Принцип действия и рабочий процесс одноцилиндрового четырехтактного двигателя.

Рабочий процесс – это совокупность периодически повторяющихся в определенной последовательности, процессов внутри цилиндра двигателя.

Каждый такт – это процесс, происходящий за один ход поршня, т.е. за одно движение поршня от одной мертвой точки до другой мертвой точки. Мертвая точка (МТ) – это верхнее или нижнее положение поршня, при котором его скорость равна нулю. Этих точек две. Соответственно ВМТ – верхняя МТ и НМТ – нижняя МТ. Когда поршень находится в НМТ, то пространство цилиндра, образующееся над ним, составляет рабочий объем цилиндра. Сумма рабочих объемов всех цилиндров составляет ЛИТРАЖ.

Когда поршень находится в ВМТ, то пространство головки блока цилиндров, образующееся над ним составляет объем камеры сгорания.

Таким образом, при нахождении поршня в НМТ все образующееся над ним пространство составляет полный объем цилиндра, который чисто арифметически составляет сумму рабочего объема и объема камеры сгорания.

Отношение полного объема к объему камеры сгорания называется степенью сжатия. Чем больше объем цилиндра, тем больше мощность двигателя, а чем больше степень сжатия, тем больше мощность и экономичность двигателя.

Рабочий процесс состоит из четырех тактов: ВПУСК, СЖАТИЕ, РАБОЧИЙ ХОД (сгорание – расширение), ВЫПУСК.

 

 

В камеру сгорания выведены два клапана ГРМ. Один из них впускной, а другой выпускной. Впускной клапан обеспечивает впуск в цилиндр горючей смеси. Горючая смесь образуется в системе питания и представляет собой смесь паров бензина и воздуха в определенном между собой соотношении. Выпускной клапан обеспечивает выпуск отработавших газов, образующихся в результате сгорания в цилиндре смеси, в атмосферу через выпускной коллектор и систему выпуска отработавших газов. Оба эти клапана не могут быть одновременно открыты, так как нельзя одновременно и впускать смесь и выпускать газы, следовательно, открываются они поочередно. Но закрыты одновременно, они должны быть в двух тактах из четырех.

Такт ВПУСК.

Поршень находится в ВМТ и движется вниз к НМТ. Открывается впускной клапан и под действием разрежения, создаваемого ходом поршня через открытый клапан внутрь цилиндра поступает горючая смесь. Эта смесь, попав в цилиндр, смешивается с остатками отработавших газов от предыдущего цикла и образует РАБОЧУЮ СМЕСЬ. Именно она и сгорает потом в цилиндре.

Такт СЖАТИЕ.

Поршень движется от НМТ вверх ВМТ при обоих закрытых клапанах. Когда он достигнет ВМТ, рабочая смесь будет сжата до объема камеры сгорания со степенью сжатия.

Такт РАБОЧИЙ ХОД.

Сжатая рабочая смесь уже нагрета до такой степени, что готова мгновенно воспламениться. В этот момент на свече зажигания выведенной в камеру сгорания пробегает искра. Рабочая смесь воспламеняется и быстро сгорает. При ее сгорании выделяется тепло, преобразующее смесь в газы. Сила этих газов намного выше, чем давление, с которым была сжата смесь. Под действием силы давления этих газов поршень начинает движение вниз к НМТ при обоих закрытых клапанах. Это движение передается от поршня через шатун на коленчатыйвал, вызывая его принудительное вращение. Результатом этого вращения будет появление на маховике крутящего момента (М _кр.).

Такт ВЫПУСК.

Поршень движется от НМТ вверх к ВМТ и через открывшийся выпускной клапан выдавливает отработавшие газы в атмосферу через систему выпуска отработавших газов.

Таким образом, можно сказать, что из четырех тактов только один – рабочий ход является полезным, а три остальных – вспомогательные, обеспечивающие такт рабочий ход.

Рабочий процесс, происходящий в одном цилиндре, точно так же происходит в остальных цилиндрах, но сдвинут по началу первых тактов в соответствии с порядком работы цилиндров.

Чаще всего он такой – 1 – 3 – 4 – 2. см. таблицу.

Впуск	Сжатие	Выпуск	Раб. Ход.
Сжатие	Раб. Ход.	Впуск	Выпуск
Раб. Ход.	Выпуск	Сжатие	Впуск
Выпуск	Впуск	Раб. Ход.	Сжатие