывает, сколько ампер и за какое время способен выдать аккумулятор. Пусковой ток измеряется в амперах и показывает пиковое значение по току, которое может выдать аккумулятор за короткое время, порядка 30 секунд. Важная характеристика для запуска двигателя стартером.

Генератор

Генератор — это электротехническое устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую. При работающем двигателе генератор генератор является основным источником электрического тока, а аккумулятор вспомогательным. Генератор питает всю электрическую систему как двигателя, так и машины в целом, также от работающего генератора вырабатываемый ток заряжает аккумулятор. Генератор вырабатывает переменный ток, который в с вою очередь через диодный мост преобразуется в постоянный. Именно постоянный ток нужен в электрической системе автомобиля. Основные характеристики генератора — это напряжение и сила тока вырабатываемая им. Генераторы бывают 12 и 24 вольтные. Сила тока, вырабатываемая генератором колеблется в широких диапазонах, т.к. зависит от частоты вращения ротора.

Система зажигания

Предназначена для воспламенения горючей смеси топлива и воздуха в цилиндре от электрической искры. В зависимости от способа управления процессом зажигания различают следующие типы систем зажигания: контактная, бесконтактная (транзисторная) и электронная (микропроцессорная). Контактный способ — перераспределение электрической энергии происходит механическим путем, через прерыватель — распределитель. В бесконтактной системе прерыватель транзисторный, распределитель — механический. В электронной системе и прерыватель и распределитель — это микропроцессорный блок в котором и осуществляются процессы прерывания и распределения с помощью полупроводниковых устройств. Принцип работы системы зажигания заключается в накоплении и преобразовании катушкой зажигания низкого напряжения (12В) электрической сети автомобиля в высокое напряжение (до 30000В), распределении и передаче высокого напряжения к соответствующей свече зажигания и образовании в нужный момент искры на свече зажигания.

Система контроля и управления работы двигателя

Контроль и управление двигателем бывает 2 видов — механический и электронный. В первом случае человек управляет работой двигателя полностью и полностью ведет контроль за его работой, подбирая нужные условия работы, непосредственно воздействуя на элементы двигателя через рычаги и тросики. Во втором случае за всем следит электроника, она подбирает оптимальные условия для работы двигателя и следит за работой двигателя. Управление работой двигателя полностью ведется электроникой. человек лишь вносит управляющий сигнал в электронную система, а та в свою очередь обрабатывая сигнал, подбирает нужные условия работы двигателя. Электронная система управления контролирует работу двигателя с помощью множества датчиков, которые измеряя физические величины выдают, преобразуют их значения в электрический сигнал. Например: давления топлива, частоты вращения коленчатого вала, положения педали акселератора, расходомер воздуха (при наличии), детонации, температуры охлаждающей жидкости, температуры масла, температуры воздуха на впуске, положения дроссельной заслонки, давления во впускном коллекторе, кислородные датчики и др. Информация, получаемая от датчиков, является основой управления двигателем.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания в 4 такта

Двигатель внутреннего сгорания, который сейчас стоит едва ли не на каждом автомобиле в мире, был создан настолько давно, что сейчас это даже сложно представить. Ведь датой появления первого образца такого агрегата считается 1860 год.

То есть, механизм, который, пусть и претерпел ряд изменений, но остался всё тем же устройством, был создан ещё в девятнадцатом столетии. Причиной такой популярности стал простой и понятный принцип работы двигателя внутреннего сгорания.

Проведём небольшой экскурс в историю. Уже упомянутое выше изобретение Ленуара, созданное в 1860 году, имело ряд конструктивных недоработок, что серьёзно его снижало КПД. Потому, широкого распространения этот двигатель не получил.

Зато стал плодом для размышлений другого конструктора, чьё имя так же вошло в историю. Им стал немец Николаус Отто, который смог доработать механизм, создав двухтактный двигатель.

В итоге работа двигателя внутреннего сгорания Отто показала КПД выше 15%, таким образом полностью вытеснив двигатели первооткрывателя. Конечно же, созданный в 1863 году двигатель не был верхом совершенства.

И спустя некоторое время, после значительных коррекций своего механизма, Отто выпускает четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания – предка тех моторов, работу которые мы каждый день видим, наблюдая за современным автотранспортом.

В разное время механизм, созданный Отто многократно улучшали. Но принцип работы двс существенно не изменился.

Четыре такта Отто — так происходит работа ДВС

Гениальный немец создал принцип, который никто не сумел не только превзойти, но и существенно улучшить так, чтобы вытеснить оригинал.

Работа ДВС это четыре повторяющихся действия, которые получили название «цикл Отто». Первым идёт такт впуска, затем – сжатие, рабочий ход, и, наконец – выпуск. Чтобы понять, как работает ДВС, рассмотрим каждый такт работы двигателя отдельно.

Шаг первый в работе двигателя внутреннего сгорания — впуск

В процессе этого такта топливо, смешиваясь с воздухом, попадает в цилиндр, благодаря действию поршня.

Клапан впуска при этом находится в открытом состоянии. К слову, в наше время есть масса двигателей, где клапанов сразу несколько. И это делается с целью повышения мощности двигателя.

Ещё одним способом повышением мощности стали двигатели, в которых педалью газа можно регулировать количество топлива, попадающего в цилиндры, путём удержания клапанов в открытом состоянии. На время ускорения машины это влияет весьма положительно.

Шаг второй в работе ДВС — сжатие

В ходе второго такта, поршень из нижней точки начинает постепенно подниматься. Благодаря этому, топливовоздушная смесь сжимается и попадает уже в таком состоянии в камеру сгорания. Движение поршня обеспечивается вращением коленчатого вала и шатуна.

Третий шаг в принципе работы двигателя внутреннего сгорания — рабочий ход

Такт сжатия завершается воспламенением горючей смеси в результате попадания искры зажигания. Полученные в результате сжигания газы имеют больший объём, потому двигают поршень вниз, и он через шатун двигает коленвал. Это называется рабочим циклом.

Четвертый шаг в работе двигателя внутреннего сгорания — выпуск

Четвёртый такт называется выпуском. При перемещении поршня в верхнее положение, происходит открытие впускного клапана. Теперь газы могут выйти наружу а цилиндр получает вентиляцию.

Современные двигатели внутреннего сгорания, типы и принципы работы

Автомобильный рынок предлагает очень много различных типов двигателей, созданных по знакомому нам принципу.

Сейчас мы привыкли считать классикой карбюраторный двигатель, который обычно устанавливается на ВАЗ 2106. Что примечательно, его создал наш соотечественник Огнеслав Костович. Произошло это в 1880, или чуть позже. Сейчас нет точной информации об этом. Тем не менее, это был первый шаг к появлению того, что мы привыкли считать стандартным карбюраторным ДВС.

Работа двигателя стала более производительной.  Пользуясь этой разработкой, немцы Даймлер и Майбах (сейчас эти фамилии известны всем автолюбителям), создали облегчённую версию карбюраторного двигателя на бензине. Первым такой двигатель получил не автомобиль из Германии, а мотоцикл.

Дизельные двигатели

Казалось бы, всё, что можно было придумать, уже создано. Но, так не считал талантливый изобретатель из Германии Рудольф Дизель. Его интересовало, как можно ещё изменить и усовершенствовать принцип Отто. В результате его трудов, появился ещё один двигатель, который по сей день используется повсеместно, особенно – в грузовом автотранспорте.

В чём же принцип работы дизельного двигателя? В таких двигателях, дизельное топливо, или как его ещё называют, солярка, впрыскивается в нужное время под давлением. В результате, горючая смесь образуется непосредственно в двигателе, где частички сжатого топлива соединяются с воздухом и под давлением происходит возгорание.

Увидеть, как работает двигатель внутреннего сгорания можно здесь:

В верхней мёртвой точке над поршнем происходит поджог горючей смеси. Сгорая, оно вызывает значительное увеличение давления на поршень. Начинается такт рабочего хода. Под действием давления сгорающих газов поршень снова движется к НМТ, выполняя при этом полезную работу.

После прохождения поршнем НМТ открывается тарелка выпускной клапан. Поршень, двигаясь к ВМТ, выталкивает выхлопные газы в выпускной коллектор. Это такт выпуска.

Затем снова начинается такт впуска и так бесконечно.

Рабочий цикл из двух тактов

Одноцилиндровый двухтактный двигатель работает по-другому. Здесь все четыре действия происходят за один полный оборот коленвала. При этом поршень делает только два такта (расширения и сжатия), двигаясь от ВМТ к НМТ и обратно. А впуск и выпуск являются частью этих двух тактов. Подробней принцип работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания можно описать следующим образом.

Газы от сгорания топливной смеси толкают поршень вниз от ВМТ. Примерно на середине хода поршня в гильзе цилиндра открывается выпускное отверстие, через которое часть газов выбрасывается в патрубок глушителя. Продолжая двигаться вниз, поршень создаёт давление, благодаря которому в цилиндр поступает новая порция топлива, одновременно продувая его от остатков сгоревших газов. Подходя к ВМТ, поршень сжимает смесь и система зажигания воспламеняет её. Снова начинается такт расширения.

В авиамоделестроении широко используется двухтактный дизельный двигатель, его принцип работы тот же, что и у бензинового. Разница в том, что смесь топлива с воздухом самостоятельно воспламеняется в конце цикла сжатия. Горючим для таких моторов служит смесь эфира с авиационным керосином. Воспламенение этого горючего происходит при гораздо меньшей степени сжатия, чем у двигателей на традиционном дизельном топливе.

Конструктивные особенности и различия

Двухтактный двигатель отличается от четырехтактного не только тем, за сколько тактов работы происходит газообмен.

Четырехтактный требует наличия системы газораспределения (впускные и выпускные клапаны, распределительный вал с кулачковым механизмом и т. д. ). В двухтактном такой системы нет, благодаря этому он гораздо проще.

Двигатель с четырьмя тактами работы требует полноценной системы смазки из-за большого количества движущихся и трущихся частей. Для смазки двигателя с двумя тактами работы можно использовать масло просто разводя его вместе с топливом.

Эксплуатационные показатели в сравнении

Сопоставляя двухтактный двигатель и четырехтактный двигатель, разницу между ними можно заметить не только в устройстве, но и в эксплуатационных характеристиках. Сравнивать их можно по следующим показателям:

  • литровая мощность;
  • удельная мощность;
  • экономичность;
  • экологичность;
  • шумность;
  • ресурс работы;
  • простота обслуживания;
  • вес;
  • цена.

Литровой называется мощность, снимаемая с литра объёма цилиндра. Теоретически она должна быть в два раза больше у двухтактного. Однако на деле этот показатель составляет 1,5−1,8. Сказывается неполное использование рабочего хода газов, затраты энергии на продувку, неполное сгорание и потери топлива.

Удельная мощность представляет собой величину отношения мощности мотора к его весу. Она также выше у двухтактных. Для них нужен менее тяжёлый маховик и не нужны дополнительные системы (газораспределения и смазки), утяжеляющие конструкцию. КПД у них также выше.

Экономичность (расход топлива на единицу мощности) выше у четырехтактных. Двигатели с двумя тактами часть топлива теряют впустую при продувке цилиндра.

Экологичность двухтактных ниже, опять-таки из-за потери несгоревшего топлива и масла. Убедиться в этом можно на примере двухтактного лодочного мотора. Он всегда оставляет на воде тонкую плёнку из несгоревшего топлива.

Шумность выше у двухтактных. Это связано с тем, что выхлопные газы из цилиндра вырываются с большой скоростью.

Ресурс работы выше у четырехтактных. Отдельная система смазки и меньшая оборотистость двигателя положительно сказываются на сроке его службы.

Проще обслуживать, безусловно, двухтактные моторы из-за меньшего количества вспомогательных систем. Масса больше у четырехтактных. Двухтактные дешевле.

В некоторых механизмах применение двухтактных двигателей является однозначным. Это, например, бензопилы. Высокая удельная мощность, маленький вес и простота делают его здесь безусловным фаворитом.

Двухтактные двигатели используются также в мототехнике, лодочных моторах, газонокосилках, скутерах, авиамоделировании. В большинстве самодельных машин и механизмов умельцы также используют двухтактный мотор.

Однотактные и трехтактные силовые агрегаты

Существуют также одно- и трехтактные двигатели. Однотактные двигатели делают с внешней камерой сгорания. Такая схема реализует все четыре такта за один ход поршня. Трехтактный двигатель Ванкеля является роторно-поршневым. Из-за сложности конструкции и чрезвычайной требовательности к качеству обработки поверхностей такие моторы не получили широкого распространения.

Рабочий цикл авто с дизельным двигателем отличается тем, что при такте впуска в цилиндр двигателя поступает очищенный воздух, а не горючая смесь, как в карбюраторном двигателе.

Первый такт — впуск.

Устройство двигателя современного

автомобиля, устройство систем и механизмов

Поршень перемещается от ВМТ к НМТ, через открытый впускной клапан в цилиндр поступает очищенный воздух (из-за разрежения, создаваемого поршнем). Воздух перемешивается с небольшим количеством оставшихся от предыдущего цикла отработавших газов, температура повышается и в конце такта впуска достигает 300—320 К, а давление 0.08—0.09 МПа. Коэффициент наполнения цилиндра 0,9 и выше, т. е. больше, чем у карбюраторного двигателя.

Работа четырехтактного одноцилиндрового дизельного двигателя:

а — впуск воздуха; б — сжатие; в — рабочий ход; г – выпуск отработавших газов; 1— цилиндр; 2 — топливный насос, 3 — поршень: 4 — форсунка, 5 — впускной клапан, 6 — выпускной клапан

Второй такт — сжатие.

Как устроен простейший двигатель?

Устройство двигателя для детей

Поршень движется от НМТ к ВМТ, впускной и выпускной клапаны закрыты. Давление и температура воздуха увеличиваются и в конце такта составляют соответственно 3—5 МПа и 800—900 К. Степень сжатия регламентируется исправностью деталей КШМ и равна 17—21.

Третий такт — рабочий ход.

В конце такта сжатия (20—30 градусов угла поворота коленчатого вала ло прихода поршня в ВМТ) с помощью насоса через форсунку в цилиндр под высоким давлением (15—20 МПа) в мелкораспыленном виде впрыскивается порция топлива. Топливо от соприкосновения с нагретым воздухом испаряется, его пары перемешиваются с нагретым воздухом и воспламеняются. При сгорании топлива, вследствие подвода большого количества теплоты, резко увеличиваются лишение и температура образовавшихся газов. В начале такта расширения давление газов составляет 7—8 МПа. а температура 2100—2300 К. Под действием давления поршень перемешается от ВМТ к НМТ, совершая полезную работу. Объем цилиндра увеличивается, давление и температура газов снижаются и при подходе поршня к НМТ составляют 0,2-0,4 МПа .

Четвертый такт — выпуск.

Поршень перемещается от НМТ к ВМТ. Через открытый выпускной клапан отработавшие газы выталкиваются через выпускной трубопровод в окружающую среду. В конце такта выпуска давление газов равно 0,11 -0,12 МПа, температура 850—1200. После этого рабочий цикл дизеля повторяется.
В двухтактных двигателях время, отводимое на рабочий цикл, используется более полно, так как процессы выпуска и впуска совмещены по времени с процессами сжатия и рабочего хода. Рабочий цикл происходит за 360 градусов (один оборот коленчатого вала).

При движении поршня от ВМТ к НМТ одновременно происходят процессы расширения и выпуска с продувкой цилиндра, а при обратном движении от НМТ к ВМ1 впуск и сжатие. Изменения параметров цикла (давление и температура) соответствуют изменениям параметров четырехтактного двигателя.
Сравнение рабочих циклов четырех- , двухтактных двигателей показывает, что при одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения коленчатого вала мощность двухтактных двигателей выше в 1. 5—1,7 раза. Он проще по конструкции и компактнее.
К недостаткам двухтактного двигателя следует отнести ограниченное время газообмена, что ухудшает очистку цилиндра от отработавших газов, увеличивает потери части свежею заряда, снижает экономичность.

Что такое 4-тактный двигатель?

Содержание

  • 1 Что такое четырехтактный двигатель?
  • 2 Как работает четырехтактный двигатель?
  • 3 PV-диаграмма четырехтактного двигателя
  • 4 ИСТОРИЯ
    • 4.1 Цикл Аткинсона
    • 4.2 Дизельный цикл
  • 5 Недостаток мощности мощности четырехтактных двигателей
  • 6 Компоненты 4-удара Diesel Engine
  • 7 70006
  • 6 Diesel Engine
  • 7 Преимущества и недостатки четырехтактных двигателей
    • 7.1 Преимущества четырехтактных двигателей
    • 7.2 Недостатки четырехтактного двигателя
  • 8 В чем разница между четырехтактным дизельным двигателем и четырехтактным бензиновым двигателем?
  • 9 Часто задаваемые вопросы Раздел
    • 9. 1 Что означает четырехтактный двигатель?
    • 9.2 Какие примеры четырехтактных двигателей?
    • 9.3 Какой двигатель меньше загрязняет окружающую среду, двухтактный или четырехтактный?
    • 9.4 Что быстрее, 2-тактный или 4-тактный?
    • 9.5 Есть ли шеститактный двигатель?

Двигатели наиболее широко используются во всем мире для многочисленных применений . Они используются в различных транспортных средствах, таких как автобусы, грузовики, фургоны, мотоциклы и т. д. Существуют различные типы двигателей, и 4-тактный двигатель является одним из них. В зависимости от количества ходов поршня двигатели имеют два основных типа :

  1. 2-тактный двигатель
  2. 4-тактный двигатель

В предыдущей статье мы обсуждали двухтактный двигатель. Поэтому в этой статье речь пойдет в основном о четырехтактном двигателе.

Что такое четырехтактный двигатель?

Четырехтактный двигатель — это двигатель внутреннего сгорания, в котором для завершения рабочего цикла используется четыре хода поршня. Он преобразует тепловую энергию топлива в полезную механическую работу за счет движения вверх и вниз поршня . Поэтому он относится к категории поршневой двигатель .

Четырехтактный двигатель завершает рабочий цикл после завершения двух оборотов коленчатого вала и 4 ходов поршня. Эти двигатели наиболее широко используются в различных транспортных средствах, таких как легкие грузовики, автобусы, микроавтобусы, легковые автомобили и т. д.

В этом поршневом двигателе процесс сжатия происходит за счет движения поршня вверх и вниз.

Основное отличие между 2-тактным и 4-тактных двигателей заключается в том, что 2-тактный двигатель завершает рабочий цикл всего за двух тактов , а четырехтактный двигатель завершает рабочий цикл за четырех тактов поршня. Двухтактный двигатель производит меньше выбросов по сравнению с двухтактным двигателем.

Как работает четырехтактный двигатель?

Четырехтактный двигатель работает в следующие этапы:

  1. Процесс впуска
  2. Процесс сжатия
  3. Процесс питания
  4. Процесс выхлопа
4-XXING ENGIN CYCLE

1) Впускной ход

  • , когда появляется поршневой, в сторону BCD от TDC (Downlwward), вак, запускается в кукуме, запускается в кукуме, выпускает кукумеры. камера сжатия (цилиндр).
  • Когда в камере сжатия создается вакуум, выпускной клапан закрывается, а впускной открывается.
  • При открытии впускного клапана топливовоздушная смесь начинает поступать в камеру сжатия.

2) Такт сжатия

  • Когда внутреннее давление в камере сжатия становится равным внешнему давлению, впускной клапан закрывается и начинается такт сжатия.
  • При движении поршня вверх (от BCD до ВМТ) он сжимает топливовоздушную смесь внутри камеры сжатия и увеличивает температуру и давление топливовоздушной смеси.

3) Рабочий ход

  • Рабочий ход также известен как рабочий ход.
  • Когда такт сжатия почти завершен, свеча зажигания сжигает сжатую воздушно-топливную смесь.
  • По мере воспламенения топлива генерируется мощность, благодаря которой поршень перемещается от ВМТ к НМТ за счет расширения химической реакции. Поэтому этот гребок называется POWER SROKE.
  • Из-за этого процесса горения температура и давление смеси становятся очень высокими. Из-за повышения давления топливовоздушная смесь толкает поршень вниз (в сторону BCD от ВМТ) и приводит в движение коленчатый вал, который приводит в движение автомобиль.
  • Во время этого процесса впускной и выпускной клапаны остаются закрытыми.

4) Такт выпуска

  • После завершения рабочего такта начинается такт выпуска.
  • В такте выпуска поршень снова движется вверх (от НМТ к ВМТ).
  • Во время этого хода впускной клапан закрывается, а выпускной открывается. Поршень выталкивает выхлопные газы из камеры сгорания.
  • После завершения такта выпуска поршень снова движется вниз (от ВМТ к НМТ), всасывает топливовоздушную смесь и весь цикл повторяется. Этот последний ход вытесняет отработанные газы / выхлопные газы из цилиндра.

Читайте также: Работа двухтактного двигателя

Диаграмма PV четырехтактного двигателя

Следующая диаграмма PV представляет рабочий цикл 0. Четырехтактный двигатель завершает рабочий цикл, состоящий из следующих этапов: Четырехтактный цикл

  • Изобарический процесс (от 0 до 1): В изобарическом процессе поршень движется вниз и создает вакуум внутри камера сгорания. Во время создания вакуума возникает разница давлений между атмосферным давлением и внутренним давлением камеры. За счет этой разницы давлений открывается впускной клапан, и топливовоздушная смесь поступает в камеру сгорания.
  • Адиабатический процесс (от 1 до 2): После завершения изобарического процесса впускной клапан закрывается, а поршень движется вверх и создает давление в воздушно-топливной смеси. При этом поршень повышает температуру и давление смеси, но ее теплота не меняется.
  • Изохорный процесс (от 2 до 3): Свеча зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь в конце такта сжатия (адиабатический процесс). Этот процесс повышает температуру и давление воздушно-топливной смеси и превращает ее в смесь с высокой температурой и давлением. Этот процесс воспламенения также увеличивает энтропию (тепло) топливовоздушной смеси.
  • Рабочий ход (процессы с 3 по 4): В этом такте тепло, выделяемое в процессе зажигания, используется для перемещения поршня вниз, что приводит к дальнейшему перемещению коленчатого вала. Движение коленчатого вала приводит в движение автомобиль. Поэтому этот процесс называется рабочим ходом.
  • Фаза выхлопа (от 4 до 1): В этой фазе поршень снова движется вверх, и открывается выпускной клапан, который выпускает отработанное тепло из камеры сгорания. За счет отвода бесполезного тепла снижается кинетическая энергия молекул топливовоздушной смеси. Опять же, возникает разница давлений между атмосферным давлением и внутренним давлением камеры, и весь цикл повторяется.

 История 

Цикл Аткинсона
  • В 1882 году Джеймс Аткинсон разработал двигатель, работающий по циклу Аткинсона. Это был однотактный двигатель внутреннего сгорания.
  • Этот цикл был придуман для обеспечения КПД за счет удельной мощности. В настоящее время двигатель с циклом Аткинсона используется в некоторых новейших гибридных электрических устройствах.
  • Оригинальный 4-тактный поршневой двигатель с циклом Аткинсона допускал такт впуска, такт сжатия, рабочий такт и такт выпуска за один оборот коленчатого вала, чтобы предотвратить нарушение конкретных патентов, относящихся к двигателю Отто.
  • Уникальная конструкция коленчатого вала двигателя Аткинсона может привести к различным степеням сжатия и расширения. Такт мощности длиннее, чем такт сжатия, что дает двигателю большую энтальпию (тепловой КПД), чем у обычных поршневых двигателей.
  • Первоначальная конструкция двигателя Аткинсона — не более чем исторический курьез. Несколько новейших двигателей имеют нетрадиционные фазы газораспределения для создания более длинного рабочего такта или более короткого такта сжатия, что обеспечивает улучшение экономии топлива.

Читайте также: Работа цикла Аткинсона

Дизельный цикл
  • путем сжатия воздушно-топливной смеси перед воспламенением, и Рудольф Дизель хотел создать более эффективный двигатель, который мог бы работать на более тяжелом топливе.
  • По тем же причинам, что и Отто, Дизель хотел разработать двигатель, который мог бы снабжать небольшие промышленные предприятия собственной энергией, чтобы конкурировать с крупными компаниями, такими как Отто, и снизить потребность в топливе для населения. Как и у Отто, у него было много времени, чтобы построить двигатель с высокой степенью сжатия, который мог бы самопроизвольно воспламенять топливо, впрыскиваемое в цилиндр. Дизель использовал смесь воздух-топливо в своем первом двигателе.
  • В 1893 году Дизель был разработан как успешный двигатель. Двигатели с высокой степенью сжатия, которые воспламеняют топливо из-за высокой степени сжатия воздуха и топлива, известны как дизельные двигатели. Дизельный двигатель доступен как в четырехтактном, так и в двухтактном исполнении.
  • 4-тактные дизельные двигатели используются в большинстве грузовых автомобилей, автобусов, лопастных двигателей и т. д. В этом двигателе используется мазут, который содержит больше энергии и требует меньше очистки для производства.

Читайте также: Работа дизельного двигателя

Ограничения мощности четырехтактного двигателя

Производительность поршневого двигателя (будь то 4-тактный двигатель или 2-тактный двигатель) зависит от числа оборотов (об/мин), теплотворной способности топлива, потерь, соотношения воздух-топливо, объемного КПД, содержания кислорода в топливно-воздушной смеси и размера камеры сгорания. В конечном счете, скорость двигателя регулируется смазкой и прочностью материала. 9. Высокие обороты двигателя могут привести к повреждению двигателя, потере мощности, вибрации поршневых колец или другим физическим повреждениям. Когда поршневое кольцо вибрирует вертикально в поршневой канавке, в которой находится поршневое кольцо, поршневое кольцо вибрирует.

Целью флаттера кольца является установление уплотнения между стенкой цилиндра и кольцом, что приводит к потере мощности и давления в цилиндре.

 Если двигатель вращается слишком быстро, пружина клапана не сможет закрыть клапан достаточно быстро. Это часто известно как «поплавок клапана» и приводит к тому, что поршень ударяется о клапан и вызывает серьезную поломку двигателя.

На высоких скоростях смазка поверхности контакта поршень-цилиндр имеет тенденцию к повреждению. Поэтому скорость поршня промышленного двигателя ограничена до 10 м/с.

Читайте также: Различные типы двигателей

Компоненты четырехтактного дизельного двигателя

The four-stroke engine has the following major components:

  1. Fuel injector
  2. Piston
  3. Inlet Valve
  4. Exhaust Valve
  5. Crankshaft
  6. Connecting rod
  7. Engine block
  8. Flywheel

1) Поршень и поршневое кольцо

Поршень четырехтактного дизельного двигателя совершает возвратно-поступательное движение. Он соединяется с коленчатым валом через шатун. Он передает свое движение коленчатому валу через шатун. Поршень движется вниз и вверх внутри цилиндра двигателя.

Когда поршень движется вверх, он всасывает воздух внутрь цилиндра, а когда движется вниз, он сжимает воздух. За счет такого движения поршня повышается температура и давление топливовоздушной смеси внутри цилиндра.

Поршень двигателя имеет сложную конструкцию со стальным днищем и юбкой из ковкого чугуна. В этой юбке используется смазка под давлением, чтобы обеспечить подачу масла к гильзе цилиндра под каждой рабочей ситуацией. Масло подается к охлаждающему каналу в верхней части поршня через шатуны. Все поршневые кольца хромированы для защиты от износа. Поршневое кольцо содержит совместимое с пружиной маслосъемное кольцо и 2 направляющих компрессионных кольца. Канавка поршневого кольца обладает отличной износостойкостью и стабилизирована.

2) Линейный цилиндр

Этот компонент четырехтактного двигателя имеет высокую жесткую манжету для уменьшения деформации. Этот линейный материал представляет собой сплав серого чугуна с высокой прочностью и блестящей износостойкостью. Точно расположенные вертикальные отверстия для охлаждающей воды обеспечивают точный контроль температуры. Чтобы избежать риска полировки канала ствола, линейка оснащена защитным полировальным кольцом.

Пространство между гильзой цилиндра и блоком цилиндров уплотняется двойным уплотнительным кольцом. Верхний конец линейки оснащен антиполирующим кольцом, которое предотвращает полировку внутренних отверстий и снижает расход смазочного масла.

3) Подшипники шатуна и коренные подшипники

Подшипник шатуна представляет собой футеровку из свинцовистой бронзы с задней частью из триметаллической стали и толстым, обеспечивающим плавность хода слоем. Биметаллический подшипник, а также триметаллический подшипник обеднены как коренные подшипники.

4) Шатун

Основная статья: Шатун

Этот компонент четырехтактного дизельного двигателя соединяет коленчатый вал двигателя и поршень. Он состоит из Легированная сталь и кованая цельная деталь. Шатун обрабатывается в круглом поперечном сечении. Нижняя сторона шатуна расщепляется в горизонтальном направлении, так что шатун и поршень можно снять с гильзы цилиндра. Подшипник поршневого пальца состоит из триметалла.

Все болты шатуна затягиваются гидравлически. Отверстия в шатуне направляют масло к поршням и подшипнику поршневого пальца. Этот компонент двигателя передает движение поршня на коленчатый вал, который далее перемещается на колесо автомобиля.

5) Коленчатый вал

Коленчатый вал преобразует возвратно-поступательное движение поршня двигателя во вращательное. Это важный компонент для всех двигателей. Эта часть передает конечную мощность в виде кинетической энергии. Изготавливается в виде цельного куска. Шатун является связующим звеном между коленчатым валом и поршнем двигателя.

Читайте также: Работа коленчатого вала

6) Блок двигателя

Блок цилиндров изготовлен из ковкого чугуна и подходит для всех цилиндров. Крышки основных подшипников крепятся снизу двумя гидравлическими натяжными винтами.

Эти крышки направлены снизу и сверху вбок через блок цилиндров. Горизонтальный боковой винт с гидравлическим затягиванием поддерживает крышку коренного подшипника.

Читайте также: Работа блока цилиндров

7) Распредвал

Используется для открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов и управления топливным насосом в дизельном двигателе с высоким давлением.

Читайте также: Работа распределительного вала

8) Свеча зажигания

Используется в бензиновых двигателях или двигателях SI. Он используется для обеспечения искры воздушно-топливной смеси для ее воспламенения.

9) Топливная форсунка

Используется для впрыска топлива внутрь цилиндров двигателя. Некоторые двигатели используют топливный насос вместо топливной форсунки.

10) Маховик

Этот компонент четырехтактного бензинового двигателя установлен на чугунной стойке. Он хранит энергию в виде инерции.

Преимущества и недостатки четырехтактных двигателей

Четырехтактный двигатель имеет следующие преимущества и недостатки:

Преимущества четырехтактного двигателя и эффективный.
  • Долговечность: Эти двигатели обладают большей долговечностью, чем двухтактные двигатели.
  • Безвредность для окружающей среды: Эти двигатели безвредны для окружающей среды, поскольку 4-тактный двигатель выделяет менее опасные пары, чем 2-тактный двигатель.
  • Эти двигатели лучше всего подходят для тяжелых грузов и тяжелых транспортных средств.
  • Топливная эффективность: Эти двигатели имеют более высокую топливную экономичность, чем двухтактные двигатели.
  • Шум: Работают тише, чем двухтактные двигатели
  • Больше крутящего момента:  На низкой скорости четырехтактные двигатели развивают больший крутящий момент, чем двухтактные двигатели.
  • Повышенная топливная экономичность: Этот тип двигателя внутреннего сгорания имеет более высокую топливную экономичность, чем двухтактный двигатель.
  • Дополнительное масло не требуется:  Этот двигатель не требует дополнительной смазки или масла для добавления топлива. Только вращающиеся компоненты требуют промежуточной смазки.
    1. Эти дизельные двигатели производят самые маленькие NO X .

    Недостатки четырехтактного двигателя
    1. Мощность: Этот двигатель имеет меньшую мощность, чем двухтактный двигатель.
    2. Дорого: Четырехтактный двигатель состоит из многих частей. Поэтому он имеет более высокую стоимость, чем двухтактный двигатель.
    3. Вес: Эти двигатели имеют больший вес, чем двухтактные двигатели
    4. Требуемая площадь: Требовалась большая площадь для установки.
    5. Ход поршня: Для завершения рабочего цикла требуется больше ходов поршня.
    6. Конструкция: Эти двигатели имеют сложную конструкцию.

    В чем разница между 4-тактным дизельным двигателем и 4-тактным бензиновым двигателем?
    Бензиновый двигатель Дизельный двигатель
    Этот двигатель работает на основе цикла Отто. Работает на базе дизельного двигателя.
    В этом двигателе процесс воспламенения происходит за счет искры, обеспечиваемой свечой зажигания. В этом двигателе воспламенение происходит за счет высокого сжатия топливовоздушной смеси.
    В качестве рабочей жидкости используется бензин или бензин. Работает на дизельном топливе.
    Этот двигатель менее эффективен. Самый эффективный.
    Имеет низкую степень сжатия. Этот двигатель имеет высокую степень сжатия.
    Потребляет меньше топлива. Потребляет мало топлива.
    Эти двигатели в основном используются в небольших машинах, таких как велосипеды, мотоциклы, генераторы и т. д. Эти двигатели в основном используются в тяжелых транспортных средствах, таких как автобусы, грузовики, фургоны и т. д.

    Часто задаваемые вопросы Раздел

    Что подразумевается под четырехтактным двигателем?

    Двигатель, который завершает рабочий такт за четыре хода поршня, называется четырехтактным двигателем.

    Какие примеры четырехтактных двигателей?

    Четырехтактные двигатели чаще всего используются в тяжелых транспортных средствах, таких как грузовики, автобусы, внедорожные мотоциклы , фургоны , тракторы и другие тяжелые транспортные средства.

    Какой двигатель меньше загрязняет окружающую среду, двухтактный или четырехтактный?

    Двухтактный двигатель производит больше выбросов, чем четырехтактный. Это связано с тем, что двухтактный двигатель использует отверстия для всасывания и выброса топлива.

    Что быстрее, двухтактный или четырехтактный?

    Двухтактный двигатель имеет более низкие детали, чем четырехтактный двигатель. Для сравнения, двухтактный двигатель завершает рабочий цикл (всего за 2 хода поршня) быстрее, чем четырехтактный двигатель. Следовательно, двухтактный двигатель быстрее четырехтактного.

    Есть шеститактный двигатель?

    Шеститактный двигатель представляет собой самую современную версию двигателя внутреннего сгорания, которая основана на конструкции четырехтактного двигателя, но этот двигатель имеет два дополнительных электрических такта для снижения выбросов и повышения эффективности. 6-тактный двигатель использует свежий воздух (чистый воздух из атмосферы) для вдоха 5 й тактов всасывания 2 й .

    Подробнее

    1. Различные типы двигателей
    2. Различные типы поршневых двигателей
    3. Работа двухтактного двигателя
    4. Работа парового двигателя
    5. Типы двигателей внутреннего сгорания
    6. Типы двигателей внешнего сгорания
    7. Работа SI или бензинового двигателя

    Четырехтактные двигатели: определение, схема, работа

    Четырехтактные двигатели являются наиболее распространенными двигатель внутреннего сгорания, используемый в автомобилях, таких как грузовики, легковые автомобили и некоторые современные мотоциклы (большинство мотоциклов работают с двухтактным двигателем). Четырехтактный цикл известен как цикл сгорания. Это происходит в процессе сгорания во внутренней части двигателя. Четырехтактный двигатель передает рабочий ход за каждые два периода поршневого или четырехтактного хода.

    Подробнее: Все, что вам нужно знать об автомобильном вентиляторе охлаждения

    Сегодня вы познакомитесь с определением, схемой и работой четырехтактных двигателей как бензинового (отто-цикл), так и дизельного типа. Вы также узнаете о цикле Отто. Ранее я ознакомился с некоторыми статьями по двигателю внутреннего сгорания. Проверить!

    Подробнее: Понимание работы автомобильного мозга

    Содержание

    • 1 Четырехтактный цикл
        • 1.0.1 Посмотрите видео ниже, чтобы узнать, как работают четырехтактные двигатели:
        • 1.0.2 Схема четырехтактных двигателей:
      • 1.1 Цикл Отто
      • 1.2 Подпишитесь на нашу рассылку

        6

        6 Делиться!

    Ниже поясняется цикл сгорания четырехтактного двигателя. То есть все эти процессы должны быть выполнены до того, как транспортное средство сможет двигаться. эти процессы:

    1. ход впуска/впуска : это первая стадия цикла сгорания; на этом этапе поршень движется вниз, чтобы позволить топливу и воздуху попасть в камеру.
    2. Такт сжатия : на этом этапе впускной клапан закрыт, блокируя выход воздушно-топливной смеси. Поршень движется вверх по камере, сжимая воздух и топливо. В конце такта наличие свечи зажигания позволяет воспламенить топливно-воздушную смесь, обеспечивая энергию, необходимую для сгорания.
    3. Рабочий ход:  после того, как происходит сгорание, тепло, полученное от сгорающего углеводорода, увеличивает давление, давая достаточно энергии, чтобы толкать поршень и создавать выходную мощность.
    4. Такт выпуска : это заключительный этап цикла сгорания; это происходит, когда поршень движется обратно вниз и открывается выпускной клапан. Когда клапан открывается, выхлопные газы выталкиваются поршнем, когда он движется обратно вверх.

    Подробнее: Понимание того, как работает двигатель автомобиля

    Посмотрите видео ниже, чтобы узнать, как работают четырехтактные двигатели:

    Тепловой КПД двигателя — это способность двигателя преобразовывать топливо (химическую энергию) в механическую энергию. Эта энергия будет варьироваться в зависимости от конструкции и модели транспортного средства. Как правило, бензиновые двигатели способны преобразовывать 20% топлива (химической энергии) в механическую энергию. 15 % его расходуется на движение колес, а 5 % теряется на его механические элементы и трение.

    Тем не менее, двигатель можно улучшить за счет термодинамической эффективности за счет более высокой степени сжатия. Соотношение определяется между максимальным и минимальным объемом камеры двигателя. Двигатель с более высоким передаточным отношением позволит топливно-воздушной смеси быть огромной, что создаст более высокое давление, сделает корпус более горячим и повысит тепловую эффективность.

    Подробнее: Компоненты двигателя внутреннего сгорания

    Схема четырехтактных двигателей:

    Цикл Отто

    Подробнее: Что нужно знать о шатуне Париж бельгийского экспатрианта Жана Жозефа Этьена Ленуара. Ленуар успешно создал двигатель двойного действия, работающий на светильном газе с КПД 4% и производящий всего две лошадиные силы. Осветительный газ был сделан из угля, разработанного в Париже Филиппом Лебоном. Двигатель был испытан в 1861 году; Отто стало известно, как компрессия двигателя работает на топливном заряде. Отто решил создать двигатель, чтобы улучшить низкую эффективность и надежность двигателя Ленуара в 1862 году. Он попытался создать двигатель, который сжимал бы топливную смесь до воспламенения, но потерпел неудачу, поскольку этот двигатель работал не более чем за несколько минут до зажигания. его разрушение. Многие другие инженеры пытались решить проблему, но им это так и не удалось.

     Отто и Ойген Ланген основали первую компанию по производству двигателей внутреннего сгорания, NA Otto and Cie (NA Otto and Company), в 1864 году. В том же году Отто и Си удалось создать успешный атмосферный двигатель.

    Заводу не хватило места, и в 1869 году он был перенесен в город Дойц, Германия, где компания была переименована в Deutz Gasmotorenfabrik AG (Компания по производству газовых двигателей Deutz).

    Подробнее: Все, что вам нужно знать об автомобильном поршне

    Даймлер, оружейник, работал над двигателем Ленуара. К 1876 году Отто и Лангену уже удалось создать первый двигатель внутреннего сгорания, который сжимал топливную смесь перед сгоранием с гораздо более высокой эффективностью, чем любой двигатель, созданный до того времени.

    В 1883 году Даймлер и Майбах оставили работу в Otto and Cie и разработали первый высокоскоростной двигатель Otto. В 1885 году им удалось произвести первый автомобиль с двигателем Отто. Daimler Reitwagen использовал систему зажигания с горячей трубкой и топливо, известное как лигроин, чтобы стать первым в мире автомобилем с двигателем внутреннего сгорания. В нем использовался четырехтактный двигатель, основанный на конструкции Отто. В следующем году Карл Бенц выпустил автомобиль с четырехтактным двигателем, который считается первым автомобилем.

    В 1884 году компания Отто, известная как Gasmotorenfabrik Deutz (GFD), разработала электрическое зажигание и карбюратор. В 1890 году Даймлер и Майбах создали компанию, известную как Daimler Motoren Gesellschaft, известную сегодня как Daimler-Benz.

    Принципы работы, преимущества и недостатки дизельного двигателя

    Это все для этой статьи, где обсуждаются определение, схема, работа четырехтактных двигателей. Я надеюсь, вам понравилось чтение, если да, пожалуйста, поделитесь с другими студентами. Спасибо за чтение, увидимся дальше!

    Подпишитесь на нашу рассылку новостей

    Как Николаус Август Отто создал четырехтактный двигатель внутреннего сгорания

    Во время своих путешествий Отто познакомился с первым двигателем внутреннего сгорания, построенным Ленуаром, и то, что Отто разработал, по-прежнему остается актуальным в сегодняшнем двигателе внутреннего сгорания. двигатели.

    Опубликовано 5 ноября 2020 г., Жан-Франсуа Тиссо

    Как мы уже обсуждали ранее, Этьен Ленуар внес огромный вклад в разработку двигателя внутреннего сгорания , и его работа напрямую повлияла на один из них. Молодой немецкий продавец. Во время своих путешествий Отто познакомился с первым двигателем внутреннего сгорания, построенным Ленуаром, и разработка Отто по-прежнему актуальна для современных двигателей внутреннего сгорания.  

    Отто и его брат построили копию газового двигателя Ленуара и в январе 1861 года подали заявку на патент жидкостного двигателя в министерство торговли Пруссии. Но это было отклонено. Ленуар в то время уже предлагал идею карбюратора для жидкого топлива.  

    Говорят, что Отто уже знал об интересе к предварительному сжатию топливно-воздушной смеси перед воспламенением. Взял ли он этот пункт из термодинамики или же он общался с самим Ленуаром, которого в этот момент консультировал Бо де Роша? Или он уже знал о Рейтманне? Как бы то ни было, Отто начал испытания своего первого четырехтактного двигателя, основанного на двигателе Ленуара, в начале 1860-х годов. Через несколько минут работы двигатель сломался вместе с Отто и его братом.

    Отто искал инвесторов для финансирования своих исследований и нашел Евгения Лангена, чей отец был промышленником.

    Ланген был молодым немецким предпринимателем, инженером и изобретателем. Его собственные научные знания позволили ему признать большие способности Отто, и он решил объединить усилия с ним для создания первого завода по производству двигателей в континентальной Европе, N. A. Otto & Cie. Помимо своего участия в разработке двигателя внутреннего сгорания, Ланген разработал метод для производил кубики сахара на предприятии своего отца (1857 г.)0 с.

    Вместе Отто и Ланген построили свой первый атмосферный двигатель в 1864 году, который был очень похож на тот, который был построен и запатентован Эудженио Барсанти и Феличе Маттеуччи несколькими годами ранее. На Всемирной выставке в Париже в 1867 году двигатель Отто и Лангена получил преимущество перед другими газовыми двигателями. Измерив расход газа, жюри присудило Гран-при немецкому двигателю, так как для него требовалось вдвое меньше газа, чем для других двигателей.

    N. A. Otto & Cie в конце концов обанкротилась, но Ланген собрал достаточно капитала, чтобы воссоздать новую компанию в Дойце, недалеко от Кельна, по производству газовых двигателей. Эта компания, Gasmotorenfabrik Deutz, позже стала промышленной группой Klöckner-Humboldt-Deutz (KHD) и, наконец, Deutz AG. Ойген Ланген также нанял двух инженеров, чьи имена до сих пор можно встретить в автомобилях, Готлиба Даймлера и Вильгельма Майбаха, чтобы они позаботились о производстве и дали Отто достаточно времени, чтобы осуществить свою первоначальную мечту о создании надежного 4-тактного двигателя. Отметим, что, помимо Лангена, Отто, Даймлера и Майбаха, на Deutz впоследствии работали и некоторые другие очень известные люди, в том числе Проспер Л’Оранж (с 1904 до октября 1908 г.), Этторе Бугатти (в 1907 г.) и Роберт Бош.

    Разработка цикла Отто

    В 1876 году Отто разработал четырехтактный цикл на газообразном топливе со сжатым зарядом, который впоследствии стал известен как цикл Отто. Этот принцип до сих пор используется в большинстве автомобильных двигателей. Он основал двигатель на этом цикле после 14 лет усилий: это система, характеризующаяся четырьмя ходами поршня (впуск, сжатие, расширение-сила и выпуск) при двух оборотах двигателя.

    Во Франции Этьен Ленуар также работал над 4-тактной версией газового двигателя во время выхода на пенсию, которую он запатентовал в начале 1880-х годов. Этот двигатель производился компаниями Mignon & Rouart и Compagnie Parisienne du Gaz с 1894 года. Ленуар признал работу Отто, но ему уже ранее посоветовал двигаться в этом направлении его партнер Бо де Роша (который никогда не строил никаких двигателей сам).

    Переход от внутреннего сгорания без предварительного сжатия к 4-тактному циклу с предварительным сжатием позволил увеличить КПД с чуть менее 5% до 15% между 1880 и 189 годами.0 с.

    Однако не все было гладко, и через некоторое время между Даймлером и Отто возникли серьезные личные разногласия. После нескольких патентных баталий Daimler и Maybach приступили к разработке двигателей для автомобилей на основе 4-тактного двигателя Отто, увеличив при этом рабочую скорость до 650 об/мин, что позволило добиться идеальной удельной мощности для таких применений. Несколько автомобилей были построены в 1880-х и 90-х годах.

    В конце 1890-х годов дуэт разработал автомобиль для австрийского бизнесмена Эмиля Еллинека, кузов которого представлял собой значительный отход от прежнего принципа перевозки, а двигатель мощностью 35 л.0 км/ч. Автомобиль был назван в честь дочери Еллинека по имени Мерседес. Но это уже другая история…

    Цикл Отто

    Часто в литературе четырехтактный цикл с искровым зажиганием, который до сих пор широко используется в большинстве автомобилей, называют «циклом Отто», главным образом благодаря тому факту, что Н. А. Отто считается первым, кто сделал возможным такой режим работы двигателя. . Во Франции этот цикл называют «циклом Бо де Роша», но его также можно назвать «циклом Райтмана». Как бы ни назывался самый популярный цикл, все трое изобретателей — вселенские гении.

    От пара к внутреннему сгоранию и дальше

    Мы видели, как происходил реальный переход от паровых двигателей к двигателям внутреннего сгорания, хотя пар также будет использоваться в течение следующих 100 лет, как на железной дороге, так и на больших кораблях.

    Но внутреннее сгорание, искровое зажигание и предварительное сжатие были основными направлениями этих первых разработок, которые позволили двигателям достичь КПД 15% по сравнению с менее чем 5% для паровых двигателей 19-го века.

    Куда мы идем дальше; что ограничивает коэффициент предварительного сжатия от достижения еще большей эффективности и как мы можем избавиться от таких ограничений? На этот вопрос будет дан ответ в нашей следующей статье, где мы рассмотрим Diesel.

     

    Изображение предоставлено: Rudiecast/Shutterstock

     

    Кто изобрел четырехтактный двигатель?

    Автомобильная промышленность

    Узнайте об истории четырехтактного двигателя и истории человека, который его изобрел.

    Стефан Кристенсен, Тобиас Холм

    • 4 мин чтения

    В наши дни практически каждый двигатель внутреннего сгорания, который вы найдете в автомобиле, использует четырехтактный цикл сгорания. Но кто именно придумал этот цикл и как именно работает четырехтактный двигатель?

    В то время как второй из этих вопросов потребует более подробного объяснения, на первый вопрос легко ответить. Четырехтактный двигатель был изобретен в 1876 году немецким изобретателем Николаусом Отто.

    В этой статье мы рассмотрим историю четырехтактного двигателя и его создателя, а также объясним разницу между двух- и четырехтактными двигателями, а также различия между различными видами четырехтактных циклов.

    Кем был Николаус Отто?

    Но сначала немного предыстории человека, придумавшего этот двигатель.

    Николаус Отто родился 10 июня 1832 года и был младшим из шести детей. В молодости Отто всегда интересовался наукой и техникой, но его первая работа была куда более приземленной; он работал продавцом продуктов, путешествуя по Западной Германии и продавая колониальные товары, такие как сахар, кофе, чай и рис.

    Отто потребовалось немало времени, чтобы заняться проектированием двигателей. Его первая настоящая попытка сделать это произошла в 1860 году, когда он узнал о двигателе, изобретенном французским изобретателем Жаном Жозефом Этьеном Ленуаром. Конструкция Ленуара была первой действительно успешной конструкцией двигателя внутреннего сгорания.

    Первоначально Отто стремился воспроизвести конструкцию Ленуара, и его первый двигатель был в основном такой же, как у Ленуара, но был создан для работы на жидком топливе вместо угольного газа. Однако его патент так и не был реализован.

    Несмотря на то, что двигатель Ленуара в целом работал достаточно хорошо и был очень тихим при работе, он страдал от одной довольно серьезной проблемы, заключавшейся в том, что он был очень неэффективным. Это произошло потому, что двигатель Ленуара не сжимал топливно-воздушную смесь перед ее сгоранием, что приводило к неполному сгоранию.

    После попытки скопировать дизайн Ленуара Отто решил его улучшить. Ранее он узнал о концепции сжатия топлива и хотел попробовать создать двигатель, который бы ее использовал. В 1862 году Отто сделал свою первую попытку создать четырехтактный двигатель, но его конструкция была ошибочной, и двигатель сломался, проработав всего несколько минут.

    После еще нескольких лет переделки конструкции своего двигателя у Отто начали заканчиваться средства, и он обратился к промышленнику Ойгену Лангену с просьбой предоставить ему капитал, необходимый для разработки успешного двигателя. Их компания, названная NA Otto; Cie была первой компанией в мире, основанной исключительно для разработки и производства двигателей внутреннего сгорания.

    Компания Отто добилась своего первого настоящего успеха в 1872 году, когда Готлиб Даймлер был назначен техническим директором, а Вильгельм Майбах — руководителем отдела проектирования двигателей. Daimler, в свою очередь, отвечал за найм двух инженеров по имени Франц Рингс и Герман Шумм.

    В конечном счете именно конструкция, созданная в 1876 году Отто, Рингсом и Шуммом, стала первым по-настоящему успешным четырехтактным двигателем и двигателем, который станет образцом почти для всех четырехтактных двигателей в будущем.

    Четырехтактный двигатель по сравнению с двухтактным

    Мы подробно рассказали об истории четырехтактного двигателя, но, возможно, вы не совсем понимаете, что такое четырехтактный двигатель. Возможно, вы также слышали термин «двухтактный двигатель», который использовался ранее, и задавались вопросом, есть ли разница между двухтактными и четырехтактными двигателями.

    По сути, разница между двухтактным двигателем и четырехтактным двигателем заключается в количестве ходов, которые должен совершить каждый поршень в двигателе для завершения полного цикла сгорания. Четырехтактные двигатели, как следует из названия, завершают цикл сгорания за четыре такта, а двухтактные — за два.

    В четырехтактном двигателе первым тактом является такт впуска, когда воздух и топливо поступают в камеру сгорания. Второй такт — это такт сжатия, при котором происходит сжатие воздушно-топливной смеси. Третий такт — это фактический такт сгорания, а четвертый такт — такт выпуска.

    В двухтактном двигателе, с другой стороны, такты впуска, выпуска и сгорания являются одним и тем же тактом, а такт сжатия является отдельным тактом. Когда поршень опускается в цилиндре после сгорания, выхлопные газы вытесняются из цилиндра, в то время как воздушно-топливная смесь поступает внутрь.

    Преимущество двухтактных двигателей заключается в том, что они обычно имеют более высокое отношение мощности к весу, чем четырехтактные двигатели, и их немного легче обслуживать, поскольку они содержат меньше движущихся частей. Однако двухтактные двигатели намного грязнее четырехтактных, а также требуют более регулярного обслуживания.

    Цикл Отто по сравнению с циклом Аткинсона по сравнению с циклом Дизеля

    Хотя четырехтактный цикл Отто сегодня используется в большинстве автомобилей, это не единственный существующий четырехтактный цикл. Другими четырехтактными циклами, которые иногда используются в современных двигателях, являются цикл Аткинсона и цикл Дизеля.

    Цикл Аткинсона был изобретен британским изобретателем Джеймсом Аткинсоном в 1882 году и был разработан для обеспечения большей топливной экономичности, чем двигатель, работающий по циклу Отто, за счет небольшого снижения мощности на низких скоростях. Хотя двигатели Аткинсона в то время не пользовались успехом, позже его конструкция будет использоваться во многих гибридных автомобилях.

    Цикл Аткинсона имеет только одно ключевое отличие от цикла Отто. В цикле Отто во время такта сжатия впускные клапаны остаются закрытыми все время, чтобы обеспечить максимально возможное сжатие.

    Однако в цикле Аткинсона впускной клапан остается открытым в течение короткого времени во время такта сжатия, поэтому часть топливно-воздушной смеси выталкивается обратно во впускной коллектор. Однако, поскольку поршень не должен работать так сильно, чтобы достичь сжатия из-за снижения давления в цилиндре, это помогает двигателю работать более эффективно.

    Топливо, которое выталкивается обратно во впускной коллектор, возвращается в камеру сгорания во время следующего цикла, так что топливо в этом процессе фактически не расходуется.

    Другой цикл — это дизельный цикл, который, как вы, наверное, догадались, используется в двигателях, работающих на дизельном топливе. Цикл Дизеля по сути такой же, как цикл Отто, за исключением того факта, что воздушно-топливная смесь в двигателе с циклом Дизеля полностью сгорает за счет тепла и давления, создаваемых при сжатии.

    Двигатель внутреннего сгорания с переключением 2-х/4-х тактов во время работы

    Резюме:
    Двигатель внутреннего сгорания с 2-х / 4-х (двух- и четырехтактным) переключением. Предлагаемые усовершенствования обычного четырехтактного двигателя внутреннего сгорания (ДВС) ускоряют его газообмен и позволяют во время работы двигателя переключать ДВС (особенно дизель) с четырехтактного на двухтактный режим. Продувка в четырехтактном и двухтактном режиме работы осуществляется через одни и те же впускной и выпускной клапаны.

    Полное описание:
    Двигатель с предлагаемыми улучшениями способен удвоить выходную мощность двигателя и поддерживать ее определенное время (время зависит от типа двигателя) без перегрева. Эта функция позволяет увеличить удельную мощность автомобиля, когда это необходимо в соответствии с изменяющейся эксплуатацией автомобиля и дорожными условиями.

    Приемлемыми областями деятельности для предлагаемых инноваций являются: (1) дизельные двигатели боевых танков, (2) дизельные двигатели боевых машин и тяжелых армейских грузовиков, (3) дизельные двигатели тяжелых грузовиков, (4) дизельные двигатели транспортных средств специального назначения (аварийные транспортные средства, пожарные машины и др.) и (5) двигатели в электрогенераторных установках.

    Суть новшества заключается в улучшении газообмена при двухтактном режиме работы двигателя. Четырехтактный газообмен осуществляется как в обычном четырехтактном дизеле. Газообмен двухтактного двигателя осуществляется через впускной и выпускной клапаны, в отличие от продувочных отверстий в обычном двухтактном дизеле.

    Схема газообмена показана на 0. 2+4 Stroke Gas Exchange.jpg. Впускные клапаны 6 расположены по периферии головки блока цилиндров; выпускной клапан 4 расположен вдоль оси цилиндра или с небольшим смещением. Свежий воздух, предварительно сжатый в турбокомпрессоре двигателя и дополнительно сжатый и охлажденный в нагнетателе с промежуточным охладителем, подается в рабочий цилиндр 1 через тангенциальные впускные каналы 5, расположенные под определенным углом к ​​поверхности головки блока цилиндров. Затем свежий воздух плотным слоем начинает закручиваться вдоль стенок цилиндра, вытесняя его к центру и отжимая выхлопные газы от стенок цилиндра к его оси. Когда поток свежего воздуха достигает днища поршня 2, он поворачивается и выбрасывает отработавшие газы, сконцентрированные вдоль оси цилиндра, через выпускной клапан 4 в выпускной канал 3.

    Для снижения остаточного содержания газов и охлаждения нагретых поверхностей производится продувка цилиндров, сопровождающаяся сбросом некоторого количества свежего воздуха в выхлопную систему. Фазы газообмена типичны для двухтактных двигателей внутреннего сгорания. К обычному двигателю внутреннего сгорания дополняется нагнетатель любого подходящего типа с промежуточным охладителем, расположение впускных и выпускных клапанов на головке блока цилиндров, а также система управления клапанами изменены для обеспечения четырехтактного и двухтактный режим работы двигателя. Топливный насос подбирается и настраивается на подачу топлива в соответствии с количеством рабочих ходов.
    В отличие от обычного двухтактного двигателя внутреннего сгорания (особенно двухтактного дизеля) в предлагаемой конструкции отсутствуют продувочные отверстия и потери через них угарного масла. Он обеспечивает такие же вредные выбросы, как и выбросы в обычных дизельных двигателях.

    Области внедрения инновации в деталях
    Боевые танки
    Средние характеристики современных боевых танков: масса машины ~60 тонн; максимальная скорость 72 км/ч; и разгон 0-36 км/ч за 6 сек. Эти параметры хода обеспечивает силовая установка мощностью 1500 л.с., которая может быть либо дизельной, либо газотурбинной. Несостоятельность танковой силовой установки состоит в том, что максимальная мощность требуется только на короткое время боевой жизни танка – в основном во время боя или изредка в других случаях, тогда как обычно танк использует только 700-800 л.с. веса при постоянной скорости и благоприятных условиях движения. Предлагаемое нововведение обеспечивает:
    — Использование подходящего дизеля мощностью 1000-1500 л. с. производства любых производителей дизелей в качестве прототипа силовой установки перспективного боевого танка. Прототип двигателя с предлагаемыми доработками кратковременно развивает мощность 2000-3000 л.с., а в боевой работе удваивает энерговооруженность;
    — отказ от разработки полностью нового двухтактного дизельного двигателя с нуля;
    — Разработать боевой танк с наивысшей удельной мощностью и доминирующей маневренностью;
    — Возможность установки дополнительных топливных баков в борт для увеличения дальности хода без дозаправки

    Боевые машины и армейские большегрузы
    Основные боевые машины армии США БМП М2 А1 и А2 «Брэдли» оснащены дизельными двигателями Cummins VTA903-T500 мощностью 500 л.с. и VTA903-T600 мощностью 600 л.с. соответственно. Реализация предлагаемых усовершенствований в этих дизелях повышает маневренность М2А1 и М2А2 за счет удвоения удельной мощности. Более того, новый Cummins VTTA903-T750 и T800 также могут быть «усилены» предложенным нововведением.

    Грузовики
    Возможно использование предложенных доработок для гражданских грузовых дизелей. Большой рынок для грузовиков с «форсированными» дизелями есть в странах Латинской Америки, Китая, Индии и Юго-Восточной Азии (кроме Японии). Грузовик с «форсированным» дизелем получает возможность развивать заданную скорость в 1,7 раза быстрее, чем с обычным. Эта функция особенно полезна, когда грузовик опережает впереди идущую машину на встречной полосе движения, а также преодолевает подъем, не переключая передачи и не снижая скорость автомобиля.

    Статус проекта

    Мы разработали основные теоретические основы предлагаемого процесса продувки как для двухтактных, так и для четырехтактных операций через модифицированную систему клапанов данного четырехтактного двигателя. Некоторые результаты этой разработки представлены в следующих файлах:

    1. 2+4-тактный FlowWorks Model.easm – Газообмен однопродувочной конструкции посредством 4-клапанной системы в головке блока цилиндров. eDrawings необходим для просмотра этого файла .EASM.

    2. Схема продувки 2+4 Works.avi – Газообмен одной конструкции продувки через 4-клапанную систему в головке блока цилиндров. Это файл .AVI. Некоторые отдельные файлы .JPG, отражающие разные этапы процесса газообмена, находятся в файлах: 2_a. Сбор мусора 01.JPG, 2_b. 02.JPG,
    2_в. Сбор мусора 03.JPG, 2_д. 04.JPG.

    3. 2+4 Solid Cylinder Head Model.sldprt — продувочная 3D-модель конструкции головки блока цилиндров с 4 клапанами. eDrawings необходим для проверки этого файла .SLDPRT.

    4. Конструкция головки блока цилиндров 2+4.sldasm – 3D-дизайн одной из многих возможных версий головки блока цилиндров с 4 клапанами. eDrawings необходим для проверки этого файла .SLDASM.

    5. 2+4 Stroke Combat Vehicle.pdf – Модификация конструкции дизельного двигателя для военной техники. /Отчет о техническом предложении/

    Технологический фон включает:
    1. Заявки на патенты (как PPA, так и FPA), готовые к подаче
    2. Система расчета основных характеристик целевого двигателя после его модификации
    3. Различные модели дизайна Solid Works, результаты Solid Works COSMOSFIoWorks и т. д. над. Компьютерное моделирование одновременной продувки для 4-тактного и 2-тактного режимов с учетом движения поршня и определение оптимальных фаз газообмена являются основными целями предлагаемого сотрудничества.

    Файлы, перечисленные выше в разделах 1., 2., 3., 4. и 5., а также дополнительная информация и данные, разъясняющие технологию и подходы, доступны по запросу.

    Проблема, адресованная этой идее/изобретению:
    Производство дизельных двигателей, Производство двухтактных дизельных двигателей, Двигатель с газовым зажиганием
    Производство бензиновых двигателей, производство двухтактных двигателей внутреннего сгорания
    Военные (боевые) дизельные двигатели применения

    Прикрепленных файлов:





    5. 2+4-тактная боевая машина.pdf
    3. 2+4 модель твердой головки блока цилиндров.SLDPRT

    Запрашиваемая цена: [СВЯЗАТЬСЯ С ПРОДАВЦОМ]
    Доступен для консультации? Да

    Изобретение №11613
    Дата публикации: 18.02.2010

    Связаться с изобретателем

    « Больше изобретений в области транспорта
    « Больше изобретений в области машиностроения и механики
    « Больше изобретений в автомобилестроении

    Поделиться на


    Crowdsell Ваше изобретение

    Николаус Отто и четырехтактный двигатель

    Nikolaus Otto (1832 — 1891)

    9 мая 1876 года, German Inventor Nikolaus Otto Работает с Gottliebel и Willhhlabemler и Willhhlaber, и Bily Bashel -Belh, и Bilybel, и Bily Bashel -Belh, и Billher, и Bily Bashel Bashel -Belher и Willhhla, и Wildhla, и Bily Bashel Bashel -Belher и Willhhla, и Wildhla, и Bily Mayslor и Bily Mayslor. двигатель внутреннего сгорания, который эффективно сжигал топливо непосредственно в поршневой камере. [1] Однако немецкие суды не получили его патент на все двигатели с компрессией в цилиндре или даже на четырехтактный цикл, и после этого решения компрессия в цилиндре стала универсальной, и принцип двигателя Отто по-прежнему является общим принципом для двигателей сегодня. .

    Странствующий торговец

    Отто был сыном фермера и трактирщика. Его отец также владел деревенской почтой. Несмотря на то, что отец Николауса Отто довольно рано умер, он смог получить достойное школьное образование. Его мать предпочла бы отправить его в техникум через несколько лет, но из-за неудавшейся немецкой революции 1848 года она решила, чтобы ее сын стал купцом. Вскоре он начал свою работу продавцом в продуктовом магазине, а позже работал у своего брата торговым представителем в его текстильном бизнесе. Отто много путешествовал во время своей торговой карьеры и узнал о газовом двигателе Этьена Ленуара во время одной из своих поездок. Это был первый двигатель внутреннего сгорания и большое усилие Отто, который уже очень интересовался всеми типами двигателей. [5]

    Улучшение двигателя Ленуара

    Однако изобретение Ленуара было не очень эффективным из-за громкого шума, большого количества потребляемого топлива и выделяемого тепла. Отто начал работать над усовершенствованием двигателя Ленуара, убежденный, что он будет лучше работать на жидком топливе. Он изобрел карбюратор, который пытался запатентовать в 1861 году, но безуспешно. Его самый первый двигатель, работающий на бензине.

    Цикл Отто

    Двигатель Отто был спроектирован как стационарный двигатель, и при работе двигателя ход поршня представляет собой движение поршня в цилиндре вверх или вниз. Используемый позже в адаптированной форме в качестве автомобильного двигателя, задействованы четыре такта:

    1. ход впуска вниз — уголь и воздух поступают в поршневую камеру сгорания,
    2. такт сжатия вверх — поршень сжимает смесь,
    3. рабочий ход вниз — воспламеняет топливную смесь пламенем, а затем электрической искрой,
    4.  выпускной ход вверх — выпускает выхлопные газы из поршневой камеры.

    Схема четырехтактного двигателя Отто 1876 года

    Эффективный двигатель внутреннего сгорания

    Три года спустя Николаус Отто встретил Ойгена Лангена. Ланген обладал большими техническими знаниями и позже участвовал в строительстве монорельсовой дороги Вупперталя. Он поддержал проект Отто и инвестировал в него, в результате чего была создана новая компания, в которую Ланген привнес деньги и свой опыт и знания. Их недавно разработанный двигатель работал намного лучше и был выставлен на Парижской выставке 1867 года. Поначалу это событие стало катастрофой для двигателя Отто-Лангена, потому что судьи в значительной степени проигнорировали его. Когда они решили также учитывать эффективность, они обнаружили, что двигатель потреблял вдвое меньше энергии по сравнению с другими, и выиграл золотую медаль.

    Присоединение к Daimler

    Их двигатель пользовался большим спросом на рынке, и, найдя новых инвесторов, в 1872 году они основали «Газмоторен-Фабрик Дойц АГ». Затем Ланген нанял Готлиба Даймлера для управления большим заводом, и он также принес свой протеже Вильгельма Майбаха. Успех компании рос, и Отто увидел дальнейшие пути улучшения своего двигателя. Он заметил, что использование только одного поршня на камеру и распределение цикла сгорания на четыре такта было бы более эффективным, менее шумным и могло бы производить еще большую мощность. Новый двигатель Otto имел большой успех, и работы Deutz помогли в дальнейших разработках во время промышленной революции. За 17 лет после появления на рынке было произведено более 50 000 двигателей.

    Патентные бои

    Еще до изобретения Отто четырехтактного двигателя в 1860 году Кристиан Рейтманн и Альфонс Бо де Роша независимо друг от друга получили патенты на четырехтактный двигатель в 1862 году, что впоследствии привело к судебному разбирательству. 30 января 1886 и 1889 годов «патенты Отто», принадлежащие Gasmotorenfabrik Deutz, были объявлены недействительными в Германии, за которой последовали и другие страны. Чтобы Николаус Отто мог и дальше считаться изобретателем четырехтактного двигателя в Германском рейхе, Дойц предложил победителю процесса Райтманну 25 000 марок и пожизненную пенсию. Кристиан Райтманн подписал декларацию, которая позволила Deutz AG и Otto продолжать называть себя немецкими изобретателями четырехтактного двигателя. Deutz смогла сохранить контракт в секрете до 19 лет.49 г., когда Арнольд Ланген, биограф Николауса Отто, опубликовал историю судебных процессов над Рейтманом в виде книги.

    В 1882 году Отто получил звание почетного доктора Вюрцбургского университета. Николаус Отто умер 26 января 1891 года в Кельне в возрасте 58 лет.

  • [2] Николаус Отто в Британнике
  • [3] Николаус Отто Биография
  • [4] Четырехтактный двигатель НАСА
  • [5] Этьен Ленуар и двигатель внутреннего сгорания, блог SciHi
  • .
  • [6] Карл Бенц и его автомобиль, блог SciHi
  • .
  • [7] Николаус Отто в Викиданных
  • [8] Один из первых четырехтактных газовых двигателей — Otto Silent 7 HP 1884, Крис Эппинг @ youtube
  • [9] Ганс Кристоф Граф фон Зехерр-Тос: Николаус Отто.
  • Разное

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.