Four-stroke engine duty cycle - mga feature, diagram at paglalarawan

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Dapat alam ng mga motorista sa pangkalahatan kung paano gumagana at gumagana ang makina. Karamihan sa mga kotse ay may four-stroke, four-cylinder engine. Tingnan natin ang duty cycle ng isang four-stroke engine. Hindi alam ng lahat kung anong mga proseso ang nangyayari kapag gumagalaw ang sasakyan.

Pangkalahatang prinsipyo ng pagkilos

Gumagana ang makina tulad ng sumusunod. Ang pinaghalong gasolina ay pumapasok sa silid ng pagkasunog, pagkatapos ito ay na-compress sa ilalim ng impluwensya ng piston. Ang pinaghalong pagkatapos ay nag-aapoy. Nagiging sanhi ito ng pagpapalawak ng mga produkto ng pagkasunog, pagtutulak laban sa piston at paglabas ng silindro.

Sa mga two-stroke na makina, ang isang rebolusyon ng crankshaft ay tumatagal ng dalawang cycle. Kinukumpleto ng four-stroke piston engine ang isang siklo ng trabaho sa dalawang rebolusyon ng crankshaft. Ang mga makina ay nilagyan ng timing. Ano ang mekanismong ito? Ito ay isang elemento na nagpapahintulot sa iyo na hayaan ang pinaghalong gasolina sa mga silid at ilabas ang mga produkto ng pagkasunog mula doon. Ang pagpapalit ng gas ay isinasagawa sasandali ng isang solong rebolusyon ng crankshaft. Nagaganap ang palitan ng gas dahil sa paggalaw ng piston.

Kasaysayan

Ang unang device na kahawig ng four-stroke na motor ay naimbento nina Felicce Matoczi at Eugene Barsanti. Ngunit ang imbensyon na ito ay hindi kapani-paniwalang nawala. Noong 1861 lamang na-patent ang isang katulad na unit.

At ang unang magagamit na makina ay binuo ng German engineer na si Nikolaus Otto. Ang motor ay ipinangalan sa imbentor, at ang duty cycle ng four-stroke engine ay ipinangalan din sa engineer.

Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga four-stroke engine

Sa isang two-stroke engine, ang piston at cylinder pins, crankshaft, bearings at compression ring ay pinadulas ng langis na idinagdag sa gasolina. Sa isang four-stroke engine, ang lahat ng mga bahagi ay naka-install sa isang oil bath. Ito ay isang makabuluhang pagkakaiba. Samakatuwid, sa isang four-stroke unit, hindi na kailangang paghaluin ang mga langis at gasolina.

Ang mga bentahe ng system ay ang dami ng mga deposito ng carbon sa salamin sa mga cylinder at sa mga dingding ng muffler ay mas kaunti. Ang isa pang pagkakaiba ay na sa mga two-stroke na makina, isang nasusunog na timpla ang pumapasok sa tambutso.

Tumatakbo ang makina

Anuman ang uri ng motor, magkatulad ang prinsipyo ng pagpapatakbo nito. Ngayon may mga carburetor engine, diesel, iniksyon. Ang lahat ng mga modelo ay gumagamit ng parehong four-stroke cycle. Tingnan natin kung anong mga proseso ang gumagana sa loob ng motor at gawin itong gumalaw.

Ang four-stroke cycle ay isang sequence ng apat na working cycle. Ang cycle ay karaniwang kinukuha bilang simula kapag ang isang nasusunog na timpla ay pumasok sa mga silid ng pagkasunog. Kahit na ang iba pang mga aksyon ay nagaganap sa makina sa panahon ng daloy nito, ang ipinahiwatig na cycle ay isang proseso ng trabaho. Halimbawa, ang compression stroke ay hindi lamang compression. Sa panahong ito, ang halo ay halo-halong sa mga cylinder, nagsisimula ang pagbuo ng gas, nag-aapoy ito.

Gayundin ang masasabi tungkol sa iba pang mga yugto ng makina. Ang pinakamahalagang bagay dito ay ang iba't ibang proseso para sa mas mahusay na pag-unawa at pagpapasimple ng working cycle ng isang four-stroke engine ay nabubulok sa apat na cycle lang.

Intake

Kaya, sa combustion chamber ng power unit, ang mga siklo ng conversion ng enerhiya ay nagsisimula sa combustion reaction ng pinaghalong gasolina. Sa kasong ito, ang piston ay nasa pinakamataas na punto nito (posisyon ng TDC), at pagkatapos ay gumagalaw pababa. Bilang resulta, ang isang vacuum ay nangyayari sa silid ng pagkasunog ng makina. Sa ilalim ng impluwensya nito, ang isang nasusunog na likido ay sumisipsip sa gasolina. Ang intake valve ay nasa bukas na posisyon, at ang exhaust valve ay sarado.

Kapag nagsimulang gumalaw pababa ang piston, tataas ang volume sa itaas nito. Ito ang nagiging sanhi ng pagkasira. Ito ay humigit-kumulang 0.071-0.093 MPa. Kaya, ang gasolina ay pumapasok sa silid ng pagkasunog. Sa mga makina ng iniksyon, ang gasolina ay iniksyon ng isang nozzle. Matapos makapasok ang timpla sa silindro, ang temperatura nito ay maaaring 75 hanggang 125 degrees.

Kung magkano ang mapupuno ng silindro ng pinaghalong gasolina ay tinutukoy ng mga fill factor. Para saengine na may carburetor power system, ang indicator na ito ay mula 0.64 hanggang 0.74. Kung mas mataas ang coefficient value, mas malakas ang motor.

Compression

Pagkatapos punan ang combustion chamber ng nasusunog na pinaghalong gasoline vapors at hangin, kung umiikot ang crankshaft, magsisimulang bumalik ang piston sa mas mababang posisyon nito. Magsisimulang magsara ang intake valve sa puntong ito. At isasara pa rin ang graduation.

Working stroke

Ito ang ikatlong stroke ng four-stroke internal combustion engine. Ito ang pinakamahalaga sa pagpapatakbo ng power unit. Sa yugtong ito ng pagpapatakbo ng makina na ang enerhiya mula sa pagkasunog ng gasolina ay na-convert sa mekanikal na enerhiya, na nagpapaikot sa crankshaft.

Kapag ang piston ay malapit sa TDC, kahit na sa panahon ng compression, ang pinaghalong gasolina ay pilit na sinisindi ng spark plug ng makina. Ang singil ng gasolina ay nasusunog nang napakabilis. Bago pa man magsimula ang cycle na ito, ang mga nasunog na gas ay may pinakamataas na halaga ng presyon. Ang mga gas na ito ay ang gumaganang fluid na naka-compress sa isang maliit na volume ng combustion chamber ng engine. Kapag ang piston ay nagsimulang gumalaw pababa, ang mga gas ay nagsisimulang lumaki nang mabilis, na naglalabas ng enerhiya.

Sa lahat ng mga stroke ng working cycle ng isang four-cylinder engine, ito ang pinakakapaki-pakinabang. Gumagana ito sa pagkarga ng yunit. Tanging sa yugtong ito ang crankshaft ay tumatanggap ng accelerating acceleration. Sa lahat ng iba pa, ang motor ay hindi gumagawa ng enerhiya, ngunit ginagamit ito mula sa parehong crankshaft.

Paglabas

Pagkatapos mag-commitmga gas ng kapaki-pakinabang na trabaho, dapat silang umalis sa silindro upang magkaroon ng puwang para sa isang bagong bahagi ng pinaghalong gasolina-hangin. Ito ang huling stroke ng isang four-stroke engine.

Ang mga gas sa yugtong ito ay nasa ilalim ng pressure na mas mataas kaysa sa atmospheric pressure. Sa pagtatapos ng cycle, bumababa ang temperatura sa humigit-kumulang 700 degrees. Inililipat ng crankshaft ang piston sa TDC sa pamamagitan ng isang connecting rod. Susunod, bubukas ang balbula ng tambutso, ang mga gas ay itinulak sa kapaligiran sa pamamagitan ng sistema ng tambutso. Kung tungkol sa presyon, ito ay mataas lamang sa simula. Sa pagtatapos ng cycle, bumababa ito sa 0.120 MPa. Naturally, imposibleng ganap na mapupuksa ang mga produkto ng pagkasunog sa silindro. Samakatuwid, hinahalo ang mga ito sa pinaghalong gasolina sa susunod na stroke ng paggamit.

Working order

Ang inilarawan na mga hakbang ay bumubuo sa operating cycle ng isang four-stroke na gasoline engine. Kailangan mong maunawaan na walang mahigpit na pagsusulatan sa pagitan ng mga cycle at proseso sa mga piston engine. Ito ay madaling ipaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na sa panahon ng pagpapatakbo ng power unit, ang mga yugto ng mekanismo ng pamamahagi ng gas at ang estado ng mga balbula ay ipapatong sa mga paggalaw ng mga piston sa iba't ibang makina sa ganap na magkakaibang paraan.

Sa anumang cylinder, ang duty cycle ng isang four-stroke carbureted engine ay nagpapatuloy sa ganitong paraan. Ang bawat combustion chamber sa isang makina ay kailangan para paikutin ang isang crankshaft na kumukuha ng puwersa mula sa mga piston.

Ang paghahalili na ito ay tinatawag na work order. Ang order na ito ay nakatakda sa yugto ng disenyo ng power unit sa pamamagitan ng mga feature ng camshaft at crankshaft. Siya ay hindipagbabago sa panahon ng pagpapatakbo ng mekanismo.

Ang pagpapatupad ng pagkakasunud-sunod ng trabaho ay isinasagawa sa pamamagitan ng mga alternating spark na dumarating sa mga kandila mula sa sistema ng pag-aapoy. Kaya, ang isang four-cylinder engine ay maaaring tumakbo sa mga sumusunod na order - 1, 3, 4, 2 at 1, 2, 4, 3.

Maaari mong malaman ang pagkakasunud-sunod kung saan gumagana ang mga cylinder ng engine mula sa mga tagubilin para sa kotse. Minsan ang pagkakasunud-sunod ng pagpapatakbo ay nakasaad sa block body.

Ganito kung paano gumagana ang four-stroke carbureted engine o anumang iba pang makina. Ang sistema ng supply ng kuryente ay hindi nakakaapekto sa prinsipyo ng pagpapatakbo ng yunit. Ang pagkakaiba lang ay ang carburetor ay isang mekanikal na sistema ng kuryente na may ilang mga disadvantages, at sa kaso ng mga injector, ang mga kawalan na ito ay wala sa system.

Mga makinang diesel

Ang working cycle ng four-stroke diesel engine ay kapareho ng sequence ng mga proseso gaya ng cycle ng carburetor engine. Ang pagkakaiba ay nakasalalay sa kung paano nagpapatuloy ang cycle, gayundin ang mga pagkakaiba sa mga proseso ng pagbuo at pag-aapoy ng timpla.

Diesel intake stroke

Kapag bumaba ang piston, bubuksan ng mekanismo ng pamamahagi ng gas ang intake valve. Ang isang tiyak na dami ng hangin ay pumapasok sa silid ng pagkasunog. Ang temperatura sa silindro ay halos 80 degrees. Sa mga makinang diesel, ang sistema ng kapangyarihan ay makabuluhang naiiba sa mga makina ng karburetor ng gasolina. Halimbawa, mas mababa ang hydraulic resistance sa mga ito, at bahagyang tumataas ang pressure.

Diesel compression stroke

Sa yugtong ito ng trabaho, ang pistonsa combustion chamber ay pataas patungo sa TDC. Ang parehong mga balbula sa makina ng kotse ay nasa saradong estado. Bilang resulta ng pagpapatakbo ng piston, ang hangin sa silindro ay naka-compress. Ang ratio ng compression sa isang diesel engine ay mas mataas kaysa sa mga makina ng gasolina, at ang presyon sa loob ng silindro ay maaaring umabot sa 5 MPa. Ang naka-compress na hangin ay umiinit nang malaki. Ang temperatura ay maaaring umabot sa 700 degrees. Ito ay kinakailangan upang mag-apoy ng gasolina. Ito ay ibinibigay sa mga makinang diesel sa pamamagitan ng mga nozzle na naka-install sa bawat silindro. Sa taglamig, ginagamit ang mga glow plug. Pinainit nila ang malamig na timpla. Ginagawa nitong mas madali para sa makina na magsimula sa taglamig. Ngunit hindi lahat ng sasakyan ay may ganoong sistema.

Ang gas expansion stroke sa isang diesel engine

Kapag ang diesel engine piston ay hindi pa umabot sa tuktok na punto nang humigit-kumulang 30 degrees sa crankshaft, ang injection pump ay naghahatid ng mataas na presyon ng gasolina sa silindro sa pamamagitan ng nozzle. Ang halaga na 18 MPa ay kinakailangan upang ang gasolina ay mai-spray at maipamahagi sa buong volume sa cylinder.

Dagdag pa, ang gasolina sa ilalim ng pagkilos ng mataas na temperatura ay nagniningas at mabilis na nasusunog. Ang piston ay gumagalaw sa pinakamababang punto. Ang temperatura sa loob ng silindro sa sandaling ito ay halos 2000 degrees. Bumababa ang temperatura sa pagtatapos ng cycle.

Diesel exhaust

Sa yugtong ito, ang balbula ng tambutso ay bukas, ang piston ay gumagalaw sa tuktok na punto. Ang mga produkto ng pagkasunog ay puwersahang inalis mula sa silindro. Pagkatapos ay pumunta sila sa manifold ng tambutso. Pagkatapos nito ay magtrabahonaka-on ang catalytic converter. Ang mga gas na dumadaan dito sa mataas na temperatura ay dinadalisay. Ang malinis at hindi nakakapinsalang gas ay inilabas na sa atmospera. Sa mga sasakyang diesel, naka-install din ang isang particulate filter. Nakakatulong din itong maglinis ng mga gas.

Konklusyon

Nasuri namin nang detalyado kung paano isinasagawa ang working cycle ng isang four-stroke engine (ito ay tumatagal ng dalawang rebolusyon ng crankshaft ng power plant). At ang cycle mismo ay kinabibilangan ng maraming iba't ibang proseso.