120.Основні параметри робочого циклу двз.

Робочий цикл чотиритактного карбюраторного двигуна

     Двигуни внутрішнього згорання відрізняються один від одного робочим циклом, по якому вони працюють.      Робочий цикл - це комплекс послідовних робочих процесів, які періодично повторюються в кожному циліндрі при роботі двигуна. Робочий процес, що відбувається в циліндрі за один хід поршня, називається тактом.      По числу тактів, що становлять робочий цикл, двигуни діляться на два види:      - чотиритактні - в яких робочий цикл виконується за чотири ходи поршня;      - двотактні - в яких робочий цикл виконується за два ходи поршня.      На легкових автомобілях застосовуються чотиритактні двигуни.      Робочий цикл чотиритактного карбюраторного двигуна складається з наступних тактів:      - впуск горючої суміші;      - стиск робочої суміші;

     - робочий хід;      - випуск відпрацьованих газів.

     Перший такт - впуск горючої суміші.      Горючою сумішшю називається суміш дрібно розпиленого бензину з повітрям в певній пропорції.      При такті впуску поршень від верхньої мертвої точки переміщається до нижньої мертвої точки. Об'єм над поршнем збільшується. Циліндр заповнюється горючою сумішшю через відкритий клапан впускання. Іншими словами, поршень всмоктує горючу суміш.      Впуск суміші продовжується до тих пір, поки поршень не дійде до нижньої мертвої точки. За перший такт роботи двигуна кривошип колінчастого валу повертається на пів-оберта.      В процесі заповнення циліндра горюча суміш перемішується із залишками відпрацьованих газів і міняє свою назву, тепер ця суміш називається - робоча.      Другий такт - стиск робочої суміші.      При такті стиску поршень від нижньої мертвої точки переміщається до верхньої мертвої точки.      Обидва клапани щільно закрито і тому робоча суміш стискається.  При стисненні газів їх температура підвищується. Тиск в циліндрі над поршнем в кінці такту стиску досягає 9-10 кг/см , а температура 300 -400°С.      В заводській інструкції до автомобіля можна побачити один з параметрів двигуна, має назву - ступінь стиснення.      Ступінь стиску показує у скільки разів повний об'єм циліндра більше об'єму камери згоряння (Vп/Vс). У карбюраторних двигунів в кінці такту стиску, об'єм над поршнем зменшуєте в 8 - 10 разів.      В процесі такту стиску колінчастий вал двигуна повертається на чергові півоберта. А в сумі від початку першого такту і до закінчення другого, він обернеться вже на один оборот.      Третій такт - робочий хід.      В самому кінці такту стиску, робоча суміш запалюється від електричної іскри, що проскакує між електродами свічки запалювання. На початку такту робочого ходу, суміш, що згоряє, починає активно розширятися. А оскільки впускний і випускний клапани все ще закриті, то газам, що розширяються, залишається тільки один єдиний вихід - тиснути на рухомий поршень. Поршень під дією цього тиску, що досягає 40 кг/см , починає переміщатися до нижньої мертвої точки. При цьому на всю площу поршня тисне сила 2000 кг і більш, яка через шатун передається на кривошиї колінчастого валу, створюючи крутний момент. При такті робочого ходу, температура в циліндрі досягає 2000 градусів і вище.      Колінчастий вал при робочому ході поршня робить чергові півоберта.      Четвертий такт - випуск відпрацьованих газів.

     При русі поршня від нижньої мертвої точки до верхньої мертвої точки, відкривається випускний клапан (впускний все ще закритий) і відпрацьовані гази з величезною швидкістю виштовхуються з циліндра двигуна. Колінчастий вал двигуна  робить ще півоберта. І всього за чотири такти робочого циклу він зробив два повні оберти.      Після такту випуску починається новий робочий цикл, і все повторюється: впуск - стиск - робочий хід - випуск... і так далі. Таким чином, корисна механічна робота виконується двигуном тільки протягом одного такту - робочого ходу! Решта три такти називаються підготовчими (випуск, впуск і стиск) і виконуються вони за рахунок кінетичної енергії маховика, що обертається за інерцією.      Маховик  - це масивний металевий диск, який кріпиться на колінчастому валу двигуна. Під час робочого ходу, поршень, через шатун і кривошип, розкручує колінчастий вал двигуна, який і передає запас інерції маховику. Накопичена в масі маховика інерція дозволяє йому, в зворотному порядку, через колінчастий вал, шатун і поршень здійснювати підготовчі такти робочого циклу двигуна. Тобто, поршень рухається вгору (при такті випуску і стиску) і вниз (при такті впуску), саме за рахунок енергії, що віддається маховиком. Якщо ж двигун має декілька циліндрів, працюючих в певному порядку, то підготовчі такти в одних циліндрах виконуються за рахунок енергії, що розвивається в інших. Маховик допомагає зробити роботу багатоциліндрового двигуна більш рівномірною, стійкою і плавною.

Робочий цикл чотиритактного дизельного двигуна

Перший такт - впуск, служить для наповнення циліндра двигуна тільки повітрям.      При русі поршня від верхньої мертвої точки до нижньої мертвої точки, відбувається всмоктування повітря через відкритий впускний клапан.

Другий такт - стиск, необхідний для підготовки до самозаймання дизельного палива.

При своєму русі до верхньої мертвої точки, поршень стискає повітря в 18-22 разів (у карбюраторних у 8-10 разів). Тому в кінці такту стиску, тиск над поршнем досягає 40 кг/см², а температура підіймається вище 500 градусів.

Третій такт - робочий хід, служить для перетворення енергії палива, що згоряє, в механічну роботу. В кінці такту стиску, в камеру згорання, через форсунку під тиском уприскується дизельне паливо, яке займається за рахунок високої температури стисненого повітря. При згорянні дизельного палива (вибуху), відбувається його розширення і збільшення тиску. При цьому виникає зусилля, яке переміщує поршень до нижньої мертвої точки і через шатун провертає колінчастий вал. Під час робочого ходу тиск в циліндрі досягає 100 кг/см², а температура перевищує 2000°.

Четвертий такт - випуск відпрацьованих газів, служить у для звільнення циліндра від відпрацьованих газів.      Поршень від нижньої мертвої точки підіймається до верхньої мертвої точки і, через відкритий випускний клапан, виштовхує відпрацьовані гази.      Під час руху вниз, поршень засмоктує свіжу порцію повітря, відбувається такт впуску і робочий цикл повторюється.      В дизельному двигуні, навантаження на всі механізми і деталі значно більше, ніж в карбюраторному, і це призводить до збільшення його маси, розмірів і вартості. Проте дизельний двигун має і незаперечні переваги - менша витрата пального, ніж у його карбюраторного "брата" (приблизно на 30%), а також відсутність системи запалювання, що значно зменшує кількість можливих несправностей при експлуатації.