Четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания н.Отто
Четырехтактный двигатель был впервые продемонстрирован Николаусом Отто в 1876 году, Четырехтактный двигатель - в настоящее время наиболее распространенный тип двигателей, используемых в машинах. Он приводит в движение почти все автомобили и грузовики. На рисунках изображены последовательно все четыре такта работы двигателя начиная с первого такта. Вот последовательность работы четырёхтактного двигателя:
Впуск — (такт впуска, поршень идет вниз) свежая порция топливо-воздушной смеси всасывается в цилиндр через открытый впускной клапан.
Сжатие (такт сжатия, поршень идет вверх) впускной и выпускной клапаны закрыты, и топливо-воздушная смесь сжимается в объёме.
Рабочий ход (такт рабочего хода, поршень идет вниз) сжатое топливо воспламеняется свечёй зажигания, расположенной над поршнем, при сгорании высвобождается энергия, которая воздействует на поршень, заставляя его двигаться вниз. Фактически на такте рабочего хода происходит работа двигателя.
В
ыпуск (такт
выпуска, поршень идет вверх) на этом
такте открываются выпускные клапаны,
и выхлопные газы, проходя через них,
очищают цилиндр.
Рис.4
По окончании 4-го такта цикл повторяется.
Главные особенности четырехтактного двигателя:
Газообмен в цилиндре полностью обеспечивается перемещением рабочего поршня;
Для переключения полости цилиндра на впуск и на выхлоп используется отдельный газораспределительный механизм;
Каждая фаза газообмена выполняется во время отдельного полуоборота коленчатого вала.
Идеальный цикл Отто состоит из адиабатического сжатия, сообщения теплоты при постоянном объёме, адиабатического расширения и отдачи теплоты при постоянном объёме. В практическом четырёхтактном цикле Отто имеются также изобарическое сжатие (выхлоп) и изобарическое расширение (впуск), которые обычно не рассматриваются, так как в идеализированном процессе они не играют роли ни в сообщении рабочему газу теплоты, ни в совершении газом работы.
Работа ДВС сопровождается выделением значительного количества теплоты из-за высоких температур рабочих газов и существенных контактных напряжений в парах трения. Поэтому для обеспечения работы двигателя детали, образующие пары трения необходимо охлаждать и смазывать, а из зазоров между ними вымывать продукты механического износа. Смазывающее масло, помимо обеспечения масляного клина в зазорах, отводит значительное количество тепла от нагруженных трущихся поверхностей. Самыми теплонапряженными деталями поршневого ДВС являются выхлопной клапан, верхнее компрессионное кольцо и поршень. Для охлаждения гильз цилиндров и элементов головки двигателя дополнительно используется система принудительного охлаждения, которая может быть жидкостной и воздушной.
С
целью стабилизации рабочей температуры
и для ускорения прогрева двигателя в
системы охлаждения устанавливают
термостаты. Для воздушного охлаждения
термостат - сильфон, заполненный церезином
или этиловым спиртом в сочетании с
обоймой и системой рычагов, поворачивающих
заслонки, обеспечивающие переключение
и распределение воздушных потоков. В
системах жидкостного охлаждения точно
такой же термоэлемент осуществляет
открытие клапана или переключение
системы клапанов, направляющих жидкость
либо в радиатор, либо в специальный
канал, обеспечивающий циркуляцию
нагреваемой жидкости и равномерное
прогревание двигателя.
Рис.5
Рис.6