Neljataktilise mootori töötsükkel – omadused, diagramm ja kirjeldus

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Autojuhid peaksid vähem alt üldiselt teadma, kuidas mootor töötab ja töötab. Enamikul autodel on neljataktiline neljasilindriline mootor. Vaatame neljataktilise mootori töötsüklit. Mitte igaüks ei tea, millised protsessid toimuvad, kui auto liigub.

Üldine tegevuspõhimõte

Mootor töötab järgmiselt. Kütusesegu siseneb põlemiskambrisse, seejärel surutakse see kolvi mõjul kokku. Seejärel segu süttib. See põhjustab põlemissaaduste paisumist, surudes vastu kolvi ja väljudes silindrist.

Kahetaktilistes mootorites kulub väntvõlli üks pööre kaks tsüklit. Neljataktiline kolbmootor lõpetab töötsükli kahe väntvõlli pöördega. Mootorid on varustatud ajastusega. Mis see mehhanism on? See on element, mis võimaldab kütusesegu kambritesse lasta ja se alt põlemissaadusi välja lasta. Gaasivahetus toimub aastalväntvõlli ühe pöörde hetk. Gaasivahetus toimub kolvi liikumise tõttu.

Ajalugu

Esimese neljataktilist mootorit meenutava seadme leiutasid Felicce Matoczi ja Eugene Barsanti. Kuid see leiutis läks uskumatult kaotsi. Alles 1861. aastal patenteeriti sarnane seade.

Ja esimese kasutatava mootori töötas välja Saksa insener Nikolaus Otto. Mootor on oma nime saanud leiutaja järgi ja neljataktilise mootori töötsükkel on samuti nimetatud inseneri järgi.

Peamised erinevused neljataktiliste mootorite vahel

Kahetaktilises mootoris määritakse kolvi ja silindri tihvte, väntvõlli, laagreid ja surverõngaid kütusele lisatud õliga. Neljataktilises mootoris on kõik komponendid paigaldatud õlivanni. See on märkimisväärne erinevus. Seetõttu ei ole neljataktilises seadmes vaja õlisid ja bensiini segada.

Süsteemi eelised seisnevad selles, et silindrite peeglile ja summutiseintele tekib palju vähem süsinikku. Teine erinevus seisneb selles, et kahetaktiliste mootorite puhul satub põlev segu väljalasketorusse.

Mootor töötab

Sõltumata mootori tüübist on selle tööpõhimõte sarnane. Tänapäeval on karburaatormootorid, diisel, sissepritse. Kõik mudelid kasutavad sama neljataktilist tsüklit. Vaatame lähem alt, millised protsessid mootori sees töötavad ja paneme selle liikuma.

Neljataktiline tsükkel on neljast töötsüklist koosnev jada. Tsüklit peetakse tavaliselt alguseks, kui põlev segu siseneb põlemiskambritesse. Kuigi mootoris toimuvad selle voolamise ajal muud toimingud, on näidatud tsükkel üks tööprotsess. Näiteks survekäik ei ole ainult kokkusurumine. Sel perioodil segatakse segu balloonides, algab gaasi moodustumine, see süttib.

Sama võib öelda ka mootori muude etappide kohta. Siin on kõige olulisem, et erinevad protsessid neljataktilise mootori töötsükli paremaks mõistmiseks ja lihtsustamiseks jaotatakse ainult neljaks tsükliks.

Sissevõtt

Seega algavad jõuallika põlemiskambris energia muundamise tsüklid kütusesegu põlemisreaktsiooniga. Sel juhul on kolb kõrgeimas punktis (TDC asend) ja liigub seejärel alla. Selle tulemusena tekib mootori põlemiskambris vaakum. Selle mõjul imab põlev vedelik endasse kütust. Sisselaskeklapp on avatud asendis ja väljalaskeklapp on suletud.

Kui kolb hakkab allapoole liikuma, suureneb helitugevus selle kohal. See põhjustab rikke. See on ligikaudu 0,071-0,093 MPa. Seega siseneb bensiin põlemiskambrisse. Sissepritsemootorites süstitakse kütust düüsi abil. Pärast segu silindrisse sisenemist võib selle temperatuur olla 75–125 kraadi.

Kui palju silindrit kütuseseguga täidetakse, määravad täitetegurid. Sestkarburaatori toitesüsteemiga mootorite puhul on see indikaator 0,64–0,74. Mida suurem on koefitsiendi väärtus, seda võimsam on mootor.

Tihendamine

Pärast põlemiskambri täitmist põleva bensiiniaurude ja õhu seguga hakkab kolb väntvõlli pöörlemisel pöörduma tagasi oma alumisse asendisse. Sisselaskeklapp hakkab sellel hetkel sulguma. Ja kooli lõpetamine on endiselt suletud.

Töökäik

See on neljataktilise sisepõlemismootori kolmas takt. See on jõuallika töös kõige olulisem. Just selles mootori tööetapis muundatakse kütuse põlemisel tekkiv energia mehaaniliseks energiaks, mis paneb väntvõlli pöörlema.

Kui kolb on TDC-le lähedal, süütab kütusesegu mootori süüteküünla jõuga isegi kokkusurumise ajal. Kütuselaeng põleb väga kiiresti läbi. Isegi enne selle tsükli algust on põlenud gaasidel maksimaalne rõhu väärtus. Need gaasid on mootori põlemiskambri väikeses mahus kokkusurutud töövedelik. Kui kolb hakkab allapoole liikuma, hakkavad gaasid kiiresti paisuma, vabastades energiat.

Neljasilindrilise mootori töötsükli kõigist taktidest on see kõige kasulikum. See töötab seadme koormusel. Alles selles etapis saab väntvõll kiirendust. Kõigis teistes mootor ei tooda energiat, vaid tarbib seda sam alt väntvõllilt.

Release

Pärast pühendumistkasuliku töö gaasid, peavad need silindrist lahkuma, et teha ruumi uuele osale kütuse-õhu segust. See on neljataktilise mootori viimane käik.

Gaasid on selles etapis atmosfäärirõhust oluliselt kõrgema rõhu all. Tsükli lõpuks langeb temperatuur umbes 700 kraadini. Väntvõll liigutab kolvi ühendusvarda abil TDC-sse. Järgmisena avaneb väljalaskeklapp, gaasid surutakse läbi väljalaskesüsteemi atmosfääri. Mis puudutab survet, siis see on kõrge alles päris alguses. Tsükli lõpus väheneb see 0,120 MPa-ni. Loomulikult on silindris olevatest põlemisproduktidest võimatu täielikult vabaneda. Seetõttu segatakse need järgmise sisselasketakti ajal kütuseseguga.

Töökord

Kirjeldatud etapid moodustavad neljataktilise bensiinimootori töötsükli. Peate mõistma, et kolbmootorite tsüklite ja protsesside vahel pole ranget vastavust. Seda on lihtne seletada asjaoluga, et jõuallika töötamise ajal rakenduvad gaasijaotusmehhanismi faasid ja ventiilide olek erinevate mootorite kolbide liikumisele täiesti erineval viisil.

Igas silindris kulgeb neljataktilise karburaatoriga mootori töötsükkel sel viisil. Mootori iga põlemiskambrit on vaja ühe väntvõlli pööramiseks, mis võtab jõu kolbidelt.

Seda vaheldust nimetatakse töökäsuks. See järjekord määratakse jõuallika projekteerimisetapis nukkvõlli ja väntvõlli funktsioonide kaudu. Ta ei olemuutub mehhanismi töötamise ajal.

Tööjärjekorra täitmine toimub vahelduvate sädemete abil, mis tulevad küünaldele süütesüsteemist. Seega võib neljasilindriline mootor töötada järgmistes järjestustes - 1, 3, 4, 2 ja 1, 2, 4, 3.

Mootori silindrite tööjärjekorra saate teada auto juhendist. Mõnikord on toimingute järjekord näidatud ploki kehal.

Nii töötab neljataktiline karburaatoriga mootor või mis tahes muu. Toitesüsteem ei mõjuta seadme tööpõhimõtet. Ainus erinevus on see, et karburaator on mehaaniline toitesüsteem, millel on teatud puudused ja pihustite puhul pole neid puudusi süsteemis.

Diiselmootorid

Neljataktilise diiselmootori töötsükkel on sama protsesside jada nagu karburaatormootori tsükkel. Erinevus seisneb selles, kuidas tsükkel kulgeb, aga ka segu moodustumise ja süttimise protsesside erinevustes.

Diisli sisselaskekäik

Kui kolb liigub alla, avab gaasijaotusmehhanism sisselaskeklapi. Põlemiskambrisse siseneb teatud kogus õhku. Temperatuur silindris on umbes 80 kraadi. Diiselmootorite toitesüsteem erineb oluliselt bensiini karburaatormootoritest. Näiteks on nende hüdrauliline takistus väiksem ja rõhk tõuseb veidi.

Diisli survetakt

Selles tööetapis on kolbpõlemiskambris tõuseb TDC suunas. Auto mootori mõlemad klapid on suletud olekus. Kolvi töö tulemusena surutakse silindris olev õhk kokku. Diiselmootori surveaste on kõrgem kui bensiinimootoritel ja rõhk silindris võib ulatuda 5 MPa-ni. Suruõhk soojeneb oluliselt. Temperatuur võib ulatuda 700 kraadini. See on vajalik kütuse süütamiseks. Seda tarnitakse diiselmootoritele igale silindrile paigaldatud düüside kaudu. Talvel kasutatakse hõõgküünlaid. Nad soojendavad külma segu. See muudab mootori käivitamise talvel lihtsamaks. Kuid mitte kõigil autodel pole sellist süsteemi.

Gaasi paisutustakt diiselmootoris

Kui diiselmootori kolb ei ole veel jõudnud väntvõlli umbes 30 kraadi ülemisse punkti, suunab sissepritsepump düüsi kaudu silindrisse kõrgsurvekütust. Väärtus 18 MPa on vajalik selleks, et kütust saaks peeneks pihustada ja jaotada kogu silindri mahu ulatuses.

Lisaks süttib ja põleb kõrgel temperatuuril kütus kiiresti. Kolb liigub madalaimasse punkti. Temperatuur silindri sees on hetkel umbes 2000 kraadi. Temperatuur langeb tsükli lõpu poole.

Diisli heitgaasi

Selles etapis on väljalaskeklapp avatud, kolb liigub ülemisse punkti. Põlemissaadused eemaldatakse silindrist sunniviisiliselt. Siis lähevad nad väljalaskekollektorisse. Pärast seda töölekatalüüsmuundur on sisse lülitatud. Seda kõrgel temperatuuril läbivad gaasid puhastatakse. Puhas, kahjutu gaas vabaneb juba atmosfääri. Diiselmootoriga sõidukitele on lisaks paigaldatud tahkete osakeste filter. See aitab ka gaase puhastada.

Järeldus

Oleme üksikasjalikult analüüsinud, kuidas toimub neljataktilise mootori töötsükkel (kulub kaks elektrijaama väntvõlli pööret). Ja tsükkel ise sisaldab palju erinevaid protsesse.