Работа двигателя (20 мин.)

В четырехтактных карбюраторных двигателях рабочий процесс совершается за два полных оборота коленчатого вала, или четыре хода поршня, и состоит из следующих тактов: впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска.

Такт впуска. При такте впуска происходит заполнение цилиндра горючей смесью. При этом кривошип коленчатого вала (рис.1.15, а) поворачивается на пол-оборота. А поршень перемещается от (в. м. т.) до (н. м. т) впускной клапан открыт, а выпускной закрыт. При движении поршня вниз объем над ним увеличивается и в цилиндре получается разрежение, вследствие чего в цилиндр всасывается горючая смесь. Горючая смесь, поступающая в цилиндр двигателя, смешивается с отработавшими газами, оставшимися в небольшом количестве в камере сжатия от предыдущего цикла. Смесь, получившаяся при этом, называется рабочей смесью.

Когда кривошип придет в нижнее положение, а поршень дойдет до (н. м. т.), цилиндр заполнится горючей смесью и впускной клапан закроется.

Рис. 1.15. Рабочий процесс четырехтактного карбюраторного двигателя:

а — впуск; б — сжатие; в — рабочий ход; г — выпуск.

Такт сжатия. При такте сжатия происходит сжатие рабочей смеси для обеспечения более быстрого ее сгорания и получения большего давления в цилиндре от газов при их сгорании.

При сжатии смеси (рис.1.15, б) поршень перемещается от н. м. т. до в. м. т. Впускной и выпускной клапаны при этом закрыты. Чем больше степень сжатия, тем сильнее сжимается рабочая смесь и тем выше при сгорании давление газов на поршень и экономичнее работа двигателя.

Однако при сильном сжатии рабочей смеси температура ее значительно повышается. Это может вызвать преждевременное воспламенение смеси до прихода поршня в (в. м. т.). Вследствие чего появится противодавление газов на двигающийся вверх поршень, что нарушит нормальную работу двигателя.

Во избежание самовоспламенения смеси и ненормального (детонационного) сгорания ее в карбюраторных двигателях рабочая смесь сжимается не более чем в 6—7 раз, т. е. степень сжатия равна 6—7. В газовых двигателях вслед­ствие меньшей склонности смеси к самовоспламенению и детонационному сгоранию допускается большая степень сжатия, доходящая до 8—10.

К концу такта сжатия давление в цилиндре возрастает примерно до 6— 10 кг/см², а температура смеси доходит до 350—450°.

Такт рабочего хода. Рабочим ходом называется процесс, при котором поршень в цилиндре перемещается под действием давления газов, приводя во вращение коленчатый вал двигателя.

В конце такта сжатия, когда поршень приходит в (в. м. т.), в цилиндр подается электрическая искра, поджигая сжатую рабочую смесь. Смесь сгорает очень быстро, с выделением большого количества тепла. При этом вследствие сильного нагревания газов, получившихся при сгорании, давление в цилиндре резко возрастает, и поршень с большой силой перемещается вниз от (в. м. т.) до (н. м. т.), приводя во вращение через шатун коленчатый вал (рис. 15, б). Впускной и выпускной клапаны при этом закрыты. В момент сго­рания рабочей смеси температура газов повышается до 1800 - 2000°, а давле­ние - до 25-30 кг/см². При движении поршня к (н. м. т.) происходит расшире­ние газов и давление и температура их в цилиндре постепенно уменьшаются. В конце рабочего хода давление в цилиндре падает до 3-4 кг/см², а темпера­тура снижается до 1100 - 800°.

Такт выпуска. При такте выпуска происходит очищение цилиндра от отработавших газов. При этом поршень (рис.15 г) перемещается от (н. м. т.) до (в. м: т.). Впускной клапан закрыт, а выпускной открыт.

При движении поршня к (в. м. т.) оставшиеся в цилиндре после сгорания и расширения, отработавшие газы выталкиваются через выпускной клапан в атмосферный воздух. При дальнейшем вращении коленчатого вала снова происходит такт впуска, затем такт сжатия, рабочий ход и такт выпуска и т. д. Таким образом, при работе двигателя все указанные такты будут беспрерывно чередоваться в такой же последовательности.