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

Фазы газораспределения четырехтактного карбюраторного двигателя и дизеля

Рис. 1. Диаграмма газораспределения четырехтактного двигателя

Таким образом, время открытия впускного клапана больше времени, в течение которого происходит полуоборот вала; продолжительность впуска при этом увеличивается, и цилиндр полнее заполняется свежим зарядом.

Выпускной клапан открывается раньше прихода поршня в и. м. т. При этом газы, находясь в цилиндре под большим давлением, быстро начинают выходить наружу, несмотря на то, что поршень еще движется вниз. Затем поршень, пройдя н. м. т. и двигаясь к в. м. т., будет выталкивать оставшиеся в цилиндре газы. Опережение открытия выпускного клапана составляет 47—56° (угол у).

Выпускной клапан закрывается тогда, когда поршень пройдет в. м. т. Несмотря на то, что поршень начнет уже немного опускаться вниз, газы будут продолжать выходить из цилиндра по инерции и вследствие отсасывающего действия потока газов, движущихся в выпускном трубопроводе. Запаздывание закрытия выпускного клапана составляет 9—36° (угол 6). Следовательно, время открытия выпускного клапана больше времени, в течение которого происходит полуоборот вала, и цилиндр лучше очищается от отработавших газов.

Некоторое уменьшение давления газов на поршень, происходящее при рабочем ходе вследствие раннего открытия выпускного клапана, и потери части работы газов при этом восполняются тем, что поршень, движущийся при такте выпуска вверх, не испытывает существенного сопротивления газов, оставшихся в небольшом количестве в цилиндре.

Угол поворота кривошипа, соответствующий положению, при котором впускной и выпускной клапаны одновременно открыты, называется углом перекрытия клапанов. Вследствие незначительности этого угла и ничтожной величины зазора между клапанами и седлами при данном их положении возможность утечки заряда из цилиндра невелика.

Углы опережения и запаздывания, а следовательно, и продолжительность открытия клапанов должны быть тем больше, чем выше число оборотов коленчатого вала, при котором развивается наибольшая мощность двигателя. Это объясняется тем, что в более быстроходных двигателях процессы происходят с большими скоростями, и для обеспечения достаточно полного заполнения цилиндра зарядом и хорошей его очистки от отработавших газов необходимо по возможности увеличить время открытия клапанов.

Фазы газораспределения

На рис. 45 приведена схема привода газораспределительного механизма с помощью конической передачи. От коленчатого вала пара конических шестерен приводит в движение вертикальный вал, который через другую пару конических шестерен передает вращение среднему распределительному валу, управляющему впускными клапанами. Распределительные валы, управляющие выпускными клапанами, приводятся через шестеренную передачу.

Рис. 45. Привод верхних распределительных валов посредством вертикального вала с коническими шестернями

В некоторых случаях привод верхних распределительных валов осуществляется цилиндрическими шестернями. Пример такой конструкции представлен на рис. 46. Распределительные валы, перенесенные в верхнюю часть блока, приводятся отдельными шестернями, получающими вращение от одной промежуточной шестерни.

Для уменьшения вибрации при передаче вращения на распределительный вал не следует шестерни привода устанавливать на переднем конце коленчатого вала, который в большей степени подвержен действию крутильных колебаний. Привод располагают иногда в середине коленчатого вала (при составных блоках) или же в задней части двигателя, хотя это вызывает усложнение конструкции.

Рис. 46. Привод верхних распределительных валов цилиндрическими шестернями

Фазы газораспределения выбирают в зависимости от числа оборотов коленчатого вала двигателя. Обычно высокооборотные двигатели имеют сильно развитые фазы газораспределения. С увеличением числа оборотов возрастает скорость движения газов в трубопроводах и соответственно увеличивается инерция газового потока, которую стремятся использовать для улучшения очистки цилиндров от отработавших газов и для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью.

Для более полной очистки цилиндров и уменьшения противодавления на поршень при вытеснении им отработавших газов выпускной клапан открывается значительно раньше, чем поршень достигнет н. м. т. У некоторых современных двигателей гоночных автомобилей угол опережения открытия выпускного клапана составляет 80—85°.

Вследствие высокого давления в цилиндре в момент открытия выпускного клапана скорость выходящих отработавших газов в начале выпуска очень велика и достигает 400—500 м/сек. Во время выпуска она постепенно снижается вместе с уменьшением количества выходящих газов и к концу выпуска в трубопроводе создает некоторое понижение давления, что способствует удалению отработавших газов из цилиндра, даже после того, как поршень начал движение вниз. Процесс выпуска продолжается и после прихода поршня в верхнюю мертвую точку, для чего выпускной клапан закрывается со значительным запаздыванием (50—55° после в. м. т.). При этом происходит хорошая очистка камеры сгорания от отработавших газов.

Улучшение наполнения цилиндров горючей смесью обеспечивается открытием впускного клапана с опережением (50—60° до в. м. т.), чем прежде всего достигается большее открытие впускного клапана к моменту начала хода впуска. Кроме того, инерция потока горючей смеси во впускном трубопроводе обеспечивает некоторое повышение давления перед впускным клапаном к моменту его открытия, что способствует лучшему наполнению цилиндра горючей смесью.

Закрытие впускного клапана происходит со значительным запаздыванием (60—70° после н. м. т.). В этот период давление в цилиндре будет значительно ниже, чем давление во впускном трубопроводе, несмотря на начавшееся движение поршня вверх. Только после того, как давление в трубопроводе и в цилиндре выравняется, наполнение цилиндра горючей смесью прекратится. Это выравнивание давлений наступит тем позднее, чем больше число оборотов коленчатого вала двигателя.

Таким образом, продолжительность открытия выпускного клапана увеличивается до 310—320°, а впускного клапана — до 290—310°. Перекрытие клапанов (т. е. период одновременного открытия впускного и выпускного клапанов) достигает 100—115°.

Рис. 47. Примерная диаграмма фаз газораспределения четырехтактного двигателя гоночного автомобиля без нагнетателя

При больших числах оборотов нет опасности попадания отработавших газов во впускной трубопровод, так как потоки выходящих газов и горючей смеси имеют различные направления. На рис. 47 представлена примерная диаграмма фаз газораспределения двигателя гоночного автомобиля (без нагнетателя).

Фазы газораспределения обеспечивают наиболее благоприятные условия работы двигателя в диапазоне определенного числа оборотов. Сильно развитые фазы газораспределения ухудшают работу двигателя на средних оборотах и значительно повышают число оборотов, соответствующее устойчивой работе на холостом ходу.

Установка нагнета теля вызывает необходимость некоторого изменения фаз газораспределения. Угол запаздывания закрытия впускного клапана несколько уменьшают, а угол опережения открытия выпускного клапана увеличивают.

Выбор правильных фаз газораспределения проверяют экспериментально при стендовых испытаниях двигателя, когда имеется возможность учесть влияние различных конструктивных элементов.

Фазы газораспределения двухтактных двигателей определяются углами открытия и закрытия окон по отношению к мертвым точкам поршня. При описании конструкции двухтактных двигателей гоночных автомобилей указывалось, что для них применяются несимметричные фазы газораспределения, которые удается получить при наличии у двух цилиндров общей камеры сгорания. При этом поршень в одном цилиндре управляет продувочными окнами, а поршень в другом цилиндре — выпускными, в результате чего можно получить необходимое смещение фаз.

На получивших у нас наибольшее распространение двухтактных двигателях, имеющих П-образное расположение цилиндров с несимметричной диаграммой газораспределения вследствие применения прицепного шатуна, фазы газораспределения выбирают следующими
Открытие выпускных окон — 75—82°
Закрытие выпускных окон + 51—57°
Открытие продувочных окон — 48—55°
Закрытие продувочных окон + 65—82°

При наличии прицепного шатуна поршни обоих цилиндров приходят в мертвые точки не одновременно. В некоторых случаях фазы берут по отношению к н. м. т. поршня, связанного с прицепным шатуном.

Как видно из приведенных данных, продувочные окна открываются позднее выпускных, из-за чего значительно понижается давление в цилиндре к моменту начала продувки и создается интенсивный поток отработавших газов, выходящих через выпускные окна под действием избыточного давления в цилиндре. После открытия продувочных окон вытеснение отработавших газов продолжается под действием поступающей в цилиндр свежей смеси.

Закрытие продувочных окон происходит с большим запаздыванием по сравнению с выпускными окнами, что при наличии нагнетателя обеспечивает дополнительный наддув горючей смеси в цилиндры.


Фазы газораспределения

 

Под фазами газораспределения понимают моменты открытия и закрытия клапанов относительно мертвых точек, выраженных в градусах угла поворота коленчатого вала.

При рассмотрении рабочих процессов двигателей в первом приближении было принято, что открытие и закрытие клапанов происходит в мертвых точках.

Однако в действительности это не совсем так. Клапаны открываются и закрываются с некоторым, иногда очень значительным, опережением или запаздыванием, что необходимо для улучшения наполнения цилиндров чистым воздухом (дизели) или горючей смесью (карбюраторные двигатели) и лучшей очистки их от отработавших газов. Моменты открытия и закрытия клапанов, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала по отношению к соответствующим мертвым точкам, называют фазами газораспределения и изображают в виде круговых диаграмм. Рассмотрим общую диаграмму фаз газораспределения четырехтактного двигателя (рисунок 4.6). Впускной клапан открывается (точка 1) с опережением (угол a), т. е. до прихода кривошипа коленчатого вала и поршня в ВМТ. Вследствие этого в начале движения поршня вниз впускной клапан будет уже открыт на значительную величину и наполнение цилиндра (вследствие разрежения) воздухом или горючей смесью улучшается. Закрывается впускной клапан (точка 2) с запаздыванием (угол δ), т. е. кривошип вала и поршень проходят НМТ, поднимаются вверх, совершая такт сжатия, а клапан в это время еще открыт и горючая смесь или воздух по инерции заполняют цилиндр.

Рисунок 4.6 — Диаграммы фаз газораспределения

 

Выпускной клапан открывается (точка 3) до прихода кривошипа коленчатого вала и поршня в НМТ, т. е. с опережением (угол γ). Поршень движется вниз, а отработавшие газы уже начинают выходить из цилиндра, так как давление в нем больше атмосферного. Закрытие выпускного клапана (точка 4) происходит с запаздыванием (угол β) – после перехода кривошипом вала и поршнем ВМТ. В этом случае используется отсасывающее действие потока газов в выпускном трубопроводе.

Таким образом, в результате открытия выпускного клапана с опережением и закрытия его с запаздыванием улучшается очистка цилиндра от отработавших газов. Анализируя диаграмму, видим, что в течение некоторого времени коленчатый вал поворачивается на угол, равный сумме углов a + β, открыты оба клапана – впускной и выпускной. Этот период называют перекрытием клапанов.

Для правильной установки фаз газораспределения распределительные зубчатые колеса двигателя необходимо точно соединять по меткам.

Фазы газораспределения некоторых отечественных двигателей приведены в таблице 4.1.

 

 

Таблица 4.1 — Фазы газораспределения двигателей, град ПКВ

 

Параметры КамАЗ-740.11 ЯМЗ-238 УМЗ-417
Впускной клапан: открытие до ВМТ закрытие после НМТ      
Продолжительность впуска
Выпускной клапан: открытие до НМТ закрытие после ВМТ      
Продолжительность впуска
Перекрытие клапанов

 


Четырехтактный двигатель от А до Я: чем отличается от двухтактного, принцип работы, фазы газораспределения

Четырехтактный двигатель – самая распространенная модель двигателя внутреннего сгорания для автомобилей и не только. Двухтактные ДВС сегодня применяются, но сфера их использования ограничена некоторыми видами мототехники, микро- и малолитражных автомобилей, снегоходов, катеров и т. п. Широко применяется как бензиновый (обычно карбюраторный), так и дизельный тип. Часто такой двигатель бывает двухцилиндровый, его тип обычно инжекторный.

  1. История четырехтактного двигателя
  2. Устройство четырехтактного ДВС
  3. Принцип работы
  4. Фазы газораспределения в четырехтактном ДВС
  5. Рабочий цикл
  6. Масло для четырехтактного двигателя
  7. Понижающие редукторы для четырехтактных двигателей
  8. Чем отличается двухтактный двигатель от четырехтактного
  9. Индикаторная диаграмма 4 х тактного дизельного двигателя

История четырехтактного двигателя

Началом истории самого популярного ДВС считаются 70-е годы 19 века, тогда первую рабочую модель такого мотора представил немецкий инженер и предприниматель Николаус Отто. Его работы были основаны на трудах предшественников, пытавшихся найти альтернативу паровой машине.

В начале 19 века французский изобретатель Филипп Лебон создал агрегат, в котором благодаря его же открытиям, горючая смесь загоралась в цилиндре двигателя, а не в топке. В середине века в Бельгии был создан двухтактный двигатель внутреннего сгорания, который затем усовершенствовал Отто. Его четырехтактный движок обладал более высоким КПД, был экономичней и не превосходил предшественника по размерам.

Отто не оценил перспектив своего изобретения, и не прислушался к своему сотруднику – Готлибу Даймлеру, который предложил создать на основе четырехтактного двигателя автомобиль. Даймлер ушел из команды Отто и через несколько лет такой автомобиль все-таки создал. Попутно добавил в него несколько своих идей. Например – вставил в цилиндры трубки накаливания.
Во второй половине 19 века был изобретен карбюратор, а конце века к нему добавили форсунку.

С тех пор кардинально четырехтактный ДВС переделывать не пришлось. Основная сфера современных изобретений – газораспределительная система, конструктивные модификации – OHV, SV или OHC (аббревиатуры означают расположение клапанов и распредвала), а также варианты системы смазки («сухой» картер).

Устройство четырехтактного ДВС

Современный двигатель по сути не отличается от прототипов, поэтому проще всего его функционирование показать на примере одноцилиндрового ДВС.

Конструктивно он состоит из:

  • Цилиндра.
  • Поршня.
  • Клапанов впуска и выпуска.
  • Свечи зажигания.
  • Коленчатого вала.
  • Шатуна.

Принцип работы

Фазы газораспределения в четырехтактном ДВС

Фазы газораспределения – один из главных факторов эффективности мотора. Они напрямую влияют на его КПД. Основная проблема, связанная с ними, заключается в том, что при различных режимах смесь и выхлоп ведут себя по-разному.

ВАЖНО!Для холостого хода подойдут малые фазы (позднее открытие и раннее перекрытие клапанов). На высоких оборотах, наоборот, выгодно раннее время открытия клапанов, благодаря чему можно обработать больший объем газов.

В современной автомобильной промышленности эта проблема обычно решается с помощью специальной муфты, изменяющей угол распредвала при увеличении оборотов двигателя. Эта муфта называется фазовращателем, она управляется электронной системой и поворачивается гидравликой. Благодаря ей, при повышении оборотов обеспечивается раннее открытие клапанов, то есть – нужный темп наполняемости цилиндров.

Способов изменения фаз множество. Например, кулачок с измененным профилем, начинающий работать вместо основного при достижении заданного показателя высоких оборотов. Это позволяет добиться повышенной мощности.

Рабочий цикл

Последовательность тактов выглядит так:

  • Такт впуска. За счет вращения коленвала поршень из самой верхней точки идет в самую нижнюю, кулачки распредвала открывают клапан на впуск. Через него всасывается смесь.
  • Такт сжатия. Коленвал толкает поршень вверх, впускной клапан закрывается, выпускной остается закрытым. Температура и давление в цилиндре растут.
  • Такт расширения. Перед завершением сжатия, свеча зажигания воспламеняет смесь. Топливо сгорает, смесь расширяется и двигает поршень. Связанный с поршнем шатун передает вращательный момент коленвалу. При расширении газы проделывают работу, поэтому ход коленвала называется рабочим. Угол «недоворота» коленвала, который еще не довел поршень до максимальной верхней точки называется углом опережения зажигания (фазой газораспределения). Это делается, чтобы смесь успевала сгореть к моменту достижения поршнем нижней точки. Для повышения эффективности ДВС надо регулировать угол при повышении оборотов. Эти углы регулируются электронной системой автомобиля.
  • Такт выпуска. При достижении поршнем самой нижней точки, сила давления вытесняет выхлопные газы из цилиндра через открывшийся выпускной клапан. После достижения поршнем верхней точки выпускной клапан вновь закрывается, рабочий цикл повторяется.

Масло для четырехтактного двигателя

Масла делятся на два типа – для двигателей с воздушным и водяным охлаждением. Температура поршней в моторах с воздушным охлаждением гораздо выше, чем в случае с водяным, поэтому первые более требовательны к маслу.

Хотя в зимний период техника с воздушным охлаждением четырехтактного двигателя используется реже (в основном садовая и сельскохозяйственная техника, мотоциклы, моторные лодки и т.д используются летом), вопрос для ее владельцев стоит достаточно остро. Зимой актуально масло для квадроциклов, снегоходов и т.д.

Главное, и летом и зимой – это характеристики, позволяющие маслу сразу после запуска двигателя создать защитную пленку на механизмах. Это важно, даже если двигатель новый или бывший в употреблении, но в идеальном состоянии. Сравнительный анализ разных марок показывает, что масло может быть минеральным или синтетическим.

Разница между летними и зимними маслами определяется степенью вязкости и шириной диапазона температур, при которых конкретные марки масла можно применять. Число перед литерой W указывает на предел температуры, при которой масло густеет. Число после означает предельную температуру эффективного использования этого масла. Бывают всесезонные масла, например, 10w30. Аббревиатура SAE обозначает международный стандарт, по которому классифицируются моторные масла.

ВАЖНО! Зимние масла обладают самой низкой вязкостью, это SAE 0W, SAE 15W и другие. Летние более вязкие: SAE 20, SAE 30, SAE 50. Применяемое масло должно соответствовать показателям, указанным в спецификации к технике.

Высоковязкие масла, например, Sae 30 или Sae 40 ориентированы на летний период, а низковязкие (5W30 или близкие к нему) на зимний. Зимние масла летом будут ускоренно испаряться и не обеспечат смазку. Летние масла будут быстро густеть при низких температурах, осложняя работу мотора.

Понижающие редукторы для четырехтактных двигателей

Понижающий редуктор – устройство, которое должно понижать скорость с высокой с низким крутящим моментом до низкой с высоким крутящим моментом. Особенно они актуальны для сельскохозяйственной и садовой техники.

Среди самых популярных брендов, которые производят такие двигатели, обычно мощностью порядка 15лс – японская «Хонда» и китайский «Лифан» (есть модели с вариатором, автоматическим сцеплением). Также популярен американский производитель Briggs & Stratton, его двигатели используются в газонокосилках (бензотриммерах). Среди популярных двигателей с редукторами – «Чемпион» и его аналог, «Патриот Гарден».

ВАЖНО! Редукторы делятся на два типа: разборные и неразборные. Их действие одинаково. Второй вариант дешевле, но если возникнет неисправность, потребуется его замена. Разборный дороже, но в случае необходимости надо заменять только поломавшуюся запчасть. Обычно он ставится на сопоставимую по стоимости технику.

Чем отличается двухтактный двигатель от четырехтактного

ХарактеристикаЧетырехтактный двигательДвухтактный двигатель
МощностьМеньшая мощность из-за большего количества тактов. Наддув дает дополнительную мощность.При одинаковых оборотах, диаметре цилиндра и хода поршня мощность (теоретически) в 2 раза больше. На практике, из-за механических потерь – примерно в 1,5 раза.
Эксплуатационные качестваБольший эксплуатационный ресурс. Процесс ремонта может протекать сложнее, должен осуществляться с использованием сложного оборудования.Простота конструкции, ремонта. Отсутствие сложных устройств: карбюратора, клапанов. Преимущество по показателю равномерности вращения коленвала. Меньший эксплуатационный ресурс из-за более высокой температурной нагрузки на поршневой механизм.
ЭкономичностьНизкий, по сравнению с двухтактным расход топлива и масла. Более высокие затраты на ремонт.Высокие затраты мощности на продувочный насос, недостаточная очистка цилиндра от выхлопных газов. Минус – высокий расход топлива и масла, которое приходится заливать в топливо.
ВесБольше двухтактного.Меньший вес за счет отсутствия крупногабаритных сложных деталей.
РазмерБольше двухтактного.Меньший размер за счет отсутствия крупногабаритных сложных деталей.
ЦенаВыше двухтактного.Ниже четырехтактного.
Сфера примененияДвигатели средней и большой мощности, в том числе стационарные. Используются как двигатель под инверторный генератор. Популярна их установка на снегоходы «Рысь» и «Тайга», мотороллеры «Муравей».Плавсредства, сельскохозяйственная и мототехника, малолитражные автомобили.

Таким образом, четырехтактные двигатели дороже сопоставимых по объему двухтактных и сложнее в эксплуатации. В тоже время они имеют больший срок эксплуатации и более экономичны. Четырехцилиндровый 4 тактный двигатель часто ставится на автомобили и тракторы, на инвертор-генераторы.

ВАЖНО! При выборе двигателя стоит рассчитать планируемый срок его эксплуатации. Если это техника для сельскохозяйственных работ, хорошо будет сделать расчет – за какой срок вложения могут окупиться.

Рабочим циклом двигателя называется периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя и обусловливающих превращение тепловой энергии в механическую работу. Автомобильные двигатели чаще всего работают по четырёхтактному циклу, который совершается за два оборота коленчатого вала или четыре хода поршня и состоит из тактов впуска, сжатия, расширения и выпуска.

В карбюраторном четырёхтактном двигателе рабочий цикл происходит следующим образом.

Рабочий цикл карбюраторного двигателя:

— Такт сжатия
Поршень идёт из НМТ в ВМТ, сжимая рабочую смесь. При этом значительно возрастает температура смеси. Отношение рабочего объёма цилиндра в НМТ и объёма камеры сгорания в ВМТ называется степенью сжатия. Степень сжатия — очень важный параметр, обычно, чем она больше, тем больше топливная экономичность двигателя. Однако, для двигателя с большей степенью сжатия требуется топливо с большим октановым числом, которое дороже.
Такт расширения, или рабочий ход

Незадолго до конца цикла сжатия топливовоздушная смесь поджигается искрой от свечи зажигания. Во время пути поршня из ВМТ в НМТ топливо сгорает, и под действием тепла сгоревшего топлива рабочая смесь расширяется, толкая поршень. При расширении газы совершают полезную работу, поэтому ход поршня при этом такте коленчатого вала называют рабочим ходом. Степень «недоворота» коленчатого вала двигателя до ВМТ при поджигании смеси называется углом опережения зажигания. Опережение зажигания необходимо для того, чтобы сгорание топлива успело, полностью закончится к моменту достижения поршнем НМТ, то есть для наиболее эффективной работы двигателя. Сгорание топлива занимает практически фиксированное время, поэтому для повышения эффективности двигателя нужно увеличивать угол опережения зажигания при повышении оборотов. В старых двигателях эта регулировка производилась механическим устройством (центробежным и вакуумным регулятором, воздействующим на прерыватель). В современных двигателях для регулировки угла опережения зажигания используют электронику.

Гифка наглядно демонстрирует процесс работы четырехтактного двигателя

— Такт выпуска
После НМТ рабочего цикла открывается выпускной клапан, и движущийся вверх поршень вытесняет выхлопные газы из цилиндра двигателя. При достижении поршнем ВМТ выпускной клапан закрывается, и цикл начинается сначала.

Полностью очистить цилиндры двигателя от продуктов сгорания практически невозможно (слишком мало времени), поэтому при последующем впуске свежей горючей смеси она перемещается 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 карбюраторных двигателей коэффициент остаточных газов находится в пределах 0,06-0,12.

По отношению к рабочему ходу такты впуска, сжатия и выпуска являются вспомогательными.

Рабочий цикл дизельного двигателя
Рабочие циклы четырёхтактного дизеля и карбюраторного двигателя существенно различаются по способу смесеобразования и воспламенения рабочей смеси. Основное отличие состоит в том, что в цилиндр дизеля при такте впуска поступает не горючая смесь, а воздух, который из–за большой степени сжатия нагревается до высокой температуры, а затем в него впрыскивается мелкораспыленное топливо, которое под действием высокой температуры воздуха самовоспламеняется.

Читайте также

В четырёхтактном дизеле рабочие процессы происходят следующим образом.

Поршень движется от НМТ к ВМТ. Впускной и выпускной клапаны закрыты, вследствие этого перемещающийся вверх поршень сжимает имеющийся в цилиндре воздух. Для воспламенения топлива необходимо, чтобы температура сжатого воздуха была выше температуры самовоспламенения топлива.

— Такт расширения, или рабочий ход
При подходе поршня к ВМТ в цилиндр через форсунку впрыскивается дизельное топливо, подаваемое топливным насосом высокого давления (ТНВД). Впрыснутое топливо, перемешиваясь с нагретым воздухом, самовоспламеняется и начинается процесс сгорания, характеризующийся быстрым повышением температуры и давления. Под действием давления газов поршень перемещается от ВМТ к НМТ. Происходит рабочий ход.

— Такт выпуска
Поршень перемещается от НМТ к ВМТ и через открытый выпускной клапан отработавшие газы выталкиваются из цилиндра. После окончания такта выпуска при дальнейшем вращении коленчатого вала рабочий цикл повторяется в той же последовательности.

На этом видео показана работа реального двигателя. Камера встроена в цилиндр блока.

Недостатки четырёхтактных двигателей:

Все холостые ходы (впуск, сжатие, выпуск) совершаются за счёт кинетической энергии, запасённой кривошипно шатунным механизмом и связанными с ним деталями во время рабочего хода, в процессе которого химическая энергия топлива превращается в механическую энергию движущихся частей двигателя. Поскольку сгорание происходит в доли секунд, то оно сопровождается быстрым увеличением нагрузки на крышку (головку) цилиндра, поршень и другие детали двигателя внутреннего сгорания. Наличие такой нагрузки неизбежно приводит к необходимости увеличить массу движущихся деталей (для повышения прочности), что в свою очередь сопровождается ростом инерционных нагрузок на движущиеся детали.

Уступают по мощности двухтактным.

Преимущества четырёхтактных двигателей:

В отличие от двухтактного двигателя, в котором смазка коленвала, подшипников коленвала, компрессионных колец, поршня, пальца поршня и цилиндра осуществляется благодаря добавлению масла в топливо; коленвал четырехтактного двигателя находится в масляной ванне. Благодаря этому нет необходимости смешивать бензин с маслом или доливать масло в специальный бачок. Достаточно залить чистый бензин в топливный бак и можно ехать, при этом отпадает необходимость покупки специального масла для 2-тактных двигателей.

Так же на зеркале поршня и стенках глушителя и выхлопной трубы образуется значительно меньше нагара. К тому же, в 2-тактном двигателе происходит выброс топливной смеси в выхлопную трубу, что объясняется его конструкцией.

Практически у каждого владельца частного дома имеются бензиновые помощники, облегчающие выполнение разных работ — укос травы, распиливание деревьев, уборка снега. Во главе рассматриваемых агрегатов лежат двигатели внутреннего сгорания, созданные Этьеном Ленуаром в 1860 году. В современных бензоинструментах устанавливаются ДВС, которые делятся на два основных вида — двухтактные и четырехтактные. Какое отличие двухтактного двигателя от четырехтактного, и какие еще есть виды бензомоторов, узнаем подробно из материала.

Что такое ДВС на бензоинструментах

Двигателем внутреннего сгорания именуется агрегат, осуществляющий трансформацию топлива в механическую энергию. Сегодня ДВС применяется везде — от инструментов до автомобилей и прочих видов техники. Принцип работы ДВС обусловлен тем, что в конструкцию подается горючая смесь, основывающаяся на бензине с воздухом. За создание нужной консистенции горючей смеси отвечает карбюратор.

Горючая смесь подается в цилиндр, где осуществляется ее воспламенение. Сгорание смеси способствует тому, что создается полезная энергия, снимаемая с коленчатого вала в виде вращательных движений. Главное достоинство ДВС в том, что он обладает высокой мощностью, если сопоставить с электродвигателями. Большинство бензоинструментов — триммеры, мотокосы, мотоблоки, бензопилы и т.п., оснащаются двигателями внутреннего сгорания двухтактного типа. Более мощные бензоинструменты оснащаются ДВС четырехтактного типа. Чем же отличаются двухтактные и четырехтактные двигатели, какой принцип работы они имеют, а также их плюсы и минусы описаны в материале.

Что называют тактом в ДВС

Тактом на ДВС называется действие, которое совершается внутри механизма. Перемещение поршня в верхнем или нижнем направлении — это и есть такты. Причем один такт — когда поршень движется вверх, выполняя соответствующую работу. Движение поршня вниз, который возвращается от силы, возникающей при сгорании топлива, называется рабочим ходом.

Первый такт, с которого начинается работа мотора — это заполнение цилиндра топливной смесью. Следующий этап — это сжатие поступившей смеси в двигатель. Далее происходит воспламенение, и в завершении отвод сгоревших газов. Это четыре такта, которые выполняются в двигателях четырехтактного типа. Коленвал в четырехтактных агрегатах совершает два оборота при одном воспламенении топлива.

Двухтактные моторы функционируют в два цикла — транспортировка топливной смеси в цилиндр с последующим ее воспламенением, и отведение выхлопных газов из цилиндра. В двухтактных агрегатах коленвал совершает один оборот при сжигании одной порции топливной смеси. Это главное отличие рассматриваемых агрегатов друг от друга.

ДВС 2-х и 4-х тактного типа по виду топлива бывают бензиновыми и дизельными. Чтобы выяснить подробно, какие достоинства и недостатки имеются в рассматриваемых двигателях 2-х и 4-х тактного типа, рассмотрим их конструкцию и принцип работы.

Двухтактный ДВС его конструктивные особенности и описание принципа работы

Большинство бензопил и бензокос оснащаются приводными устройствами двухтактного типа. Два такта — это этап сжатия топливной смеси и рабочий ход поршня (когда он опускается вниз). Чтобы понять, чем отличается двухтактный двигатель от четырехтактного, рассмотрим изначально строение мотора. Основные детали двигателя — это цилиндр, поршень, коленчатый вал и шатун. За сжигание топлива отвечает свеча зажигания, а транспортировка смеси и отвод газов происходит посредством впускного и выпускного каналов. Конструктивная схема двухтактного двигателя отображена на фото ниже.

 

Двигатель двухтактного типа имеет упрощенное строение в отличие от четырехтактного. Принцип работы у него простой, и начинается с того, что осуществляется перемещение поршня из нижней мертвой точки в верхнюю. В стенках цилиндра присутствует три отверстия — впускной, выпускной и продувочный канал. Впускной расположен ниже, чем выпускной, а продувочный находится между ними, как показано на фото выше. Впускной и продувочный канал соединяется с кривошипно-шатунной камерой. Далее подробное описание принципа работа ДВС.

Первый такт. Первоначально топливо из карбюратора транспортируется в камеру КШМ. Через продувочное отверстие в цилиндр из камеры КШМ засасывается предварительно-поступившая топливно-воздушная смесь. Прекращается подача смеси тогда, когда поршень перекрывает отверстие продувочного канала. Далее движение поршня осуществляет перекрытие выпускного канала. Часть топливно-воздушной смеси при этом уходит в выпускной канал. После перекрытия выпускного канала начинается процесс сжатия горючей смеси. Эта смесь состоит из бензина, масла и воздуха. При достижении поршнем верхней мертвой точки, происходит воспламенение смеси за счет создания искры свечей зажигания.

В тот момент, когда в верхней части цилиндра осуществляется сжатие, в нижней части камеры КШМ создается разрежение. Это разрежение позволяет засосать очередную порцию топлива из карбюратора для следующего воспламенения. Засасываемое топливо в камеру кривошипно-шатунного механизма одновременно выполняет смазывание коленчатого вала и шатуна. Именно поэтому в состав горючей смеси добавляется специальное масло для двухтактного мотора. Двухтактные двигатели не имеют масляного картера, что является одним из главных их отличий от четырехтактных. Все эти процессы совершаются в один такт.

Второй такт. Сгоревшие газы толкают поршень вниз, тем самым осуществляется рабочий ход. Когда открывается выпускное отверстие, в него выходят выхлопные газы, поступающие по каналу в глушитель. Опускающийся вниз поршень создает давление в камере КШМ. За счет этого давления осуществляется выдавливание топливно-воздушной смеси ТПС из камеры КШМ в продувочный канал. В цилиндр следующая порция ТПС выталкивается сразу при открытии доступа к продувочному отверстию. При заполнении рабочей камеры цилиндра порцией топливной смеси происходит одновременное вытеснение оставшихся отработанных газов. Заканчивается второй такт при достижении поршнем нижней мертвой точки.

Визуальный процесс работы двухтактного двигателя представлен на анимированном изображении ниже.

У такого типа ДВС есть свои достоинства и недостатки, которые описаны ниже. Зная строение и принцип работы двухтактного двигателя, разберемся с четырехтактными моторами.

Четырехтактный двигатель его устройство и как он работает

Агрегаты четырехтактного типа имеют более сложное строение, но при этом они отличаются высокой производительностью и большим сроком службы. Их работа состоит из 4 циклов, о чем упоминалось выше. Это такт впуска топливной смеси, ее сжатие, рабочий ход и выпуск сгоревших газов. В отличие от двухтактных, на 4-х тактных моторах имеется масляный картер, посредством которого осуществляется смазывание вращающихся и трущихся деталей. Чтобы понимать, о чем идет речь, ниже представлена схема устройства четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.

На схеме выше обозначены основные конструктивные элементы двигателя внутреннего сгорания 4-тактного типа:

  1. Цилиндр — основание, в котором осуществляется перемещение поршня
  2. Поршень — главный рабочий элемент всех двигателей внутреннего сгорания. Поршень имеет кольца, посредством которых обеспечивается сжатие топливной смеси
  3. Шатун — соединительный элемент между коленчатым валом и поршнем
  4. Коленчатый вал — находится в кривошипно-шатунной камере
  5. Палец шатуна — соединительный элемент между коленчатым валом и шатуном
  6. Камера сгорания — в этой камере происходит сжатие топлива и его воспламенение
  7. Впускной клапан — при его открытии в камеру сгорания поступает топливная смесь из карбюратора
  8. Выпускной клапан — открывается для выведения выхлопных газов из камеры сгорания
  9. Свеча зажигания — воспламеняет топливную смесь

Принцип работы аналогичен с двухтактными моторами, но есть некоторые отличительные особенности. Рассмотрим далее принцип работы четырехтактного мотора по циклам.

Первый такт. Транспортировка воздушно-топливной смеси в камеру сгорания выполняется при открытии впускного клапана. Поршень при этом находится в верхней мертвой точке. Открытие клапана выполняется посредством кулачков газораспределительного механизма. Засасывание топливной смеси происходит до момента, пока поршень не достигнет нижней мертвой точки. Коленчатый вал при этом совершает пол оборота.

Второй такт. Начинается он с того, что поршень движется с нижней мертвой точки в верх. При этом осуществляется сжатие поступившей на предыдущем этапе топливно-воздушной смеси. Как только поршень достигает верхней мертвой точки, возникает искра, создаваемая свечой зажигания. Вместе с первым тактом, коленчатый вал совершает один оборот.

Третий такт. От силы давления, сформировавшегося от сжигания смеси, обеспечивается перемещение поршня из верхней мертвой точки в нижнюю. Такое перемещение поршня после сгорания газов называется рабочим ходом. Выхлопные газы на третьем этапе находятся в камере до момента, пока поршень не достигнет нижней мертвой точки. После этого начинается завершающий этап.

Четвертый такт. Поршень перемещается с нижней мертвой точки в верхнюю, тем самым осуществляя высвобождение камеры сгорания от находящихся в ней выхлопных газов. Для этого происходит открытие выпускного клапана, который также при помощи кулачка соединен с газораспределительным механизмом. После этого цикл повторяется.

Анимированное изображение принципа работы четырехтактного двигателя показано на схеме ниже.

Четырехтактные моторы являются более совершенными, выносливыми и надежными по сравнению с двухтактными.

Основные отличия между двухтактным и четырехтактным ДВС

Одно из основных отличий рассматриваемых агрегатов в наличии газораспределительного механизма на 4-тактном моторе. На 2-тактных устройствах газораспределительного механизма нет. Вместо него имеются отверстия в стенках цилиндра, через которые и происходит подача готовой топливно-воздушной смеси, а также отвод выхлопных газов.

ГРМ не только увеличивает вес и размер двигателя, но еще и существенно влияет на его стоимость. Отсутствие ГРМ приводит к тому, что двигатель имеет только два цикла работы. Наличие каналов в стенках цилиндра приводит к увеличенному износу колец и поршня двигателя. Именно поэтому двухтактные двигатели имеют небольшой ресурс работы. Далее рассмотрим конструктивные отличия между 2-тактным и 4-тактным моторами.

  1. Потребление топлива — несмотря на то, что двухтактный агрегат имеет простое строение, в плане потребления бензина он проигрывает четырехтактному. Связано это с количеством тактов. В то время, как 4-цикловый агрегат совершает 2 оборота коленчатого вала, потребляя при этом одну порцию топлива, двухтактный двигатель при этом делает только один оборот. Увеличение расхода топлива составляет примерно 1,5 раза. Кроме того, не стоит забывать, что 2-тактный агрегат имеет несовершенную систему, и в процессе работы наблюдается потеря топливной смеси, выбрасываемой в глушитель. Это часть смеси, которая «вылетает в трубу» при движении поршня вверх в момент сжатия
  2. Тип топлива — моторы 4-тактного типа работают на чистом бензине, который в карбюраторе смешивается с воздухом. Агрегаты 2-тактного типа работают на смеси масла с бензином. Использование чистого бензина недопустимо, что повлечет за собой быстрый выход из строя цилиндропоршневой группы
  3. Система смазки — многие знают, что именно по этому принципу рассматриваемые агрегаты отличаются. В 4-тактном моторе имеется отдельная система смазки, состоящая не только из емкости, но еще и масляного насоса, фильтров и трубопроводной магистрали. Система смазки не взаимосвязана с механизмом подачи топлива, что говорит не только об эффективности, но и продолжительном сроке службы. Двухтактные моторы работают на бензине с маслом. Пропорции смешивания бензина с маслом для бензопилы и бензокосы описаны на сайте. Бензин вместе с малом подается в двигатель, где осуществляется смазка механизма. Стоит отметить, что далеко не все двухтактные моторы имеют общую систему смазки, но встречаются еще и агрегаты с раздельным механизмом, где смешивание происходит автоматически в зависимости от количества оборотов
  4. Тип смазывающих веществ или отличие масла для двухтактного мотора от 4-тактного. Для двухтактных двигателей используются специальные масла «сгорающего» типа. Это масло смешивается с бензином, и попадают в систему КШМ, обеспечивая смазку движущихся деталей. После этого масло в составе с бензином поступает в цилиндр, где воспламеняется и сгорает. Это масло называется двухтактным, и выпускается оно красного или зеленого цвета. Цвет не играет большой роли, и говорит о применении присадок в составе. Четырехтактные моторы работают на чистом бензине, так как они имеют отдельный механизм, отвечающий за смазку КШМ. В таких моторах используется обычное моторное масло, которое нельзя смешивать с бензином, и заливать в двухтактные агрегаты. Это приведет к быстрому засорению электродов свечи и выходу из строя ДВС. Получается, что отличие масла для двухтактных двигателей от четырехтактных заключается в консистенции и составе. На 2-цикловых ДВС используются сгораемые типы масел, которые перед тем, как сгореть, смазывают всю систему

По системе смазки четырехтактных двигателей нужно отметить, что они бывают двух типов — с сухим и мокрым картером. Различаются они по способу смазки. В мокром типе происходит подача масла из картера на КШМ. Насос перекачивает масло из картера, являющегося частью двигателя.

На ДВС с сухим картером используется отдельный бак с маслом. Из него масло насосом перекачивается в систему КШМ, обеспечивая смазку деталей. Скапливающееся масло обратно транспортируется в бак при помощи дополнительного насоса.

Зная основные конструктивные и принципиальные отличия рассматриваемых механизмов, следует разобраться с их достоинствами и недостатками, которые имеются у обоих вариантов.

Плюсы и минусы ДВС

Для начала рассмотрим все имеющиеся достоинства и недостатки двухтактных моторов, которые несмотря на свою конструкцию, пользуются большой популярностью. К их преимуществам относятся:

  1. Простота конструкции
  2. Высокая скорость набора оборотов
  3. Невысокая стоимость, что делает инструменты, оснащенные такими агрегатами очень популярными
  4. Простота обслуживания, что обусловлено отсутствием ГРМ и отдельной системы смазки
  5. Малый вес и габариты, что делает инструменты с такими ДВС удобными и практичными

Теперь разберемся со всеми недостатками, которые имеются у двухтактных двигателей:

  • Шумность работы
  • Низкая экологичность, что обусловлено выделением в атмосферу не сгоревшего топлива
  • Низкий ресурс работы
  • Необходимость смешивания бензина с маслом при каждой дозаправке. Кроме того, нельзя долго хранить разведенное топливо, иначе происходит его порча
  • Большой расход топлива
  • Небольшая мощность в сравнении с четырехтактными

У 4-тактных агрегатов достоинств намного больше, однако такие недостатки, как сложность конструкции, большой вес и цена оставляют негативный отпечаток. Далеко не каждый может позволить себе покупку, к примеру, снегоуборщика с 4-тактным мотором, который стоит в 2 раза больше, чем аналог с более примитивным агрегатом. Все недостатки 2-тактных моторов — это есть преимущества четырехтактных.

В силу большого количества недостатков обоих видов двигателей, производители запатентовали выпуск модернизированных моделей ДВС, которые получили название 4-MIX и 2-MIX. Наверняка вы сталкивались с тем, что при ремонте или замене деталей двигателя бензопилы или бензокосы, обнаруживалось наличие механизма ГРМ, но при этом инструмент заправляется разведенным бензином с маслом, как указывает производитель. Все верно, это говорит о том, что ваш инструмент оснащен двигателем 4-mix. Более подробно об этих типах двигателей узнаем далее.

Что такое ДВС 4-mix и для чего он предназначен

Если вы задаетесь вопросом, что такое двигатель 4-mix или почему бензокоса Штиль заправляется бензино-масляной смесью, а в инструкции указано, что она четырехтактная, то именно здесь вы найдете ответ. Компания Stihl запатентовала новый тип двигателя, который получил название 4-MIX. Его особенность в том, что он совмещает в себе достоинства двухтактного и четырехтактного моторов. Как же устроен такой тип двигателя, и самое интересное, как обеспечивается смазка КШМ, узнаем в деталях. Ниже представлена схема ДВС 4-mix.

На схеме видно, что такой двигатель оснащен ГРМ, и работает агрегат в 4 такта. При этом, чтобы сэкономить на стоимости бензоинструмента, производители не используют отдельную систему смазки. Смазка КШМ осуществляется вместе с топливом, как это свойственно для двухтактных моторов. Поступление бензина с маслом в камеру КШМ осуществляется из емкости, где располагаются коромысла впускного и выпускного клапанов.

Эта емкость соединяется с камерой КШМ при помощи каналов, в которых располагаются направляющие клапанов, соединенные одной частью с коромыслом, а второй с кулачком на распредвале.

В герметичную камеру клапанов засасывается топливно-воздушная смесь из карбюратора, которая направляется по каналам к кривошипно-шатунному механизму. Чтобы иметь представление, как работает ДВС 4-mix, рассмотрим пошаговую работу каждого такта.

  1. Первый такт начинается с того, что поршень из верхней мертвой точки движется вниз, одновременно всасывая через открывающийся впускной клапан порцию топливно-воздушной смеси. Эта смесь всасывается из карбюратора и камеры клапанов. Двигающийся поршень вниз создает давление в камере КШМ, что позволяет выдавливать скопившуюся топливно-воздушную смесь через каналы направляющих клапанов. В итоге цилиндр заполняется смесью бензина с маслом и воздухом
  2. Когда поршень достигает нижней точки, начинается процесс сжатия топлива. Смесь воспламеняется от искры, создаваемой свечой зажигания, как только поршень достигает верхней мертвой точки. В то время, как в цилиндре сжимается смесь, под поршнем создается разрежение или вакуум. За счет вакуума происходит засасывание очередной порции топлива из карбюратора в камеру КШМ через емкость клапанов. Поступившая смесь в камеру КШМ осуществляет смазку рабочих деталей
  3. После сгорания топлива, поршень движется вниз — происходит рабочий ход. В это время под поршнем возрастает давление, которое выталкивает засосавшую смесь обратно в камеру клапанов. Смесь заполнить рабочую часть цилиндра не может, так как впускной клапан закрыт. От избытка давления смесь в некотором количестве выталкивается обратно в карбюратор. Это приводит к тому, что часто на двигателях 4-mix воздушные фильтры влажные. Это вовсе не проблема с карбюратором, а нормальное явление. Количество выбрасываемой смеси не такое большое, как на двухтактных двигателях, где выталкивание смеси происходит через выпускной канал. Кроме того, оседающее топливо на фильтре не выбрасывается в атмосферу, а конденсируясь, снова всасывается в двигатель. Рабочий ход или третий такт заканчивается когда поршень достигает нижней мертвой точки
  4. Завершающий этап — открытие выпускного клапана. Через клапан выдавливается сгоревшее топливо в виде выхлопных газов. Под поршнем снова создается разрежение, вследствие которого происходит засасывание очередной порции топливно-воздушной смеси из карбюратора, поступающего в камеру КШМ

Так происходит работа ДВС 4-микс, которые получили большую популярность. Среди преимуществ таких моторов следует выделить следующие факторы:

  • Практически полное сгорание топлива, что положительно влияет на норму токсичности
  • Простая система смазки, исключающая необходимость использования масляного картера и насоса
  • Сниженный вес, который немного больше, чем весит двухтактный агрегат
  • Пониженный уровень шума по сравнению с двухтактными моторами
  • Высокая мощность
  • Низкое потребление топлива
  • Хорошее ускорение и тяговое усилие

В итоге компании Stihl удалось совместить все достоинства 4-х и 2-х тактных двигателей, создав при этом агрегат под названием 4-mix. Простота конструкции, неприхотливость, доступная стоимость, высокая мощность и прочие достоинства присущи для этого современного типа двигателей внутреннего сгорания.

Что такое двигатели внутреннего сгорания 2-MIX и X-torq

Компания Stihl предлагает также бензиновые инструменты с двухтактным двигателем модернизированной версии. Этот двигатель получил название 2-mix – двухтактная модель усовершенствованного типа. Аналогичную модель двигателя выпустила компания Husqvarna, и назвала его X-torq. Принцип работы двигателей одинаков, а отличия присутствуют только в конструкции. Схема работы ДВС 2-MIX представлена ниже.

На схеме видно, что топливно-воздушная смесь, поступающая от карбюратора, разделяется на два потока. Зеленой стрелкой показана смесь, которая всасывается в камеру КШМ, осуществляя тем самым смазку деталей. Ее всасывание происходит во время движения поршня вверх, когда создается разрежение. Поток смеси, указанный стрелкой синего цвета, подается непосредственно в камеру цилиндра, где происходит его сжатие и воспламенение. Всасывание топливно-воздушной смеси в цилиндр происходит при движении поршня вниз. Что примечательного в такой схеме работы двигателя?

Разделение потока позволило снизить выбросы топливной смеси в атмосферу, выходящей вместе с выхлопными газами. Это достигается за счет того, что рабочая область цилиндра заполняется смесью, обогащенной воздухом. Этот воздух выталкивает выхлопные газы, и в некотором количестве также выводится из камеры сгорания. Более насыщенный топливом поток поступает в камеру КШМ, обеспечивая эффективную смазку деталей.

В итоге модернизация двухтактного мотора способствовала тому, что снились потери топлива, а значит и уменьшился расход. Кроме того, выхлоп стал более чистым, так как в составе смеси отсутствует бензин с маслом, а система КШМ получила более эффективную систему смазки. При этом стоимость такого двигателя не сильно отличается от обычного двухтактного. Схема работы такого типа агрегата показана на видео.

Есть ли особые требования к качеству топлива для обычного двухтактного мотора и 2-mix? Разницы нет никакой, кроме того, на таких двигателях применяются одинаковые типы карбюраторов. Отличие карбюратора только в наличии дополнительной проставки, посредством которой происходит разделение потока топливной смеси на 2-MIX моторах.

Подводя итог, надо отметить, что отличия между рассматриваемыми типами двигателей имеются, и они достаточно существенные. Однако менее надежные 2-тактные агрегаты продолжают активно пользоваться популярностью за счет своей простой конструкции и невысокой стоимости. Зная конструкцию и принцип работы, не составит большого труда произвести ремонт двигателя таких инструментов, как бензопилы, мотокосы, мотоблоки, снегоуборщики, лодочные моторы и прочие.

Источник http://autodont.ru/dvigatel/4-taktnyj-dvigatel-podrobno-razbiraem
Источник Источник Источник http://www.studiplom.ru/Technology-DVS/4-x_DVS.html
Источник Источник http://moiinstrumentu.ru/otlichie-dvuhtaktnogo-dvigatelja-ot-chetyrehtaktnogo.html

Механизм газораспределения: фазы газораспределения

Продолжительность открытия впускных или выпускных отвер­стий цилиндра, выраженную в градусах угла поворота коленчатого вала, принято называть фазами газораспределения.

В зависимости от назначения отверстий, соединяющих цилин­дровую полость двигателя с впускным или выпускным трубопрово­дами, различают фазы впуска (продувки) и выпуска. Величину фаз выбирают сообразно с тактностью двигателя, особенностями его конструкции и быстроходностью. Правильный выбор фаз газорас­пределения для каждой конкретной модели двигателей в значи­тельной степени определяет их параметры. На окончательном выборе фаз газораспределения останавливаются после эксперименталь­ного уточнения путем испытаний данной модели двигателя на стенде.

Для большей наглядности фазы газораспределения обычно изображают в виде круговых диаграмм. На рис. 1 показаны такие диаграммы для четырехтактного автомобильного двигателя МЗМА-408 и двухтактного мотоциклетного двигателя К-175, имею­щего кривошипно-камерную продувку.

В четырехтактных двигателях рабочий цикл осуществляется за два оборота вала, причем ход впуска или выпуска совершается поршнем за 180° угла поворота коленчатого вала. Однако опыт создания четырехтактных двигателей и экспериментальные иссле­дования их показали, что продолжительность процессов впуска и выпуска должна быть больше соответствующих ходов поршня. Иначе нельзя ожидать хороших мощностных и экономических показателей. Поэтому в быстроходных автомобильных двигателях процесс впуска начинается за 10—20° до прихода поршня в в.м.т., а заканчивается примерно через 40—70° и даже 100° угла поворота вала после того, как поршень пройдет н.м.т. Следовательно, общая продолжительность фазы впуска составляет 240÷300° угла поворота коленчатого вала (см. рис. 1, а).

Рис. 1 — Диаграммы фаз распределения:

а)  четырехтактного двигателя МЗМА-408;  б)  двухтактного двигателя   К 175

Угол поворота коленчатого вала от н.м.т. до момента закрытия впускного клапана называется углом запаздывания закрытия. Увеличение угла запаздывания закрытия клапана заметно улучшает наполнение цилиндров. Объясняется это явление возникающим инерционным напором потока во впускном трубопроводе, который усиливается к концу процесса впуска. Благодаря этому свежий заряд может поступать в цилиндр и в то время, когда поршень движется от н.м.т. к в.м.т. Обычно за время запаздывания закрытия впускного клапана при полной нагрузке и номинальных оборотах вала в цилиндр поступает 10—15% свежей горючей смеси или воздуха, потребляемых двигателем.

Такую же примерно продолжительность в автомобильных дви­гателях имеет и фаза выпуска (см. рис. 1, а). Выпускной клапан открывается до прихода поршня в н.м.т. при такте расширения за 40—60° угла поворота коленчатого вала, а закрывается с запаз­дыванием на 15—20° после завершения хода выпуска (после в.м.т.).

Открытие выпускного клапана с большим углом опережения необходимо для того, чтобы лучше очистить цилиндр. К этому момен­ту газы в цилиндре имеют давление около 4—5 кГ/см2 (≈0,4—0,5 Мн/м2) и выбрасываются в атмосферу с большой скоростью равной скорости при критическом перепаде давлений Считают что за первую фазу выпуска из цилиндра выбрасывается примерно 60—70% всех отработавших газов и только 20—30% их удаляется при последующем ходе поршня от н.м.т. до в.м.т., когда осу­ществляется вторая фаза выпуска. Если бы выпускной клапан откры­вался в момент нахождения поршня в н.м.т., то все отработав­шие газы пришлось бы удалять из цилиндра при движении поршня к в.м.т. и затрачивать на это большую работу.

Увеличение работы на впуск свежего заряда в цилиндры или выпуск в атмосферу отработавших газов ведет к ухудшению эконо­мических и мощностных показателей двигателя.

Расширение фаз впуска и выпуска путем введения некоторого опережения открытия впускного и запаздывания закрытия выпуск­ного клапанов позволяет лучше использовать проходные сечения клапанных отверстий, так как к началу хода впуска и после завершения поршнем хода выпуска клапаны находятся в приоткрытом состоянии. Положение, когда поршень находится вблизи в.м.т. и оба клапана одновременно приоткрыты, называется перекрытием клапанов.

В двигателе, диаграмма фаз газораспределения которого пока­зана на рис. 1, а, перекрытие клапанов составляет 40° угла пово­рота коленчатого вала.

Рабочий процесс в двухтактных двигателях осуществляется за один оборот коленчатого вала, поэтому в сравнении с четырех­тактными двигателями продолжительность фаз газораспределения у них примерно в два раза меньше. Круговая диаграмма фаз двух­тактного двигателя (см. рис. 1, б), имеющего кривошипно-камерную продувку, существенно отличается от диаграмм четырехтакт­ных двигателей еще и тем, что характеризует газообмен одновре­менно в надпоршневой и кривошипной полостях двигателя.

Для двигателей типа К-175, показанная на рис. 1, б круговая диаграмма является типичной. Впуск горючей смеси в кривошипную камеру продолжается всего 121° угла пово­рота вала, пока открыто окно 10°. К моменту открытия окна 6 давление в цилиндре снижается почти до атмосферного и как только окно 6 приоткроется, начинается продувка цилиндра, т. е. процесс одновременного наполнения цилиндра и принудительного вытеснения из него отработавших газов.

В рассматриваемом примере выпуск продолжается 147°, а про­дувка всего 122° угла поворота коленчатого вала. Поэтому очистка и наполнение цилиндров в двигателях с двухтактным рабочим процессом всегда бывает хуже, чем в четырехтактных.

 

 

Источник: Райков И.Я., Рытвинский Г.Н. Двигатели внутреннего сгорания, 1971 г


Newer news items:

Older news items:


Открытый урок на тему «Фазы газораспределения»

Утверждаю.

Зам. директора

Майсурадзе Г.Ш.

___ ______2016

_______________

План открытого урока

теоретического обучения.

(методическая разработка открытого урока)

Тема урока: Понятие о фазах газораспределения двигателя внутреннего сгорания.

Задачи урока:

  1. Образовательная: сформировать понятия у обучающихся о фазах газораспределения двигателя внутреннего сгорания.

  2. Развивающая: способствовать развитию у обучающихся навыков по выставлению фаз газораспределения самостоятельно, внимание и координации движений, логическое мышления.

  3. Воспитательная: воспитать аккуратность, трудолюбие, любовь к выбранной профессии и бережное отношение к оборудованию и приспособлениям.

Цель занятия: сформировать у обучающихся основные понятия о фазах газораспределения и порядке работы двигателя.


Тип занятия: урок изложения нового материала.

1. Организационный момент.

Цель – подготовка обучающихся к работе на уроке – 3 мин.

2. Проверка домашнего задания — 5 мин.

Цель – установить уровень выполнения домашнего задания.

  1. механизмы двигателя внутреннего сгорания,

  2. системы двигателя внутреннего сгорания,

  3. такты двигателя внутреннего сгорания.

3. Обобщение ответов.

4. Изложение новой темы — 20 мин.

Ход урока. 
Работа двигателя зависит от фаз газораспределения, то есть от своевременности открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов.

Что такое фазы газораспределения спросите вы? Фаза газораспределения — это период от момента открытия клапанов до момента их закрытия, выраженные в градусах поворота коленчатого вала и отмечаются по отношению к начальным или конечным моментам соответствующих тактов. Задача механизма газораспределения — обеспечить наивысшую эффективность наполнения и очистки цилиндра во время работы двигателя. От того, насколько грамотно подобраны фазы газораспределения, зависит экономичность мотора, мощность и развиваемый момент тяги. В большинстве двигателей фазы меняться не могут, и работа таких двигателей не отличается высокой эффективностью. Из-за этого скорость и эффективность наполнения цилиндров при различных режимах работы двигателя неодинаковы.

Перед рассмотрением фаз газораспределения мы должны вспомнить геометрию, и то-что круг имеет 360 градусов, пол круга 180 градусов и четверть круга 90 градусов, а два круга 720 градусов. При рассмотрении рабочих циклов двигателей условно было принято, что открытие и закрытие клапанов происхо­дит в момент нахождения поршня со­ответственно в ВМТ или в НМТ (показать на макете).

В дей­ствительности моменты открытия и закрытия клапанов не совпадают с по­ложением поршней в мертвых точках. Клапаны открываются и закрываются с некоторым, иногда очень значи­тельным, опережением или запаздыва­нием, что необходимо для улучшения наполнения цилиндров чистым возду­хом (дизели) или горючей смесью (кар­бюраторные двигатели) и лучшей очист­ки их от отработавших газов.

Рассмотрим общую диаграмму фаз газораспределения четырехтактного двигателя. Впускной клапан открывается с опережением, т. е. до прихода кривошипа ко­ленчатого вала и поршня в ВМТ. Вслед­ствие этого в начале движения поршня вниз впускной клапан будет уже открыт на значительную величину, и наполне­ние цилиндра воздухом или горючей смесью улуч­шается. Закрывается впускной клапан с запаздыванием, т. е. поршень проходят НМТ, поднимаются вверх, совершая такт сжатия, а клапан в это время еще открыт, и горючая смесь или воздух по инерции заполняют цилиндр.
Выпускной клапан открывается до прихода поршня в НМТ, т. е. с опереже­нием. Поршень движется вниз, а отработавшие газы уже начинают вы­ходить из цилиндра, так как давление в нем больше атмосферного. Поэтому при движении поршня вверх, во время такта выпуска, меньше затрачивается работы на удаление отработавших га­зов из цилиндра двигателя. Закрытие выпускного клапана происхо­дит с запаздыванием — после перехода поршнем ВМТ. В этом случае используется от­сасывающее действие потока газов в выпускном трубопроводе.
Таким образом, в результате откры­тия выпускного клапана с опережением и закрытия его с запаздыванием улуч­шается очистка цилиндра от отработав­ших газов. Анализируя диаграмму, ви­дим, что в течение некоторого времени, за которое коленчатый вал поворачи­вается на угол, равный сумме углов запаздывания и опережения, открыты оба клапана — впускной и выпускной — этот период называют перекрытием клапанов.
Для правильной установки фаз газо­распределения распределительные зуб­чатые колеса двигателя необходимо точно соединять по меткам.

С увеличением частоты вращения ко­ленчатого вала (быстроходные двигате­ли) фазы газораспределения расши­ряются, так как поршни перемещаются быстрее и остается меньше времени на наполнение цилиндров чистым возду­хом или горючей смесью.

4. Изложение видеоматериала – «Газораспределение» — 3 мин.

Последовательность чередования одноименных тактов в различных цилиндрах многоцилиндрового двигателя называется порядком работы цилиндров двигателя, который зависит от расположения цилиндров и конструктивного исполнения коленчатого и распределительного валов. У четырехцилиндровых однорядных двигателей такты чередуются через 180° и порядок работы цилиндров может быть следующим (пишем) порядок работы рядного четырех цилиндрового двигателя 1-3-4-2 (ВАЗ) или 1 — 2 — 4 — 3 (ГАЗ).
В V-образных восьмицилиндровых четырехтактных дви­гателях шатунные шейки коленчатого вала располагаются под углом 90°, и при угле развала двигателя 90° одноимен­ные такты будут перекрываться в левом ряду цилиндров по отношению к правому ряду на 90° или 1/4 оборота коленча­того вала. Эти двигатели имеют следую­щий порядок работы цилиндров: 1 – 5 – 3 – 6 – 2 – 4, и 1—5—4—2—6—3— 7 —8.

Знание порядка работы цилиндров необходимо для правильного подсоединения проводов к свечам зажигания бензиновых двигателей или трубопроводов высокого давле­ния дизельных двигателей, а также при регулировке тепло­вых зазоров клапанного механизма.

6. Тесты по теме – «Газораспределительный механизм двигателя внутреннего сгорания» — 3 мин.

1. Какое явление используется для работы ДВС?


а. нагревание при сгорании рабочей смеси.

б. химическая реакция при сгорании рабочей смеси.

в. расширение при сгорании рабочей смеси.

г. сужение при сгорании рабочей смеси.

2. Головки впускных клапанов имеют … диаметр, чем у выпускных.

а. больший.

б. меньший.

в. одинаковые.

3. Каким термином называют совокупность процессов, периодически повторяющихся в определенной последовательности в цилиндре двигателя?

а. тактом.

б. рабочим циклом.

в. рабочим процессом

4. Как называются точки, в которых скорость поршня равна нулю и он достигает крайних положений при своем движении?

а. мертвые точки.

б. крайние точки.

в. крайние положения.

5. За сколько оборотов коленчатого вала совершается рабочий цикл в четырехтактном двигателе:

а. За 1 оборот (360o).

б. За 2 оборота (720°).

в. За 4 оборота (1440°).

г. Среди ответов нет правильного.

6. Укажите правильную последовательность тактов ДВС:

а. рабочий ход, впуск, сжатие, выпуск.

б. впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск.

в. сжатие, выпуск, рабочий ход, впуск.

г. выпуск, рабочий ход, впуск.

7. Поршень движется от НМТ к ВМТ, открыт выпускной клапан. Какой такт происходит в цилиндре двигателя?

а. Впуск.

б. Сжатие.

в. Рабочий ход.

г. Выпуск.

8. При движении поршня от НМТ к ВМТ в процессе такта «сжатие» в каком положении должны находиться клапана?

а. Оба клапана открыты.

б. Впускной открыт, выпускной закрыт.

в. Впускной закрыт, выпускной открыт.

г. Оба клапана закрыты.

9. Как отличить впускной клапан от выпускного одного двигателя?

а. по длине стержня клапана.

б. по диаметру тарелки клапана.

в. по маркировке.

10 Какова частота вращения распределительного вала по сравнению с коленчатым валом на четырехтактном двигателе?

а. вращается в 2 раза быстрее коленвала.

б. вращается с такой же скоростью как коленвал.

в. вращается в 2 раза медленнее коленвала.

г. вращается независимо от коленвала.

7. Закрепление новой темы

Контрольные вопросы: 
1. Показать и рассказать фазы газораспределения на макете ДВС.

2. Как изображаются фазы газораспределения.

3. Разъясните диаграмму фаз газораспределения ДВС.

4. Дать определение порядка работы двигателя.

5. Какой порядок работы четырех, шести и восьми цилиндровых двигателей.


8. Выставление оценок.

9. Задание на дом: Фазы газораспределения. кн.-Устройство автомобилей

Диаграмма газораспределения двигателя — Энциклопедия по машиностроению XXL


Фазы газораспределения изображаются круговой диаграммой, называемой диаграммой газораспределения. На рис. 23 приведена диаграмма газораспределения двигателя автомобиля ГАЗ-53А, из которой видно, что при положении поршня, близком к в. м. т., оба клапана приоткрыты. Это явление называется перекрытием клапанов. Оно длится в течение очень небольшого промежутка времени. Поэтому за это время не происходит ни перемешивания потоков отработавших газов и свежего заряда, ни утечки горючей смеси с отработавшими газами.  [c.42] Диаграмма газораспределения двигателя 4-42,5/60 приведена на фиг, 46.  [c.100]
Фиг. 37. Несимметричная диаграмма газораспределения двигателя с прямоточной клапанно-
ДИАГРАММА ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ  [c.69]
Моменты открытия и закрытия клапанов в четырехтактных двигателях или окон в двухтактных двигателях, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала относительно мертвых точек, называются фазами газораспределения. Графически их можно изобразить в виде круговой диаграммы (рис. 67), которая называется диаграммой газораспределения или диаграммой распределения, если указаны моменты действия органов топливоподачи или зажигания.  [c.162] Примерная круговая (спиральная) диаграмма газораспределения четырехтактного двигателя, работающего со сгоранием при постоянном давлении, приведена на рис. 9—IV.  [c.273] На рис. 22 показаны диаграммы фаз газораспределения, из которых видно, что есть период, когда оба клапана открыты одновременно. Такое положение называют перекрытием клапанов. Перекрытие клапанов улучшает очистку и наполнение цилиндров. В табл. 2 приведены данные по системе газораспределения двигателей.  [c.28] Примеры диаграмм фаз газораспределения показаны на рис. 17 и 18. В табл. 4 приведены данные по системе газораспределения двигателей.  [c.40]
Рис. 24. Диаграмма фаз газораспределения двигателя ЯМЗ-236
Рис 14. Диаграммы фаз газораспределения двигателей  [c.33]
Рис. 13. Диаграммы фаз газораспределения двигателей в —ЗМЗ-66 б —ЗИЛ-131 в-ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238
Устройство двухтактного двигателя. Схема двухтактного двигателя с кривошипно-камерной продувкой показана на рис. 44, индикаторная диаграмма — на рис. 45, а диаграмма газораспределения — на рис. 46.  [c.62]
На рис. 17, а представлена круговая диаграмма фаз газораспределения двигателя ЗИЛ-130.  [c.22]

Фазы газораспределения двигателя ГАЗ-53 показаны на круговой диаграмме (рис. 17, б).  [c.23]

В карбюраторных двигателях для улучшения наполнения цилиндров горючей смесью и лучшей очистки их от отработавших газов продолжительность открытия клапанов увеличивается путем опережения их открытия и запаздывания закрытия относительно положений поршня в мертвых точках. Величины углов опережения открытия клапанов и запаздывания их закрытия (по углу поворота коленчатого вала) для каждого из двигателей определяются фазами газораспределения, изображенными на диаграмме газораспределения (фиг. 58).  [c.103]

Для двухтактных двигателей ЯАЗ-204 диаграмма газораспределения имеет другой вид, с более малыми периодами открытия выпускных клапанов и продувочных окон, вследствие особенностей рабочего процесса. Когда кривошип вала при рабочем ходе не доходит до н. м. т. на угол [, равный 85°, начинают открываться выпускные клапаны и отработавшие газы в результате избыточного давления выходят из цилиндра. Несколько позже, не доходя до нижнего положения кривошипа на угол а, равный 48°, поршень, перемещаясь, открывает продувочные окна, и в цилиндр поступает воздух, заполняя цилиндр и продувая его от оставшихся отработавших газов. При ходе поршня вверх сначала закрываются продувочные окна при  [c.110]

Рассмотрим диаграммы газораспределения четырехтактного двигателя (рис. 52, а и б).  [c.65]

Опыты велись на одноцилиндровом двигателе при постоянном числе оборотов с двумя видами диаграммы газораспределения, показанными на фиг. 358, и наддувом от электромотора. Результаты опытов приведены на фиг. 358″. То обстоятельство, что при ДР 20 мм рт. ст. наблюдалось снижение расхода топлива, дает основание предположить, что даже при  [c.376]

Рис. и. Диаграммы фаз газораспределения двигателе а— четырехтактного б — двухтактного  [c.51]

Заводы-изготовители двигателя после сборки и проверки правильности газораспределения ставят метки. Задача монтажника сводится к установке сцепления шестерен по заводским меткам и к проверке фаз газораспределения по круговой диаграмме (фиг. 17). В случае отсутствия меток проверка и установка шестерен производятся по данным заводов-изготовителей.  [c.391]

Диаграмма фаз газораспределения четырехтактного двигателя мотоцикла К-750 показана на рис. 20.  [c.25]

На рис. 21 показана диаграмма фаз газораспределения двухтактных двигателей ЯАЗ-204, и ЯАЗ-206, а в табл. 6 даны фазы газораспределения изучаемых четырехтактных двигателей.  [c.44]

На рис. 5 приведена диаграмма фаз газораспределения четырехтактного двигателя, а в табл. 1 даны величины фаз для некоторых двигателей.  [c.12]

Скругление индикаторной диаграммы осуществляется на основании следующих соображений и расчетов. Так как рассчитываемый двигатель достаточно быстроходный (п = 5600 об/мин), то фазы газораспределения необходимо устанавливать с учетом получения хорошей очистки цилиндра от отработавших газов и обеспечения дозарядки в пределах, принятых в расчете. В связи с этим начало от-  [c.90]

Фазы газораспределения изображаются в виде круговой диаграммы (рис. 27, а), называемой диаграммой газораспределения. В основном они зависят от быстроходности двигателя. Чем больше номцральная частота вращения коленчатого вала двигателя, тем больше углы ф, Рф, Уф, ни .  [c.50]

Общая диаграмма газораспределения четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания представлена на фиг. 87, где  [c.402]

Назначение диаграммы или таблицы газораспре1Д ления состоит в том, чтобы облегчить регулировку газораспределения двигателя как в заводских, так и в полевых условиях.  [c.69]

На рис. 24 приведены диаграммы фаз газораспределения, из которых видно, что в двигателе бывают моменты (в конце такта выпуска и начала такта впуска), когда оба клапана открыты. В это время происходит продувка цилиндров свежим зарядом горючей смеси для лучшей очистки их от продуктов с горания. Этот период носит название — перекрытие клапанов.  [c.38]

Расчет клапанной пружины карбюраторного двигателя. Из расчета газораспределения (см. 65) имеем частоту Пр = 0,5 n/v = 2800 об/мин и угловую скорость вращения ю = 293 рад/с распределительного вала максимальную высоту подъема впускного клапана Лкл шах = = 8,92 мм диаметр горловины впускного клапана d p = S2,5 мм размеры кулачка с выпуклым профилем = 15 мм, г, = 57,2 мм. Гг = 8,5 мм Лт тах= 5,68 мм, а = Гд + max— = 12,18 мм размеры коромысла /кл- = 52,6 мм, = 33,5 мм диаграммы подъема, скорости и ускорения толкателя (см. рис. ИЗ и табл. 65). Расположение клапанов верхнее с приводом от распределительного вала, размещенного в головке блока. Усилие от кулачка передается непосредственно на коромысло, имеющее плоскую поверхность соприкоснове-  [c.309]



Диаграмма фаз газораспределения двухтактного и четырехтактного двигателя

Введение

Мы всегда обсуждаем «Сгорание топливно-воздушной смеси вызывает движение поршня, что, в свою очередь, вызывает вращение коленчатого вала», а также «Остаток сгорания гаснет от выхлопа», но задумывались ли вы когда-нибудь, как происходит этот впуск и выпуск?, как контролируется синхронизация этого впуска и выпуска? Ответ: впускной и выпускной клапан, верно? Но возникает вопрос, как контролируются эти впускной и выпускной клапан? Давайте просто выкопаем это.

Диаграмма фаз газораспределения представляет собой графическое представление открытия и закрытия впускного и выпускного клапанов двигателя. Открытие и закрытие клапанов двигателя зависят от движения поршня от ВМТ до НМТ. Это соотношение между поршнем и клапанами управляется путем установки графического представления между этими двумя, которое известно как диаграмма фаз газораспределения.

Диаграмма фаз газораспределения состоит из 360-градусной фигуры, которая представляет движение поршня от ВМТ до НМТ во всех тактах цикла двигателя, которое измеряется в градусах, а открытие и закрытие клапанов управляется в соответствии с этими градусов.

Зачем нужна диаграмма фаз газораспределения?

Источник изображения

Обычный двигатель совершает около 100 000 циклов в минуту, поскольку мы знаем, что в одном цикле участвует ряд процессов (от впуска воздушно-топливной смеси до выпуска продуктов сгорания).

  • Синхронизация между этапами цикла двигателя от впуска воздушно-топливной смеси до выхлопа остаточного сгорания.
  • Полное заклинивание камеры сгорания в момент, когда происходит сгорание топливовоздушной смеси, так как утечка может привести к повреждению двигателя и может быть опасной.
  • Обеспечьте двигатель смесью воздуха и топлива или воздуха в случае дизельного двигателя, когда это необходимо (во время всасывания), что необходимо двигателю.
  • Обеспечьте выход продуктов сгорания, чтобы мог произойти следующий цикл двигателя.
  • Идеальное время для открытия и закрытия впускного и выпускного клапанов, которые, в свою очередь, защищают двигатель от таких дефектов, как стук или детонация.
  • Высокая степень сжатия, необходимая для сжигания топлива, особенно в случае дизельного двигателя, путем перекрытия закрытия клапана.
  • Очистка цилиндра двигателя, которая, в свою очередь, поддерживает качество сгорания и снижает износ внутри цилиндра.
  • Изучение деталей сгорания, необходимое для изменения мощности двигателя.

Таким образом, по этим причинам двигатель, будь то 2-тактный или 4-тактный, спроектирован в соответствии с диаграммой фаз газораспределения, так что движение поршня от ВМТ до НМТ обеспечивается с идеальным временем открытия и закрытия впускной и выпускной клапаны соответственно.

Читайте также:

Диаграмма фаз газораспределения для 4-тактного двигателя (бензиновый и дизельный) выпуск , Связь между клапанами (впускными и выпускными) и движением поршня от ВМТ до НМТ представлена ​​​​графиком, известным как диаграмма фаз газораспределения.

Теоретический

Такт всасывания- Цикл двигателя начинается с этого такта, Впускной клапан открывается, когда поршень, находящийся в ВМТ, начинает двигаться к НМТ и воздушно-топливная смесь в случае бензина и свежего воздуха в случае дизельного двигателя начинает поступать в цилиндр до тех пор, пока поршень не переместится в НМТ.

Такт сжатия-  После такта всасывания поршень снова начинает двигаться от НМТ к ВМТ, чтобы сжать топливовоздушную смесь (бензиновый двигатель) и свежий воздух (дизельный двигатель), что, в свою очередь, повышает давление внутри цилиндра, которое необходимы для сгорания топлива.

  • Впускной клапан закрывается во время этой операции, чтобы обеспечить захват камеры для сжатия топлива.

Такт расширения- После сжатия топлива происходит сгорание топлива, которое, в свою очередь, толкает поршень, находящийся в ВМТ, к НМТ, чтобы сбросить давление, создаваемое сгоранием, и получить выходную мощность.

Примечание – В бензиновом двигателе сгорание происходит за счет искры, создаваемой свечой зажигания.

  • В бензиновом двигателе воздух и топливо поступают в цилиндр во время такта всасывания.
  • В дизельном двигателе сгорание происходит за счет высокой степени сжатия, обеспечиваемой тактом сжатия, который отвечает за повышение температуры внутри цилиндра до температуры самовоспламенения дизельного топлива и наддувочного воздуха.
  • В дизельном двигателе свежий воздух поступает внутрь цилиндра во время такта всасывания, и топливо распыляется топливными форсунками по воздуху.

Такт выпуска — После такта расширения поршень, находящийся в НМТ, начинает двигаться к ВМТ, после чего открывается выпускной клапан для удаления остаточного сгорания

  • Выпускной клапан закрывается после достижения поршнем ВМТ.

Фактический или практический процесс

 

  • В такте всасывания 4-тактного двигателя впускной клапан открывается на 10-20 градусов до ВМТ для надлежащего впуска воздуха или топлива (дизель), что также обеспечивает очистку оставшихся продуктов сгорания в камере сгорания.
  • При достижении поршнем НМТ начинается такт сжатия и снова начинается движение поршня к ВМТ , Впускной клапан закрывается на 25-30 градусов после НМТ во время такта сжатия, что обеспечивает полный захват камеры сгорания для сжатия воздуха- топливо (бензиновый двигатель) и воздух (дизельный двигатель).
  • На такте сжатия при движении поршня к ВМТ сгорание топлива происходит за 20-35 градусов до ВМТ, что обеспечивает правильное сгорание топлива и правильное распространение пламени.
  • Такты расширения начинаются из-за сгорания топлива, что, в свою очередь, снижает давление внутри камеры сгорания и обеспечивает вращение коленчатого вала. Поршень движется от ВМТ к НМТ во время такта расширения, который продолжается 30-50 градусов до НМТ.
  • Выпускной клапан открывается за 30-50 градусов до НМТ, что в свою очередь запускает такт выпуска, а выброс остатка сгорания происходит с перемещением поршня от НМТ к ВМТ, которое продолжается до 10-20 градусов после достижения поршнем ВМТ.

Как видим за весь цикл двигателя клапаны перекрываются 2 раза т.е. закрытие обоих клапанов на такте сжатия и открытие обоих клапанов на такте выпуска.

Временная диаграмма портов для 2-тактного двигателя

В 2-тактном бензиновом двигателе, как мы все знаем, цикл двигателя завершается за 2 такта, т. 2 удара.

Теоретические фазы газораспределения
Такт расширения —

В начале такта расширения поршень, находящийся в ВМТ, начинает двигаться к НМТ за счет сгорания сжатого воздуха-топлива (бензиновый двигатель) и (дизельного распыленного заряда в дизельный двигатель) во время такта сжатия и получается выходная мощность.

  • Воздух-топливо (бензиновый двигатель) и воздух (дизельный двигатель) поступают через впускное отверстие во время тактов расширения, когда поршень перемещается от ВМТ к НМТ во время этого такта.
  • Ход расширения продолжается до тех пор, пока поршень не достигнет НМТ.
Такт сжатия-

В конце такта расширения поршень, находящийся в НМТ, начинает двигаться к ВМТ и сжатие воздушно-топливной смеси (бензиновый двигатель) и дизельного топлива (дизельный двигатель) начинается вместе с выхлопом остаточного сгорания через выпускное отверстие из-за движения поршня от НМТ к ВМТ.

  • Поршень закрывает как впускной, так и выпускной каналы за счет своего движения от НМТ к ВМТ, что, в свою очередь, повышает давление внутри камеры сгорания.
  • В конце такта сжатия, т.е. при достижении поршнем ВМТ, происходит сгорание топливовоздушной смеси (бензиновый двигатель) за счет искры и впрыска дизельного топлива (дизельный двигатель) за счет высокого давления, И цикл повторяется снова.
Фактический или практический процесс

 

  • До такта расширения i.е. завершение такта сжатия, впускное отверстие открывается на 10-20 градусов до того, как поршень достигает ВМТ, что, в свою очередь, запускает такт расширения из-за сгорания топливовоздушной смеси (бензиновый двигатель) из картера и воздуха (дизельный двигатель), поступающего из впускной канал, который, в свою очередь, толкает поршень к НМТ.
  • Впускной канал закрывается на 15-20 градусов после ВМТ во время такта расширения двухтактного двигателя.
  • За счет перемещения поршня от ВМТ к НМТ во время такта расширения выпускное отверстие открывается на 35-60 градусов до того, как поршень достигнет НМТ, что, в свою очередь, запускает выпуск продуктов сгорания.
  • Порт передачи открыт на 30-45 градусов перед НМТ для процесса очистки.
  • Когда поршень перемещается от НМТ к ВМТ, перепускное отверстие закрывается на 30-45 градусов после НМТ, что, в свою очередь, останавливает процесс продувки.
  • При движении поршня от НМТ к ВМТ выпускной клапан закрывается на 35-60 градусов после НМТ, что приводит к заклиниванию камеры сгорания и увеличению давления в камере сгорания за счет начала такта сжатия. и цикл начинается снова.
  • Топливно-воздушная смесь (бензиновый двигатель) и воздух (дизельный двигатель) подается в цилиндр при открытии перепускного отверстия.

Примечание – Открытие и закрытие клапанов за несколько градусов до ВМТ и НМТ необходимо для нормальной работы двигателя, так как зазоры в этом градусе обеспечивают правильное завершение работы тактов и предохраняют двигатель от дефектов типа детонации, а также вызывает меньшую эмиссию.

  • Для модификации мощности эти фазы газораспределения регулируются, что, в свою очередь, увеличивает мощность и крутящий момент двигателя, но снижает экономичность.

В этой статье мы узнали о диаграмме фаз газораспределения двухтактных и четырехтактных бензиновых и дизельных двигателей.Если вам понравилась эта информация, не забудьте поделиться ею в социальных сетях.

Четырехтактный цикл | Инжиниринг | Fandom

Четырехтактный цикл (или цикл Отто ) двигателя внутреннего сгорания наиболее часто используется сегодня в автомобильной и промышленной сфере (автомобили и грузовики, генераторы и т. д.). Он был разработан французским инженером Альфонсом Бо де Роша в 1862 году и, независимо, немецким инженером Николаусом Отто в 1876 году. Четырехтактный цикл более экономичен по топливу и обеспечивает более чистое сгорание, чем двухтактный цикл, но требует значительно больше времени. движущиеся части и производственный опыт.Кроме того, его легче производить в многоцилиндровых конфигурациях, чем в двухтактных, что делает его особенно полезным в высокопроизводительных приложениях, таких как автомобили. Изобретенный позже двигатель Ванкеля имеет четыре аналогичные фазы, но представляет собой роторный двигатель внутреннего сгорания, а не гораздо более обычный поршневой двигатель с четырехтактным циклом.

Четырехтактный цикл (или цикл Отто)


Цикл Отто характеризуется четырьмя тактами или прямыми поочередными движениями вперед и назад поршня внутри цилиндра:

  1. впускной (впускной) ход
  2. такт сжатия
  3. Рабочий ход (сгорание)
  4. такт выпуска

Цикл начинается в верхней мертвой точке , когда поршень находится в самой верхней точке.При первом ходе поршня вниз ( впуск ) смесь топлива и воздуха всасывается в цилиндр через впускное (впускное) отверстие. Впускной (впускной) клапан (или клапаны) затем закрывается(ются), и последующий ход вверх ( сжатие ) сжимает топливно-воздушную смесь.

Воздушно-топливная смесь затем воспламеняется, обычно от свечи зажигания для бензинового двигателя или двигателя, работающего по циклу Отто, или от тепла и давления сжатия для дизельного двигателя с воспламенением от сжатия, примерно в верхней части такта сжатия.Возникающее в результате расширение горючих газов заставляет поршень двигаться вниз для третьего такта ( мощность ), а четвертый и последний ход вверх ( выхлоп ) выводит отработавшие выхлопные газы из цилиндра через открытый выпускной клапан или клапаны. , через выпускное отверстие.

Время клапана []

В своей первоначальной конфигурации четырехтактный двигатель полностью полагается на движение поршня, всасывающего топливо и воздух и вытесняющего выхлопные газы.Когда поршень опускается на такте впуска, в цилиндре создается частичное разрежение, которое всасывает топливно-воздушную смесь. Затем впускной клапан закрывается, поршень поднимается, смесь сжимается и воспламеняется, в результате чего поршень снова опускается. Когда выпускной клапан открывается, поршень снова поднимается и вытесняет выхлопные газы. Этот метод использовался в первых четырехтактных двигателях. Однако вскоре было обнаружено, что при скоростях вращения, приближающихся к 100 оборотам в минуту (об / мин) или выше, выхлопные газы не могут изменить направление достаточно быстро, чтобы выйти через выпускной клапан только за счет движения поршня.

При высоких скоростях вращения постоянный поток через впускной и выпускной каналы поддерживается за счет одновременного открытия впускных и выпускных клапанов в верхней мертвой точке (известное как перекрытие клапанов ). Импульс выхлопного газа поддерживает направленный наружу поток и создает эффект всасывания в цилиндре, известный как продувка, помогая втягивать всасываемый заряд в цилиндр. Однако, чтобы сохранить эффективность, выпускной клапан должен быть закрыт достаточно быстро, чтобы слишком много топливно-воздушной смеси из впускного отверстия не попало в выхлоп двигателя, что приводит к трате топлива.В ситуации с большой мощностью, такой как гонки, где обычны высокие обороты двигателя и принудительная индукция, этот потраченный впустую заряд топлива может служить для охлаждения выпускного клапана и предотвращения детонации.

После воспламенения топливно-воздушного заряда по мере приближения поршня к нижней мертвой точке сгорание замедляется. Непосредственно перед завершением сгорания заряда выпускной клапан открывается примерно на двадцать градусов вращения коленчатого вала до нижней мертвой точки . Это позволяет все еще расширяющимся газам внутри цилиндра выталкиваться через выпускное отверстие, запуская поток выхлопных газов и придавая импульс потоку выхлопных газов.Хотя небольшое количество силы теряется через выпускное отверстие, которое могло бы приводить в движение поршень, сила, которую поршень должен оказывать на газы, чтобы выпустить их из цилиндра, уменьшается, что приводит к повышению эффективности.

Выхлопные системы во многих случаях представляют собой компромисс между себестоимостью производства, оптимальным потоком, низким уровнем выбросов и низким уровнем шума. Ограничения в выхлопной системе, включая оборудование для выхлопных газов, глушители и простые выхлопные трубы, могут ограничивать правильный поток выхлопных газов.В многоцилиндровых установках, в которых многие цилиндры имеют общую выхлопную трубу, волны давления, создаваемые цилиндрами, выхлопными газами, могут препятствовать потоку выхлопных газов из других цилиндров. Поскольку это препятствует выходу выхлопных газов из цилиндра, перекрытие впускного клапана приводит к sреверсии , когда выхлопные газы входят во впускное отверстие. Проблемы с внутренним давлением из-за того, что многоцилиндровый двигатель имеет общую впускную камеру, можно решить, используя карбюратор или инжектор для каждого цилиндра.

Достижение максимальной объемной эффективности для данного двигателя не является шаблонным процессом. Такие переменные, как скорость потока, перекрытие, подъем клапана и расположение событий клапана, создают большой набор переменных. Различное впускное и выпускное оборудование тестируется при разных скоростях и нагрузках, и конечным результатом обычно является компромисс между мощностью, выбросами и стоимостью, за исключением ситуаций, когда требуется максимальная мощность независимо от стоимости или выбросов (например, гонки).

Блок клапанов[]

Клапаны обычно приводятся в действие распределительным валом, который представляет собой стержень с рядом выступающих кулачков (лепестков), каждый с тщательно рассчитанным профилем, предназначенным для открытия клапана на требуемую степень в нужный момент и удержания его открываются по мере необходимости при вращении распределительного вала.Между штоком клапана и кулачком находится толкатель, толкатель кулачка, который компенсирует изменения линии контакта кулачка. В старых конструкциях двигателей кулачковый вал находился в картере, и его движение передавалось толкателем и коромыслом, причем вся цепочка деталей называлась клапанным механизмом). Клапан удерживается в закрытом состоянии сильной пружиной, против силы которой кулачок толкает его, открывая его. Каждый клапан должен открываться только один раз в течение четырехтактного цикла. Следовательно, распределительный вал совершает один оборот на каждые два оборота коленчатого вала.

Если предположить, что конструкция двигателя достаточно надежна, чтобы не сломаться, скорость и, следовательно, выходная мощность двигателя обычно ограничиваются способностью поддерживать большой объемный поток каждой воздушно-топливной смеси и выхлопных газов через соответствующие порты клапана . Поэтому на разработку этой части двигателя уходит много работы. Общие стратегии заключаются в увеличении клапанов, чтобы они занимали как можно большую часть диаметра цилиндра, облегчении клапанного механизма за счет исключения деталей, максимальном открытии клапанов в цилиндр или использовании нескольких клапанов меньшего размера с большей общей площадью. .У каждого из этих методов есть свои недостатки, в результате чего недавняя разработка двигателей с компьютерным управлением работой клапана оптимизировала работу двигателя при любой скорости и нагрузке. На иллюстрациях показан двигатель с двойными верхними распредвалами, который в течение многих лет был стандартной стратегией повышения скоростных характеристик двигателя.

Десмодромные фазы газораспределения[]

В подавляющем большинстве четырехтактных двигателей клапаны закрываются просто возвратными пружинами. По мере увеличения скорости вращения двигателя время, необходимое пружине, чтобы закрыть клапан, может стать значительным.В этом случае толкатель кулачка не может следовать замыкающему профилю кулачка, изменяя синхронизацию и, следовательно, отрицательно сказываясь на характеристиках двигателя. Чтобы уменьшить это, используются более легкие клапаны и более прочные пружины, но существует практический предел тому, насколько низко может быть уменьшена инерционная масса клапана, а увеличение силы возвратной пружины клапана значительно увеличивает и без того значительный износ распределительного вала и седла клапанов.

Одним из решений этой проблемы является система десмодромных фаз газораспределения .Это устраняет возвратную пружину клапана и использует механическое устройство для прямого открытия и прямого положительного закрытия клапана. Тогда можно получить гораздо более высокие обороты двигателя. В некоторых конструкциях используются дополнительный кулачок и коромысло, в других — кулачок, в вертикальной поверхности которого выфрезерован канал, в который входит толкатель (в отличие от следования только внешнему профилю), в других — кривошип, аналогичный коленчатому валу. Недостатком системы является ее повышенная сложность и, следовательно, стоимость.Одним из производителей, использующих эту систему, является Ducati [1] для некоторых мотоциклетных двигателей.

Пневматические пружины клапана[]

Последние двигатели Формулы 1 [2] прибегли к использованию евматических клапанных пружин, чтобы преодолеть ограничения высоких оборотов металлических пружин, при этом все еще используя обычные распределительные валы. «Пружина» клапана на самом деле представляет собой поршень, заполненный азотом высокого давления. Когда клапан приводится в действие кулачком, азот сжимается, и по мере того, как кулачок продолжает свое вращение, повышенное давление в поршне возвращает клапан в закрытое положение.Благодаря этой системе невообразимые ранее обороты двигателя стали обычным делом.

Предел выхода[]

Количество выходной мощности, генерируемой 4-тактным двигателем, в конечном итоге ограничено скоростью поршня из-за прочности материала. Поскольку поршни и шатуны ускоряются и замедляются очень быстро, материал физически достаточно прочен только для того, чтобы выдерживать ограниченные скорости. Может произойти как физическая поломка, так и флаттер поршневых колец, что приведет к потере мощности или даже разрушению двигателя.Флаттер поршня возникает, когда поршневые кольца меняют направление настолько быстро, что могут оторваться от стенок цилиндра, что приводит к потере герметичности цилиндра и снижению мощности.

Одним из важных факторов в конструкции двигателя является r отношение диаметра к ходу . Отношение шатун/ход — это отношение длины шатуна к длине хода коленчатого вала. Увеличение отношения шток/ход (более длинный шток, более короткий ход или и то, и другое) приводит к снижению скорости поршня. Однако, опять же, из-за проблем с прочностью и размером, существует ограничение на длину удилища по отношению к ходу.Более длинный шток (и, следовательно, более высокое соотношение шток/ход) потенциально может создавать большую мощность из-за того, что с более длинным шатуном большее усилие от поршня передается по касательной к вращению коленчатого вала, обеспечивая больший крутящий момент. Более короткое отношение шток/ход создает более высокие скорости поршня, но это может быть выгодно в зависимости от других характеристик двигателя. Увеличенные скорости поршня могут создать кувыркание или завихрение внутри цилиндра и уменьшить детонацию. Увеличенные скорости поршня также могут быстрее втягивать топливно-воздушную смесь в цилиндр через больший впускной канал, способствуя хорошему наполнению цилиндра.

Двигатель, у которого диаметр цилиндра больше, чем ход поршня, обычно называют двигателем квадратного сечения, и такие двигатели способны развивать более высокие обороты. И наоборот, двигатель с отверстием меньше, чем его ход поршня, является двигателем с квадратным сечением. Соответственно, он не может достигать такого количества оборотов в минуту, но может создавать больший крутящий момент при более низких оборотах. Кроме того, двигатель с одинаковым диаметром цилиндра и ходом поршня называется квадратным двигателем.

Библиография[]

  • Харденберг, Хорст О., Средневековье двигателя внутреннего сгорания , Общество автомобильных инженеров (SAE), 1999

Внешние ссылки[]

[3]

Диаграмма фаз газораспределения | Диаграмма фаз газораспределения для четырехтактного бензинового двигателя

Считаем, что для диаграммы фаз газораспределения клапаны открываются и закрываются в мертвых точках поршня. Но на практике они не открываются и не закрываются мгновенно в мертвых точках. Клапаны срабатывают на несколько градусов до или после мертвых точек.Зажигание также происходит незадолго до верхней мертвой точки. Время этой последовательности событий может быть показано графически с точки зрения углов кривошипа от положения мертвой точки. Эта диаграмма известна как диаграмма фаз газораспределения.

Диаграмма фаз газораспределения для четырехтактного бензинового двигателя:

Диаграмма показывает диаграмму фаз газораспределения для четырехтактного бензинового двигателя. Впускной клапан открывается за 10-30° до верхней мертвой точки. Топливно-воздушная смесь всасывается в цилиндр двигателя до закрытия впускного клапана.Впускной клапан закрывается через 30-40° или даже 60° после положения нижней мертвой точки. Топливно-воздушная смесь сжимается до появления искры.

Искра образуется за 20-40° до в.м.т. позиция. Этого времени достаточно для того, чтобы топливо сгорело. Давление и температура повышаются. Горящие газы расширяются и заставляют поршень совершать полезную работу. Горящие газы расширяются до тех пор, пока не откроется выпускной клапан. Выпускной клапан открывается за 30-60° до Н.М.Т. позиция. Выхлопные газы вытесняются из цилиндра до закрытия выпускного клапана.Выпускной клапан закрывается через 8-20° после ВМТ. позиция. Перед его закрытием впускной клапан снова открывается за 10-30° до в.м.т. позиция. Период между открытием впускного клапана и закрытием выпускного клапана известен как период перекрытия клапана. Угол между открытием впускного клапана и закрытием выпускного клапана известен как угол перекрытия клапана.

Диаграмма фаз газораспределения для четырехтактного дизельного двигателя:

Фактическая диаграмма фаз газораспределения четырехтактного дизеля представлена ​​на рисунке. Впускной клапан открывается за 10-25° до положения верхней мертвой точки.Свежий воздух всасывается в цилиндр двигателя до закрытия впускного клапана. Впускной клапан закрывается через 25-50° после положения нижней мертвой точки. Воздух сжимается до впрыска топлива https://blogmech.com/trends-in-common-rail-fuel-injection-system-common-rail-fuel-injection-system/. Впрыск топлива начинается за 5-10° до ВМТ. положение в такте сжатия. Горит топливно-воздушная смесь. Температура и давление повышаются.

Горючие газы расширяются до тех пор, пока не откроется выпускной клапан.Выпускной клапан открывается за 30-50° до Н.М.Т. позиция. Выхлопные газы вытесняются из цилиндра двигателя до закрытия выпускного клапана. Выпускной клапан закрывается через 10-15° после ВМТ. позиция. Перед закрытием выпускного клапана снова открывается впускной клапан за 10-25° до в.м.т. позиция. Период между открытием впускного клапана и закрытием выпускного клапана известен как период перекрытия клапана. Угол между этими двумя событиями известен как угол перекрытия клапана.

Диаграмма фаз газораспределения Для 2-тактных и 4-тактных двигателей SI и CI

Что такое диаграмма фаз газораспределения?
  • Моменты фаз газораспределения — это регулирование точек в цикле, в которые клапаны открываются и закрываются.
  • Диаграмма фаз газораспределения представляет собой графическое представление точных моментов в последовательности операций, когда два клапана (т. е. впускной и выпускной клапаны) открываются и закрываются, а также происходит воспламенение топлива. Как правило, это выражается в угловых положениях коленчатого вала. Здесь мы обсудим теоретические диаграммы фаз газораспределения для четырехтактных и двухтактных двигателей.
  • В идеальном цикле впускные и выпускные клапаны открываются и закрываются в мертвых точках, но в реальных циклах они открываются или закрываются до или после мертвых точек, как описано ниже.

Диаграмма теоретических и фактических фаз газораспределения: 

Существует два фактора: механический и другой динамический, фактические фазы газораспределения отличаются от теоретических.

(a) Механический фактор.

Тарельчатые клапаны поршневых двигателей открываются и закрываются кулачковыми механизмами. Зазор между кулачком, толкателем и клапаном должен сначала медленно увеличиваться, а клапан медленно подниматься, если нужно избежать шума и износа.По тем же причинам клапан нельзя закрывать резко, иначе он «подпрыгнет» на своем седле. (Кроме того, контуры кулачков должны быть спроектированы таким образом, чтобы производить постепенные и плавные изменения направленного ускорения). Таким образом, периоды открытия и закрытия клапана распределены по значительному числу градусов коленчатого вала. В результате открытие клапана должно начинаться до момента его полного открытия (т. е. до мертвых точек).

б) динамический коэффициент;

Помимо механического фактора открытия и закрытия клапанов, фактические фазы газораспределения устанавливаются с учетом динамического воздействия газового потока.

Теоретическая диаграмма фаз газораспределения:

1. Теоретическая диаграмма фаз газораспределения для четырехтактного двигателя

  • Теоретическая диаграмма фаз газораспределения для четырехтактного двигателя показана На этой диаграмме впускной клапан открывается в точке A и всасывание происходит от A до B.
  • Коленчатый вал поворачивается на 180º, а поршень движется от ВМТ. в B.D.C. В точке B впускной клапан закрывается, и происходит сжатие от B до C.
  • Коленчатый вал поворачивается на 180º, и поршень перемещается из B.от D.C до В.D.C. В точке C происходит воспламенение топлива и расширение от C до D. в B.D.C. В точке D открывается выпускной клапан, и выпуск происходит из D в E. Коленчатый вал снова поворачивается на 180º, и поршень возвращается в ВМТ.
Теоретическая диаграмма фаз газораспределения для четырехтактного двигателя

2. Теоретическая диаграмма фаз газораспределения для двухтактного двигателя.

  • Показана теоретическая диаграмма фаз газораспределения для двухтактного двигателя.На этой диаграмме топливо воспламеняется в точке А, а расширение газов происходит из точки А в точку В. в сторону B.D.C. В точке B клапаны открываются, и всасывание, а также выпуск происходят от B до C.
  • Коленчатый вал поворачивается примерно на 120º, и поршень перемещается сначала до НМТ, а затем немного вверх. В точке С оба клапана закрываются, и происходит сжатие от С до А. Коленчатый вал поворачивается примерно на 120º, а поршень движется к Т.DC
Теоретическая диаграмма фаз газораспределения для двухтактного двигателя. (Двигатель SI)
Фактическая диаграмма фаз газораспределения для четырехтактного бензинового двигателя

Или мы можем представить фазы газораспределения, как показано ниже,

Диаграмма фаз газораспределения для 4-тактного двигателя SI Схема
  • Диаграмма фаз газораспределения, как показано, мы видим, что впускной клапан открывается до того, как поршень достигнет ВМТ или, другими словами, пока поршень еще движется вверх до начала такта всасывания.
  • Теперь поршень достигает ВМТ и начинается такт всасывания. Поршень достигает НМТ и начинает двигаться вверх. Впускной клапан закрывается, когда кривошип переместился немного за НМТ. Это происходит по мере того, как поступающий заряд продолжает поступать в цилиндр, хотя поршень движется вверх от НМТ. Теперь заряд сжимается (при закрытых обоих клапанах), а затем и температуры) толкните поршень вниз с полной силой, и произойдет расширение или рабочий ход.
  • Теперь выпускной клапан открывается до того, как поршень снова достигнет НМТ и отработавшие газы начнут выходить из цилиндра двигателя.Теперь поршень достигает НМТ и затем начинает двигаться вверх, выполняя такт выпуска.
  • Впускной клапан открывается до того, как поршень достигнет ВМТ, чтобы начать такт всасывания. Это делается, поскольку свежий поступающий заряд помогает вытеснять сгоревшие газы.
  • Теперь поршень снова достигает ВМТ, и начинается такт всасывания. Выпускной клапан закрывается после того, как кривошип немного переместится за ВМТ. Это происходит по мере того, как отработавшие газы продолжают выходить из цилиндра двигателя, хотя поршень движется вниз. Можно отметить, что на долю оборота кривошипа открываются как впускной, так и выпускной клапаны. Это известно как перекрытие клапанов.

Диаграмма фаз газораспределения для четырехтактного дизельного двигателя:

  • На приведенной диаграмме фаз газораспределения мы видим, что впускной клапан открывается до того, как поршень достигает ВМТ; или, другими словами, пока поршень еще движется вверх перед началом такта всасывания.
  • Теперь поршень достигает ВМТ и начинается такт всасывания.Поршень достигает НМТ и начинает двигаться вверх. Впускной клапан закрывается, когда кривошип переместился немного за НМТ.
Диаграмма фаз газораспределения для 4-тактного двигателя CI
  • Это выполняется, поскольку поступающий воздух продолжает поступать в цилиндр, хотя поршень движется вверх от НМТ. Теперь воздух сжимается при закрытых обоих клапанах. Топливный клапан открывается немного раньше, чем поршень достигает ВМТ. Теперь топливо впрыскивается в виде очень мелкой струи в цилиндр двигателя, который воспламеняется из-за высокой температуры сжатого воздуха.Топливный клапан закрывается после того, как поршень немного опустится из ВМТ. Это происходит по мере того, как в цилиндр двигателя впрыскивается необходимое количество топлива. Сгоревшие газы (под высоким давлением и температурой) толкают поршень вниз, и происходит расширение или рабочий ход.
  • Теперь выпускной клапан открывается до того, как поршень снова достигнет НМТ и отработавшие газы начнут выходить из цилиндра двигателя.
  • Теперь поршень достигает НМТ и начинает двигаться вверх, выполняя такт выпуска.Впускной клапан открывается до того, как поршень достигнет ВМТ, чтобы начать такт всасывания. Это делается потому, что свежий воздух помогает вытеснить сгоревшие газы.
  • Теперь поршень снова достигает ВМТ, и начинается подсос. Выпускной клапан закрывается, когда кривошип выходит немного за ВМТ. Это происходит по мере того, как отработавшие газы продолжают выходить из цилиндра двигателя, хотя поршень движется вниз.

Диаграмма фаз газораспределения для двухтактного бензинового двигателя / двигателя SI: (диаграмма фаз газораспределения для двигателей SI)

  • На диаграмме фаз газораспределения, как показано, мы видим, что расширение заряда (после воспламенения) начинается при движении поршня от ВМТ к НМТ.
Диаграмма фаз газораспределения для 2-тактного бензинового двигателя
  • В первую очередь открывается выпускное отверстие на долю оборота кривошипа, также открывается передаточный канал и свежая топливно-воздушная смесь поступает в цилиндр двигателя. Это делается, поскольку свежий поступающий заряд помогает вытеснять сгоревшие газы.
  • Теперь поршень достигает НМТ и начинает движение вверх. Когда кривошип перемещается немного дальше НМТ, сначала закрывается передаточный канал, а затем закрывается и выпускной канал.Это делается для одновременного всасывания свежего заряда через передаточный порт и выпуска отработавших газов через выпускной порт.
  • Теперь заряд сжимается при закрытых обоих портах и ​​затем воспламеняется с помощью свечи зажигания до окончания такта сжатия. Это делается потому, что заряду требуется некоторое время для воспламенения. К тому времени, когда поршень достигает ВМТ, продукты сгорания (под высоким давлением и температурой) толкают поршень вниз с полной силой, и происходит расширение продуктов сгорания.
  • Можно отметить, что выпускные и передаточные порты открываются и закрываются под одинаковыми углами по обе стороны от положения НМТ.

Диаграмма фаз газораспределения для двухтактного дизельного двигателя: (Диаграмма фаз газораспределения для двигателя CI)

  • На диаграмме фаз газораспределения, как показано, мы видим, что расширение заряда (после воспламенения) начинается с поршня движется от ВМТ к НМТ. Во-первых, выпускное отверстие открывается до того, как поршень достигает НМТ, и продукты сгорания начинают выходить из цилиндра.После небольшой доли оборота кривошипа также открывается передаточный порт, и свежий воздух поступает в цилиндр двигателя. Это делается потому, что свежий поступающий воздух помогает выталкивать сгоревшие газы.
  • Теперь поршень достигает НМТ и начинает движение вверх. Когда кривошип перемещается немного дальше НМТ, сначала закрывается передаточный канал, а затем закрывается и выпускной канал. Это делается для одновременного всасывания свежего воздуха через передаточный патрубок и отвода отработавших газов через выпускной патрубок.
  • Теперь заряд сжимается при закрытых обоих портах. Топливный клапан открывается немного раньше, чем поршень достигает ВМТ.
  • Теперь топливо впрыскивается в виде очень мелкой струи в цилиндр двигателя, которая воспламеняется из-за высокой температуры сжатого воздуха. Топливный клапан закрывается после того, как поршень немного опустится из ВМТ. «Это делается по мере того, как необходимое количество топлива впрыскивается в цилиндр двигателя.
  • Теперь отработанные газы (под высоким давлением и температурой) толкают поршень вниз с полной силой и происходит расширение газов.Можно отметить, что в двухтактном дизельном двигателе, как и в двухтактном бензиновом двигателе, выпускные и передаточные каналы открываются и закрываются под одинаковыми углами по обе стороны от положения НМТ.
Диаграмма ГРМ клапана для двухтактного дизельного двигателя

Разница между фактической диаграммой клапана и теоретическим клапаном Timing

Фактическая диаграмма клапана Теоретический клапан Timing
1. Впускной клапан начинает открываться за 10-30 градусов до начала такта всасывания (ВМТ) и закрывается за 30-40 градусов в конце хода (НМТ) Впускной клапан открывается точно в начале всасывания (ВМТ) и закрывается в конце такта (НМТ)
2. Выпускной клапан начинает открываться за 30-60 градусов до начала такта выпуска (НМТ) и закрывается после 8-10 градусов в конце такта выпуска (ВМТ) Выпускной клапан открывается точно в начале такта выпуска (НМТ) и закрывается в конце такта (ВМТ)
3. Учитывается инерция привода клапана Инерция механизма привода клапана не учитывается
4. Учитывается время полного заполнения зарядом цилиндра Время заполнения зарядом
5. Время выхода выхлопных газов из цилиндра не учитывается Время выхода выхлопных газов из цилиндра не учитывается
6. Впускной клапан закрывается, когда поршень достигает точки своего следующего хода, в которой давление в цилиндре равняется давлению снаружи. Впускной клапан закрывается, когда поршень достигает ВМТ
7. Клапаны открываются или закрываются медленно. Клапаны мгновенно закрываются или открываются
8. Перекрытие клапанов. Нет перекрытия клапанов.

Другие сообщения, связанные с фазами газораспределения : 

Что такое VVT | Диаграмма изменения фаз газораспределения (VVT)

Теоретическая и фактическая диаграмма фаз газораспределения для четырехтактного двигателя SI

Статьи по двигателям внутреннего сгорания, примечания, вопросы и ответы

Сачин является выпускником B-TECH в области машиностроения в известном инженерном колледже.В настоящее время работает дизайнером в сфере производства листового металла. Кроме того, он интересуется дизайном продуктов, анимацией и дизайном проектов. Он также любит писать статьи, связанные с машиностроением, и пытается мотивировать других студентов машиностроения своими инновационными проектными идеями, дизайном, моделями и видео.

Последние сообщения

ссылка на сосуды под давлением — детали, конструкция, применение, типы, материал, схема ссылка на шарнирное соединение — детали, схема, расчет конструкции, применение

LearnMech.Com — это платформа, ориентированная на механические проекты, которой управляет Сачин Торат, выпускник бакалавриата в области машиностроения. Узнайте больше об этом портале или Sachin Thorat, нажмите на кнопку ниже!

ПОДРОБНЕЕ

Как настроить синхронизацию фаз газораспределения на вашем четырехтактном мотоцикле

Когда дело доходит до восстановления четырехтактных двигателей, правильное выполнение мелких деталей часто может означать разницу между долговечным, мощным двигателем и двигателем, предназначенным для иметь короткую жизнь. JE Pistons имеет многолетний опыт проектирования, проектирования и испытаний поршней для высокопроизводительных четырехтактных двигателей.Несмотря на то, что в характеристиках четырехтактного двигателя есть много технических деталей, синхронизация кулачка является одним из наиболее важных моментов, которые необходимо выполнить сразу после освежения вашего верхнего конца. Мы рассмотрим все важные детали, которые следует учитывать при синхронизации двигателя, и предоставим полезные советы, которые помогут вам выполнить работу правильно.

После установки нового поршня на четырехтактный мотоцикл установка фаз газораспределения имеет решающее значение для правильной работы и предотвращения повреждений. Найдите поршни JE для своего велосипеда.

Как следует из названия, корень всех проблем сборки двигателя, связанных с фазами газораспределения, обычно связан с одной ключевой взаимосвязью, которая представляет собой положение коленчатого вала относительно положения распределительного вала (валов). Отклонения от заданных на заводе положений могут привести к снижению производительности двигателя, что является незначительной проблемой по сравнению с возможностью катастрофических отказов двигателя, которые возможны, поскольку неправильно синхронизированные кулачки могут привести к контакту клапана с поршнем.

Для правильной настройки фаз газораспределения необходимо использовать заводское руководство по обслуживанию.Руководство по обслуживанию — единственное место, где вы найдете подробную информацию, предписывающую правильную процедуру. Прежде чем приступить к работе, найдите время, чтобы тщательно просмотреть шаги, описанные в вашем руководстве.

Все процедуры установки фаз газораспределения обычно начинаются с поворота коленчатого вала в заданное положение. Конкретные шаги для этого будут различаться в зависимости от двигателя, однако важность правильного выполнения этой части невозможно переоценить. Часто небольшие маркировки приходится совмещать с элементами внутри двигателя или на одной из его крышек.Обязательно используйте достаточно света при выравнивании коленчатого вала. Кроме того, убедитесь, что вы смотрите прямо на функцию выравнивания. Просмотр элементов центровки под углом может привести к неточному позиционированию коленчатого вала.

Ищете новый поршень для внедорожного мотоцикла или квадроцикла? Ознакомьтесь с нашими поршнями серии Pro.

На многих мотоциклетных двигателях коленчатый вал можно провернуть, сняв колпачок на крышке или картере зажигания и используя гнездо и храповик.Также может быть другая крышка, чтобы открыть метку времени. Обратите внимание, как две выемки совпадают на этом изображении. Крайне важно поддерживать совмещение этих пазов на протяжении всей остальной процедуры синхронизации кулачка.

Когда коленчатый вал установлен, следующим шагом для двигателей, использующих цепи кулачков, является намотка цепи на кулачок или кулачки, одновременно обеспечивая правильное положение кулачков. При этом коленчатый вал также должен оставаться в исходном положении! Двигатели с кулачками с шестеренчатым приводом, как правило, немного проще в работе, потому что единственной заботой является обеспечение правильного выравнивания шестерен.

Сохраняя совмещение меток коленчатого вала, установите цепь привода ГРМ на распредвал(ы), начиная со стороны, наиболее удаленной от натяжителя цепи, и удерживая цепь в натянутом состоянии.

На кулачковых шестернях будет нанесена метка совмещения, например, начерченная линия или выпуклая точка. В зависимости от двигателя эти функции должны быть согласованы с функцией сопряжения на двигателе. Например, нередко место сопряжения кулачковой шестерни совмещается с плоскостью крышки головки блока цилиндров.

В конфигурациях с одним кулачком, таких как эта, по обеим сторонам кулачковой шестерни будет выемка, чтобы выровняться при установке цепи кулачка. Во многих конфигурациях с двумя кулачками на каждой шестерне кулачка будут выемки, чтобы выровняться с плоскостью головки блока цилиндров. Всегда проверяйте руководство пользователя для получения точных рекомендаций.

В двигателях, использующих кулачковую цепь, важно, каким образом цепь наматывается на кулачковую шестерню (шестерни). Крайне важно следить за тем, чтобы цепь не провисала, когда она наматывается на кулачковую шестерню.Мы хотим, чтобы все провисание цепи было со стороны двигателя, где находится натяжитель цепи. При этом на двигателях с двумя кулачками лучше всего сначала установить кулачок, самый дальний от натяжителя цепи. Стяните цепь с коленчатого вала, затем осторожно вставьте кулачковую шестерню в нужное положение, убедившись, что положение кривошипа и кулачковой шестерни совмещены с соответствующими элементами сопряжения. В двигателях с двумя кулачками после установки первого кулачка цепь можно натянуть с первого кулачка, а второй кулачок и шестерню можно установить на место и правильно сориентировать.

В этот момент необходимо дважды проверить положение кулачка(ей) и кривошипа. На двигателях, использующих кулачковые цепи и два кулачка, в некоторых руководствах по обслуживанию указывается число звеньев цепи или количество пальцев цепи между функцией индексации впускного и выпускного кулачков в дополнение к функциям выравнивания на самих кулачковых шестернях. Для двигателей с шестеренчатым приводом это будет просто вопрос проверки выравнивания всех шестерен в системе.

После правильного расположения кулачков можно снова установить крышку кулачка и проверить зазоры клапанов.После выполнения любых регулировок клапанных зазоров последним шагом для двигателей, использующих кулачковую цепь, является установка натяжения цепи.

После повторной установки крышки распредвала следует проверить зазоры клапанов и при необходимости отрегулировать прокладки.

Обычно используются несколько различных типов натяжителей цепи, однако, независимо от типа, установка натяжителя цепи в отведенном положении чрезвычайно важна. Обратитесь к руководству по обслуживанию для получения конкретных инструкций по втягиванию натяжителя цепи.Приступаем к установке натяжителя цепи на двигатель. После установки выполните все необходимые шаги, необходимые для удлинения натяжителя цепи и натяжения цепи.

Убедитесь, что натяжитель цепи установлен во втянутом положении, и продолжайте увеличивать натяжение цепи после его установки. Типы натяжителей цепи различаются, поэтому обратитесь к руководству пользователя за инструкциями по втягиванию и затягиванию.

При выдвинутом натяжителе цепи кулачковая цепь будет немного натянута, однако она может находиться не в оптимальном положении.Проверните двигатель на четыре оборота коленчатого вала. Вращение двигателя позволит натяжителю цепи дополнительно натянуть цепь. Это также послужит возможностью подтвердить, что все настроено так, что, как минимум, нет никаких механических помех. Если вы не можете провернуть двигатель на всех четырех его тактах, существует большая вероятность того, что синхронизация была установлена ​​неправильно и что клапаны мешают поршню.

Предполагая, что начальное вращение двигателя прошло без проблем, подтвердите в последний раз, что все ключевые взаимосвязи были сохранены.Переместите коленчатый вал в соответствии с его выравниванием. Дважды проверьте, что кулачки выровнены с соответствующими функциями. Как только это будет сделано, сложная часть работы будет завершена, и мы сможем уйти с уверенностью в том, что синхронизация кулачка была установлена ​​правильно.

Общие сведения о четырехтактном двигателе: синхронизация событий — статьи

Они говорят, что время решает все, и это особенно верно для двигателей. Понимание того, как и когда происходят отдельные события, и почему они происходят именно тогда, когда они происходят, поможет вам понять, почему они должны быть установлены такими, какие они есть, и это всегда облегчает понимание того, что происходит, когда возникают проблемы.

Давайте начнем с рассмотрения основных принципов работы движка, а также того, какие события должны происходить и когда. Сначала мы рассмотрим простые основы, а затем причину, по которой все происходит именно тогда, когда оно происходит. Чтобы упростить обсуждение и сделать его более актуальным для внедорожных мотоциклов, в этом объяснении мы будем обсуждать только одноцилиндровые двигатели.

Термин «четырехтактный цикл» означает, что двигателю необходимо перемещать поршень вверх или вниз по каналу цилиндра 4 раза, чтобы выполнить все функции, необходимые для производства энергии из бензина.Поскольку поршень соединен с кривошипом через шатун, каждый «такт» занимает половину оборота кривошипа или два полных оборота для четырех необходимых ходов.

Четырехтактный цикл

Многие видели эту упрощенную версию, но давайте рассмотрим. Цикл начинается с такта впуска, около верхней мертвой точки (ВМТ), где поршень находится в максимально возможном положении, при этом впускной клапан открывается, а поршень движется вниз по каналу к нижней мертвой точке (НМТ).Это создает пустоту над поршнем, которая заполняется воздухом извне, устремляющимся через впускное отверстие, чтобы заполнить его, и этот воздух несет с собой топливо, добавляемое либо карбюратором, либо системой впрыска топлива.

Затем вращающийся кривошип начинает перемещать поршень вверх по отверстию, и впускной клапан закрывается, задерживая топливо и воздух в цилиндре. По мере того, как поршень движется вверх, воздушно-топливная смесь сжимается, нагревая ее и увеличивая силу, с которой она расширяется при воспламенении.Это такт сжатия.

Рабочий ход начинается в верхней части второго такта, когда происходит воспламенение, вызывающее возгорание. Кривошип вращается за ВМТ, когда горящее топливо начинает расширяться, и сила сгорания толкает поршень вниз по отверстию, создавая вращающую силу на кривошипе, которая приводит в движение всю работу.

Когда поршень снова приближается к НМТ, выпускной клапан открывается, и поршень поднимается по каналу ствола, чтобы откачать отработавшие газы через выпускное отверстие, чтобы завершить цикл тактом выпуска.

Половина скорости

Обратите внимание вот на что: коленчатый вал двигателя провернулся дважды, чтобы произвести четыре движения поршня вверх и вниз по цилиндру, но каждый клапан за это время открывался и закрывался только один раз. Чтобы это работало, распределительные валы должны вращаться на половине скорости двигателя, поэтому цепь и звездочки, или шестерни, или зубчатый ремень и звездочки, используемые для их привода, настроены на соотношение 2: 1.

Зажигание также должно происходить вовремя, поэтому каждая система зажигания, будь то простая точка в стиле 50-х или самая сложная электроника, должна иметь что-то, что сигнализировало бы, когда это происходит.Традиционно этот сигнальный триггер прикреплялся к распределительному валу, так что искра появлялась только один раз за каждый второй оборот, но инженеры, стремящиеся упростить конструкцию одноцилиндровых мотоциклов для бездорожья, не нашли причин, по которым искра не могла быть при каждом обороте, поэтому Вместо этого датчик срабатывания был установлен на коленчатом валу. Это означает, что искра появляется на каждом обороте, а не только один раз на каждые два оборота двигателя. Вторая искра возникает в конце такта выпуска, поэтому в цилиндре нет ничего, что могло бы сгореть.Это также несколько упрощает настройку времени во время сборки, устраняя то, что раньше было распространенной ошибкой механиков, когда они выбирали неправильное положение верхней мертвой точки.

Забегая вперед (движок динамичен)

Упрощенные объяснения цикла, подобные тому, с которого мы начали здесь, всегда показывают, что клапаны открываются и закрываются прямо в ВМТ и НМТ, но если вы посмотрите на положение поршня, когда проворачиваете двигатель вручную, чтобы увидеть работу клапанного механизма, вы заметите что клапаны не открываются и не закрываются точно в верхней и нижней части их соответствующих ходов.Это потому, что двигатель — это динамическая система, а это значит, что он движется, и делает это с довольно высокой скоростью. Большинство MX 450 развивают пиковую мощность около 9000 об/мин, что означает, что они совершают два полных оборота и завершают рабочий цикл примерно за 13 миллисекунд на этой скорости. Кривошип вращается непрерывно, но впуск, выпуск и сгорание останавливаются и начинаются снова, пока это происходит. Это означает, что все эти события на самом деле имеют только определенное количество времени, чтобы произойти, поэтому их нужно начинать заранее, чтобы они произошли вовремя.Опять же, сначала мы рассмотрим такт впуска.

При вращении коленчатого вала со скоростью несколько тысяч оборотов в минуту, если бы мы дождались верхней мертвой точки, чтобы открыть впускной клапан, поршень продвинется глубоко в отверстии к тому времени, когда клапан откроется достаточно широко, чтобы пропустить много воздуха. в цилиндр, поэтому впускной клапан начинает открываться примерно за 20 градусов или более до верхней мертвой точки (ВМТ). Это делает несколько вещей. Во-первых, такт выпуска только что закончился, и инерция отработавших газов, выходящих из цилиндра, создает небольшой вакуум, который помогает всасываемому воздуху двигаться внутрь.Сразу за впускным клапаном наблюдается небольшое повышение давления в результате того, что впускной клапан был захлопнут движущимся столбом воздуха в конце предыдущего такта впуска, и это тоже помогает. Но в основном мы хотим, чтобы впускной клапан успевал открыться хорошо и широко, пока поршень проходит самую быструю часть своего хода вниз, чтобы мы могли максимально заполнить цилиндр. Вдобавок ко всему, мы собираемся держать впускной клапан открытым до тех пор, пока не пройдет нижняя мертвая точка (ABDC), чтобы воспользоваться инерцией поступающего воздуха.

Что подводит нас к такту сжатия. Поршень теперь поднимается и толкает против нагрузки входящего воздуха, останавливая поток в цилиндр, поэтому впускной клапан закрывается, когда этот баланс установлен, примерно на 130 градусов до ВМТ. Теперь, когда оба клапана закрыты, поршень сжимает воздушно-топливную смесь менее чем на 1/10 ее первоначального объема, чтобы нагреть ее и увеличить силу, с которой она расширяется при сгорании. Это сжатие будет продолжаться до ВМТ, но зажигание должно произойти задолго до этого, чтобы извлечь максимальную мощность из сжигания топлива.

Таким образом, рабочий ход начинается до того, как поршень фактически начинает опускаться. Это «искровое опережение» позволяет горящему бензину начинаться в одной маленькой точке возле свечи зажигания и распространяться по камере сгорания до точки, где он ограничивается поршнем и должен отталкивать его вниз. Вот откуда сила. Если искра возникает слишком поздно («запаздывает»), поршень опережает скорость сгорания топлива, и давление не увеличивается. С другой стороны, если это произойдет слишком рано («заблаговременно»), то будет создано слишком большое давление, в то время как поршень не сможет достаточно быстро уйти с пути, что приведет к повреждению от детонации и тому подобное.Чем быстрее вращается двигатель, тем большее опережение зажигания необходимо, чтобы не отставать, поэтому современные системы опережают время по мере увеличения оборотов.

Примерно при 120-130 градусах ATDC энергия сжигания топлива настолько низка, что на поршень действительно больше не воздействует большое усилие, а рычаг, который поршень оказывает на кривошип, становится довольно низким, поэтому выпускной клапан начинает открываться до достижения НМТ. Давление, оставшееся от горения, заставляет газы течь наружу, усиливаемые поршнем, когда он поднимается и прокачивает канал ствола.Выпускной клапан остается открытым после ВМТ, чтобы использовать инерцию газа и помочь возобновить поток всасываемого воздуха для следующего цикла.

Я на 180?

Люди часто спрашивают об этом, когда у них возникают проблемы с запуском двигателя после того, как они установили синхронизацию кулачков, или когда они приводят поршень в верхнюю мертвую точку и обнаруживают, что оба клапана открыты. Это распространенная ошибка, о которой мы упоминали ранее, и это одна из вещей, которую легче понять, когда вы хорошо разбираетесь в полном цикле.Это больше касается автомобиля, но если у вас есть старый классический четырехтактный двигатель 70-х годов или раньше, в котором используются точки прерывания с кулачковым приводом, иногда это возможно. В наши дни ответ обычно «нет». Старый способ механического соединения зажигания с двигателем с помощью распределителя или какого-либо другого устройства, приводимого в действие кулачком на половинной скорости, допускает ошибку при сборке. Механик мог установить двигатель в ВМТ, и, если не внимательно проверить, он мог установить курок зажигания на срабатывание во время такта выпуска вместо такта сжатия.Это называлось «отклонение на 180 градусов», потому что из-за этого распределитель или точечная пластина находились на 180 градусов от правильного положения на распределительном валу. На самом деле, судя по рукоятке, угол опережения зажигания был на 360 градусов.

Но с курком зажигания, расположенным вместо этого на коленчатом валу, как в случае практически со всеми современными одноцилиндровыми 4-тактными мотоциклами для бездорожья, это невозможно. Без кулачков, соединенных с кривошипом, одна ВМТ точно такая же, как другая; стержень находится вверху, и сигнал искры подается каждый раз, когда кривошип попадает туда.Таким образом, единственное, что определяет, какой ход поршня, это распределительный вал(ы) и то, как они позиционируются сборщиком. Вот почему в руководствах по обслуживанию таких двигателей не упоминается проверка того, какой из двух разных ВМТ используется. Во время работы появляется вторая, «потерянная» искра, которая возникает ближе к концу такта выпуска.

Как насчет автоматической декомпрессии?

Это еще одна область, где действительное понимание четырехтактного цикла помогает прояснить ситуацию.Очень часто можно услышать, как люди говорят кому-то с современным четырехтактным синглом «найти ВМТ» перед запуском, но это неправильно. Когда вы медленно поворачиваете двигатель, вы обнаружите, что он вращается довольно легко, пока не дойдете до «трудного места». Без автоматической декомпрессии самым тяжелым местом является точка, в которой впускной клапан закрывается, чтобы начать такт сжатия. Это выглядит как на картинке ниже, «Без рекламы».

С этого момента вам нужно будет заставить двигатель сжимать около 80% воздуха от его полной длины хода, а это может быть почти невозможно при высоких степенях сжатия, используемых в наши дни.Что делает автоматическая декомпрессия, так это использует чувствительную к скорости механическую систему, чтобы поднять выпускной клапан со своего седла на очень низких скоростях (медленнее, чем двигатель будет работать на холостом ходу), пока двигатель не приблизится к ВМТ, но не преодолеет ее, так что, когда если его выкинуть из этого положения (или прокрутить через него стартером), все равно будет достаточно сжатия для запуска, и оба клапана будут закрыты, когда появится искра, и конец пройдет верхнюю мертвую точку. Это похоже на изображение «Auto Decomp» выше.Вы можете видеть, что здесь потребуется гораздо меньше усилий для сжатия заряда воздуха/топлива, чем при обычной настройке без автоматической декомпрессии. Это, кстати, то, что вам нужно, если у вас есть старый двигатель с ручной декомпрессией. Если вы пройдете ВМТ вместо того, чтобы остановиться непосредственно перед ней, вам придется прокрутить двигатель почти на два полных оборота, чтобы снова вернуться к такту сжатия, и он все еще будет работать в полную силу.

Когда у вас в голове сложится полная картина, вы будете делать меньше ошибок при сборке и сможете быстрее находить проблемы.Один сварливый старый механик давным-давно сказал мне: «Лучший способ понять, почему что-то работает неправильно, — это узнать, как это работает, когда работает правильно».

Что такое фазы газораспределения 4-тактного двигателя? – Rampfesthudson.com

Что такое фазы газораспределения 4-тактного двигателя?

Фазы газораспределения.Чтобы впускной и выпускной клапаны выполняли свою функцию, они открываются и закрываются в определенные моменты цикла двигателя. В теоретическом 4-тактном процессе (рис. 4) выпускной клапан полностью открывается в начале такта выпуска и полностью закрывается в конце такта выпуска.

Каковы 4 фазы 4-тактного цикла в правильном порядке?

Двигатель внутреннего сгорания проходит четыре такта: впуск, сжатие, сгорание (мощность) и выпуск.

Какова последовательность фаз газораспределения четырехтактного дизельного двигателя?

Как мы все знаем, в 4-тактном двигателе цикл завершается за 4 такта: всасывание, сжатие, расширение и выпуск. Связь между клапанами (впускными и выпускными) и движением поршня от ВМТ до НМТ представлена ​​известным графиком в виде диаграммы фаз газораспределения.

Как рассчитать фазы газораспределения?

Чтобы рассчитать продолжительность любого события синхронизации впускного клапана, добавьте 180° ко времени открытия и закрытия впускного клапана.Например, если впускной клапан открывается за 12° до верхней мертвой точки (ВМТ) и закрывается за 40° после нижней мертвой точки (ABDC), продолжительность события синхронизации клапана составляет 232°.

Какой клапан открывается первым после ВМТ?

впускной клапан
Поршень теперь в ВМТ, впускной и выпускной клапаны частично открыты. Когда поршень возвращается в цилиндр, выпускной клапан полностью закрывается, а впускной полностью открывается и начинает закрываться.

Какова правильная последовательность тактов в четырехтактных двигателях?

Пояснение: Это работа четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.Объяснение: Правильная последовательность: впуск->сжатие->расширение->выпуск, а такт расширения также называется рабочим тактом.

Как проверить фазы газораспределения?

Циферблатный индикатор должен быть установлен на ноль, если вы хотите найти точную ВМТ. Коленчатый вал нужно повернуть против часовой стрелки примерно на 90 градусов. Медленно вращая коленчатый вал по часовой стрелке до появления индикатора.

Что произойдет, если фазы газораспределения неверны?

Если фазы газораспределения неправильные, двигатель не только не запустится, но и поршень может врезаться в клапаны, что приведет к катастрофическим повреждениям.Обычно результатом являются погнутые клапана и поврежденные поршни.

Что такое поздние фазы газораспределения?

Поздней фазой газораспределения, которая относится к событию закрытия впускного клапана, происходящему после оптимальной точки. Как правило, чем позже в такте сгорания он закрывается, тем меньший вакуумный «сигнал» вы будете иметь на впуске на холостом ходу.

Что такое диаграмма фаз газораспределения?

Диаграмма фаз газораспределения представляет собой графическое представление открытия и закрытия впускного и выпускного клапанов двигателя. Открытие и закрытие клапанов двигателя зависят от перемещения поршня от ВМТ к НМТ. Это соотношение между поршнем и клапана управляется путем установки графического представления между этими двумя, которое известно как диаграмма фаз газораспределения.

Что такое четырехтактный цикл?

Четырехтактный цикл — это цикл работы двигателя, который требует четырех ходов поршня: для впуска, сжатия, воспламенения и выпуска. В брошюре объясняется работа каждого из четырех тактов в четырехтактном цикле.

Что такое регулируемый клапан?

Переменный подъем клапана (VVL) — это технология автомобильного поршневого двигателя, которая изменяет высоту открытия клапана для улучшения производительности, экономии топлива или выбросов.

.
Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.