4 такта работы двигателя: 4ех тактный дизельный двигатель внутреннего сгорания

4 такта работы двигателя внутреннего сгорания | Гидравлика и пневматика

Большинство современных двигателей внутреннего сгорания — четырехтактные, это значит, что всю из работу можно разделить на 4 этапа — такта. Разобравшись в том, что происходит на каждом из этапов легко понять, как работает двигатель.

Двигатель внутреннего сгорания — ДВС

Прежде, чем перейти непосредственно к работе двигателя отметим основные элементы его конструкции, это поможет правильно понять описание его работы.

Элементы конструкции ДВС

Поршни перемешаются в цилиндрических расточках, выполненных в блоке цилиндров. Поршни соединены с коленчатым валом при помои шатунов. Газораспределительный механизм с клапанами позволяет соединять рабочую камеру с впускным или выпускным коллектором. Воспламенить топливную смесь позволяет свеча.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Цикл работы двигателя

Основные элементы конструкции двигателя определены, теперь можно разобраться в работе двигателя, как упоминалось ранее цикл его работы состоит из четырех тактов, рассмотрим подробнее каждый из них.

Такт 1

Первый такт работы ДВС

Чтобы двигатель мог, что то сжечь, надо сначала этим чем-то его заправить. В ДВС это смесь воздуха и топлива. При движении поршня вниз объем рабочей камеры увеличивается, значит давление в ней падает. Клапаны соединяющие рабочую камеры с впускным коллектором открываются и воздух заполняет ее. Топливо распыляется с помощью форсунки.

Такт 2

Второй такт

Полученную смесь надо сжать, чтобы при воспламенении она расширилась и переместила поршень. Для осуществления сжатия поршень нужно переместить вверх, клапаны в этот момент должны быть закрыты.

Такт 3

Третий такт

На третьем этапе свеча дает искру, которая воспламеняет смесь, она нагревается и расширяется, толкая поршень вниз. Поршень вращает коленвал.

Такт 4

Четвертый такт

От продуктов горения нужно избавиться. Для этого открываются клапаны со стороны выпускного коллектора, поршень движется вверх вытесняя газы в выхлопную систему.

После 4 такта вновь наступает первый.

Количество поршней

Таким образом поршень только на третьем этапе вращал коленчатый вал, а на всех остальных наоборот коленвал перемещал поршень. Но откуда на валу возьмется энергия для вращения вала. Можно использовать не один поршень, а несколько. Пожалуй,самым логичным решением будет установка четырех поршней (хотя их может быть и 3, и 6, и 12). Если в двигателе 4 поршня, то каждый из них в один момент находится на разных этапах:

• первый — всасывает воздух;
• второй — сжимает смесь;
• третий — осуществляет рабочий ход;
• четвертый — вытесняет выхлопные газы.

Для обеспечения плавной работы на валу двигателя может быть установлен маховик.

Четырехтактный двигатель, принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Время не стоит на месте и сегодня практически на всех современных мотоциклах устанавливается двигатель внутреннего сгорания с четырехтактным циклом работы. Произошли перемены и в мотоциклах Минск, которые еще не так дано были оснащены двухтактными моторами, но в теперешнее время они тоже работают на четырехтактных двигателях. Так же и мопеды со скутерами в основном имеют четыре такта, не говоря уже за автомобили, которые в редких случаях имеют двухтактный двигатель.

Благодаря этой статье, многое мотолюбители смогут понять принцип работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания. Приобретенные знания помогут многим в процессе ремонта моторов. Ведь изучив структуру, гораздо проще будет обозначить, взяв во внимания существующие симптомы, место поломки мототранспорта.

Как наверное многим известно, двигатель внутреннего сгорания был придуман известным изобретателем имя которого Отто Николаус. Произошло это событие в 1867 году. В честь этого замечательного изобретателя четырехтактный цикл работы теперь называется циклом Отто, это название нередко можно услышать.

С тех пор как был изобретен двигатель прошло много времени и теперь не многие задумываются о людях, которые смогли воплотить в жизнь и по сегодняшний день удивительную вещь — цикл в четыре такта – знаменитый цикл Отто.

Цикл Отто обозначен четырьмя тактами: впуск, сжатие, рабочий такт и выпуск. Если нажать на ниже представленную картинку, то очень хорошо видно движение топлива во время каждого из тактов, а рядом, меняющиеся цифры слева, указывают на номер каждого из тактов. Теперь будет правильно рассмотреть каждый такт в отдельности.

Первым тактом является впуск. Когда происходит пуск, то в это время

четырехтактный двигатель засасывает в себя рабочую смесь. В этот момент поршень перемещается к низу, а клапан впуска открывается и во внутрь цилиндра поступает топливо с воздухом.

Вторым тактом является сжатие. После произведения впуска клапан вновь закрывается и поршень производит свое движение обратно. Он значительно сжимает топливо, и от этого давления происходит его нагрев, что и производит повышенную концентрацию, делает его взрывоопасным.

Третий тактом является рабочий такт. В тот момент, когда поршень приблизился к самому верху, нашел свое место расположение в верхней мертвой точке, свеча зажигания выдает искру и рабочая смесь просто напросто возгорается. И из-за внезапного распространения энергии от расширения полученных газов, они усиленно толкают поршень в низ. Этот такт является основным, именно он обозначает момент, во время образовании энергии. Остальные три такта не имеют силы и представляют из себя дополнительные.

Четвертый такт работает при выпуске. Уже когда поршень достиг самого низа и газ отдал энергию, преобразовав ее в механическое движение и механическую энергию, работает четвертый такт. В это время поршень движется вверх, делая при этом выпуск отработанных газов. В этот момент клапан выпуска находится в открытом положении.

И все дальше идет по кругу опять, первый так, второй и т. д. Вот так работает

четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. У вас не должно возникнуть сложностей, что бы понять его работу.

Ну если у кого-то возникает вопрос, по какой причине поршень во время остальных тактов производит движение, ведь по сути только во время рабочего такта газы толкают поршень, то этому есть объяснение — весь процесс происходит с помощью инерции. Коленчатый вал одновременно выполняет функции маховика (но бывает, что кроме него существует дополнительный маховик, как в авто или мотоциклах ИЖ-Юпитер), который сберегает энергию и благодаря ему двигатель не останавливается. Для того чтобы объяснить что такое инерция можно поставить пример, когда вы разгоняетесь на велосипеде и останавливаете педали, а движении происходит еще долго — по инерции.

Вот так и в этом случаи, поршень единожды может дать толчок, чтобы в процессе от остальных трех тактов коленчатый вал оборачивался самостоятельно.

Видео на тему: «Как работает четырехтактный двигатель внутреннего сгорания»

Похожие статьи:

Работа четырехтактного бензинового двигателя

Дорогой друг, сегодня поговорим о том, что значит четырехтактный двигатель. О истории его изобретения, принципе работы, особенностях, технических характеристиках и сферах применения.

Конечно, если у вас есть водительское удостоверение, то вы по крайней мере слышали этот термин, когда учились в автошколе. Но вряд ли тогда стали вникать во все тонкости, поэтому сейчас самое время разобраться, что же там происходит под капотом вашего железного коня.

Как всё начиналось

В 19 веке уже были двигатели, но это были в основном большие механизмы, работающие на пару.

Они конечно частично обеспечивали развивающуюся промышленность, но имели много недостатков.

Были тяжелые, имели низкий КПД, большие габариты, требовалось много времени на запуск и остановку, для эксплуатации нужны были квалифицированные рабочие.

Промышленникам нужен был новый агрегат без перечисленных недостатков они уже поняли что значит четырехтактный двигатель. И как при определенных условиях с его помощью можно повысить прибыль.

Его и разработал изобретатель Эжен-Альфонс Бо де Роша, а в 1867 году воплотил в металл Николаус Август Отто.

В то время это было чудо техники. Двигатель внутреннего сгорания отличался низкими эксплуатационными расходами, небольшими размерами и не требовал постоянного присутствия обслуживающего персонала.

Работало устройство по особому алгоритму, который и сейчас называют «цикл Отто». Спустя 8 лет, после запуска первого экземпляра, компания Отто выпускала уже более 600 силовых установок в год.

Очень быстро, из-за автономности и компактности, двигатели внутреннего сгорания получили широкое распространение.

Из чего состоит двигатель

Чтобы понять принцип работы, познакомимся с основными составляющими движка:

• блок цилиндров;
• кривошипно-шатунный механизм (включает коленвал, поршни, шатуны) ‒ он необходим для преобразования поступательно-возвратных движений поршня во вращательное движение коленвала;
• головка блока вместе с газораспределительным механизмом, который открывает впускные и выпускные клапаны, для того чтобы поступала рабочая смесь и выходили отработавшие газы. ГРМ может включать один или более распредвалов, которые состоят из кулачков для толкания клапанов, самих клапанов и клапанных пружин. Для стабильной работы четырехтактного движка существует ряд вспомогательных систем:
• система зажигания ‒ для поджига горючей смеси в цилиндрах;
• впускная система ‒ для подачи воздуха и рабочей смеси в цилиндр;
• топливная система ‒ для непрерывной подачи топлива, получения смеси воздуха и горючего;
• система смазки – для смазки трущихся деталей, а также одновременного удаления продуктов износа;
• выхлопная система – для удаления отработанных газов из цилиндров, снижения токсичности выхлопа;
• система охлаждения – для поддержки оптимальной температуры движка.

Что значит четырехтактный двигатель и почему четыре такта

1. Теперь, когда вы более-менее представляете устройство четырехтактного двигателя, можно рассмотреть рабочий процесс.
   Он состоит из следующих этапов:впуск – поршень движется вниз, цилиндр заполняется горючей смесью из карбюратора через впускной клапан, который открываются кулачком распределительного вала.При движении поршня вниз, создается отрицательное давление в цилиндре, тем самым происходит всасывание рабочей смеси, а именно воздуха с парами топлива. Впуск продолжается пока поршень не достигнет НМТ (нижняя мертвая точка). В этот момент закрывается впускной клапан;
2. сжатие или компрессия – после того как будет достигнута НМТ поршень начинает двигаться вверх к ВМТ (верхняя мертвая точка). При движении поршня вверх происходит сжатие, рабочая топливо-воздушная смесь сжимается, давление внутри цилиндра возрастает. Впускной и выпускной клапан закрыты;
3. рабочий ход или расширение – в конце цикла сжатия (в ВМТ), рабочая смесь воспламеняется от искры в свече зажигания. Поршень от микровзрыва устремляется к НМТ.В процессе движения поршня от ВМТ к НМТ смесь сгорает, а увеличивающиеся в объеме газы толкают поршень, выполняя полезную работу. Именно по этой причине движение поршня в этом такте назвали рабочий ход. Впускной и выпускной клапан закрыты;
4. выпуск выхлопных газов – в заключительном четвертом такте открывается выпускной клапан, поршень поднимается в верхнюю точку и выталкивает продукты сгорания из цилиндра в выхлопную систему, пройдя через глушитель, они попадают в атмосферу. После достижения поршнем ВМТ выпускной клапан закрывается, затем цикл повторяется. Эти четыре такта представляют собой рабочий цикл мотора. Тактом же именуется движение поршня вверх или вниз. Один оборот коленчатого вала соответствует двум тактам, а два оборота – 4 тактам. Отсюда пошло название четырёхтактного двигателя.

От чего зависит мощность четырехтактного ДВС

Тут вроде бы всё ясно — мощность поршневого двигателя в основном определяется:

1. объёмом цилиндров;
2. степенью сжатия рабочей смеси;
3. частотой вращения.

Поднять мощность четырехтактного двигателя также можно повысив пропускную способность тактов всасывания и выхлопа, увеличив диаметр клапанов (особенно впускных).

Так же максимальная мощность получается при максимальном заполнении цилиндров, для этого используют турбины принудительной подкачки воздуха в цилиндр. В следствии чего повышается давление в цилиндре и соответственно КПД двигателя значительно возрастает.

Применение в настоящее время

Четырёхтактные двигатели бывают бензиновыми и дизельными. Применяются эти двигатели на транспортных или стационарных энергоустановках. Использовать такой двигатель рекомендуется в случаях, когда есть возможность регулировать соотношение оборотов, мощности и крутящего момента.

Например, если двигатель, работает в паре с электрогенератором, то нужно выдерживать нужный диапазон оборотов. А при использование промежуточных передач, четырёхтактный двигатель можно адаптировать к нагрузкам в достаточно широких пределах. То есть использовать в автомобилях.

Вернёмся к истокам его создания. В группе изобретателя Отто работал очень талантливый инженер Готлиб Даймлер, он понял что значит четырехтактный двигатель, его перспективы развития, и предложил на базе четырёхтактного двигателя построить автомобиль. Но шеф не посчитал нужным что-то менять в двигателе, и Даймлер, увлеченный своей идеей, покинул мэтра.

И через некоторое время, вместе с другим энтузиастом Карлом Бенцом в 1889 году создали автомобиль, который приводился в движение именно бензиновым четырехтактным двигателем внутреннего сгорания изобретателя Отто.

Эта технология с успехом используется и сегодня. В случаях, когда силовая установка работает на переходных режимах или режимах со снятием частичной мощности ‒ она незаменима, так как обеспечивает стабильную устойчивость процесса.

Теперь, дорогой друг, ты в общих чертах знаешь что значит четырехтактный двигатель, где он используется. Теперь ты стал на голову выше. Но не скупись полученой информацией, поделись с друзьями. К твоим услугам кнопки социальных сетей.

Да и подписаться можно на наш блог, чтобы всегда быть в курсе интересного материала, а его всегда много и будет еще больше.

Изобретение двигателя внутреннего сгорания, а также применение его в разных сферах, в том числе и мото — и автотранспорте, позволило значительно упростить жизнь человеку.

Конечно, двигатели внутреннего сгорания, такими какие они есть сейчас, появились не сразу, с момента появления он постоянно совершенствуется.

Хотя на данный момент у этих двигателей лишь модернизируются те или иные составляющие, основная же концепция их остается неизменной.

Цикл работы двигателя, рабочие такты

Появившиеся очень давно двигателя внутреннего сгорания как работающие на бензине, так и дизельном топливе, и применяемые сейчас, делятся на два вида:

Как видено из названия сводится различие принципа функционирования двигателя в количестве тактов – движений поршня, за которые он выполняет определенный цикл работ.

Для четырехтактного двигателя определено 4 такта в результате которых один поршень выполняет полный цикл – впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.

В каждом из этих циклов в цилиндре двигателя выполняются определенные процессы. Все они направлены на достижение одной цели – обеспечение преобразования энергии сгорания топлива во вращение коленчатого вала.

Так, при такте впуска в цилиндр подается горючая смесь, состоящая из топлива и воздуха, без которого процесс горения невозможен. Причем образование и подача этой смеси у бензинового и дизельного двигателя отличаются.

Далее идет такт сжатия, при котором поступившая смесь сжимается в объеме. Делается это для того, чтобы в меньшем объеме образовалось больше горючей смеси.

Уменьшение объема позволяет при следующем такте обеспечить более высокое КПД при сгорании топлива.

Рабочий ход – единственный из всех тактов, при нем энергия отдается, а не забирается и для него существуют все остальные такты.

После сжатия происходит воспламенение смеси, у бензиновых двигателей – за счет искры, проскакиваемой между электродами свечи накаливания, у дизелей – за счет высокого давления, при котором смесь нагревается настолько, что воспламеняется.

При воспламенении смеси выделяется энергия, которая воздействует на поршень, заставляя его двигаться вниз, при этом выделенная от сгорания энергия передается поршнем на коленвал посредством шатуна.

Выпуск – такт, направленный на очистку полости цилиндра от продуктов горения. После очистки цикл повторяется вновь.

Из всего вышесказанного выходит, что один цикл движения поршня в цилиндре направлен только на получение одного такта – рабочего хода, все остальные такты только помогают получить его, причем для их выполнения задействуется часть энергии, которую отдает такт рабочего хода.

Каждый такт двигателя соответствует определенному движению поршня в цилиндре.

Существуют две крайние точки положения поршня, получивших название мертвых точек.

Одна из них верхняя – выше поршень уже подняться в цилиндре не может, а вторая – нижняя, при которой он ниже не опускается.

Обеспечиваются эти точки кривошипом коленчатого вала, к которому поршень присоединен шатуном.

При движении поршня от одной точки к другой, а затем наоборот, и выполняются такты. То есть, при движении поршня от нижней точки (НМТ) к верхней (ВМТ) могут выполняться два такта – сжатие и выпуск, а при движении наоборот – впуск и рабочий ход.

Имея представление о тактах, можно говорить и о типах двигателей, а их два – 2-тактный и 4-тактный.

У каждого из этих двигателей цикл производится по-разному, что влияет на их конструкцию и многие другие параметры и характеристики.

Конструкция и принцип работы 2-тактного двигателя

2-тактный двигатель нашел наибольшее распространение на малой технике (бензопилы, мотокосы), мотоциклах.

Когда-то существовали даже дизельные 2-х тактные двигатели, устанавливаемые на грузовики, к примеру, МАЗ-200.

Интересно, что описанные выше такты у любого двухтактного двигателя никуда не делись, просто они были совмещены.

В итоге это позволяет сократить полный цикл всего в один оборот колен. вала.

Так, при движении поршня от НМТ производится сразу два такта – выпуск и сжатие, а при движении от ВМТ – впуск и рабочий ход.

Достигнуть этого всего возможно при использовании окон в цилиндрах, через которые производится засасывание и перекачивание топливной смеси, а также отвод продуктов горения.

Открытие и закрытие этих окон обеспечивается самим поршнем. Чтобы соблюдалась правильность работы механизма, окна располагаются на разных уровнях в стенках цилиндра.

Чтобы было более понятно, возьмем двигатель мотоцикла «ИЖ Планета 5».

Данный мотоцикл укомплектован одноцилиндровым двухтактным мотором.

Цилиндр располагается поверх корпуса двигателя, охлаждение его воздушное, поэтому у него по окружности располагаются ребра охлаждения.

С одной стороны, к цилиндру прикреплен патрубок, идущий от карбюратора, по нему в цилиндр поступает горючая смесь.

Напротив, этого патрубка устанавливается труба отвода отработанных газов.

Вверху цилиндр прикрывает головка, в которой размещена свеча накаливания.

Внутри цилиндра располагается поршень, связанный с кривошипом коленчатого вала через шатун. Далее уже он связан со сцеплением и трансмиссией, но это пока неважно.

Для подачи топлива в надпоршневое пространство в двухтактном двигателе задействовано и подпоршневое пространство.

При движении поршня вверх в подпоршневом пространстве создается разряжение, в которое засасывается топливовоздушная смесь через впускное окно.

Подача же из подпоршневого пространства в надпоршневое производится от избыточного давления, которое возникает при движении поршня вниз.

Подача топлива производится через перепускное окно. Выпуск продуктов горения проходит через выпускное окно.

Теперь как все это работает.

Начнем с движения поршня к ВМТ. Находясь в НМТ, поршень обеспечивает открытие перепускного и выпускного окон. Избыточное давление в подпоршневом пространстве выталкивает горючую смесь в надпоршневое пространство.

Двигаясь вверх, поршень перекрывает открытые окна, в результате чего камера сгорания становится герметичной.

Доходя до ВМТ, поршень сжимает смесь далее подается искра от свечи накаливания, которая установлена в головке цилиндра.

В это время, поршень двигаясь вверх, открывает впускное окно, через которое смесь поступает в подпоршневое пространство. То есть получается, что в одном такте – движении поршня от НМТ к ВМТ происходит два действия: вначале впуск топлива, затем – сжатие.

После воспламенения топлива, выделенная при этом энергия толкает поршень вниз.

Двигаясь вниз он от ВМТ, поршень открывает сначала выпускное окно. При сгорании объем продуктов горения значительно увеличивается, поэтому они сразу начинают вырываться через это окно.

Получается, что при движении поршня вниз вначале выполняется рабочий ход, а после открытия выпускного окна – еще и такт выпуска.

Дальше при движении поршня вниз, он открывает перепускное окно и топливо начинает поступать в надпоршневое пространство – цикл начинает повторяться, при этом на выполнение всего цикла понадобилось только движение поршня сначала вверх, а затем вниз, что соответствует одному обороту колен. вала.

Принцип работы 4-тактного двигателя

Теперь о принципе работы 4-тактных двигателей. Опять же возьмем одноцилиндровый двигатель мотоцикла, но на этот раз «Honda CB 125E».

У этого мотора тоже цилиндр расположен над картером и имеет воздушное охлаждение.

Внутри цилиндра установлен поршень, связанный с коленвалом посредством шатуна. Сверху цилиндр закрыт головкой.

Конструктивной особенностью этого двигателя является наличие механизма, который обеспечивает подачу смеси и отвод продуктов горения – газораспределительный механизм.

Установлен у этого мотора он в головке блока. Суть работы этого механизма – своевременное открытие впускного и выпускного окон, которые закрыты клапанами.

Работает все по такому принципу. Вначале – такт впуска. Чтобы обеспечить этот такт, поршень должен двигаться от ВМТ вниз. При этом клапан открывает впускное окно, через которое разрежением засасывается топливо в цилиндр.

После достижения НМТ впускное окно клапаном закрывается, поршень в это время начинает двигаться вверх, начинается такт сжатия.

При этом такте оба окна закрыты, цилиндр полностью герметичен, а поршень при движении вверх сжимает горючую смесь, поступившую ранее.

При подходе поршня к ВМТ, когда смесь по максимуму сжата, производится ее воспламенение от искры свечи.

Избыточное давление при сгорании заставляет двигаться поршню вниз – происходит рабочий ход, при котором окна тоже остаются закрытыми.

После достижения НМТ, поршень начинает движение вверх, в этот момент клапан открывает выпускное окно и поршень выталкивает через него продукты горения.

В результате получается, что для выполнения тактов впуска и сжатия нужен один оборот колен. вала, а для рабочего хода и выпуска – еще один оборот.

Это были принципы работ 2-тактного и 4-тактного двигателей на примере мотоциклов.

Эти принципы используются на всех двигателях внутреннего сгорания – от моторчика авиамодели до мощного 12-цилиндрового мотора танка.

Конструктивные особенности

Помимо различий в принципе работы у этих моторов еще и существуют конструктивные особенности.

2-тактный двигатель конструктивно проще. Механизм газораспределения – это дополнительное оснащение мотора, которое усложняет конструкцию.

У 2-тактного мотора этот механизм отсутствует и его роль выполняет поршень, открывая и закрывая те или иные окна.

Помимо этого, данный двигатель не нуждается в системе смазки. Обусловлено это тем, что в процессе работы задействовано и подпоршневое пространство, где располагается колен. вал.

Но поскольку кривошипно-шатунный механизм требует смазки, то у этого двигателя она производится вместе с топливом, то есть моторное масло добавляет в топливо, и при поступлении топлива в это пространство, имеющееся масло смазывает механизм.

У 4-тактных двигателей конструкция включает и механизм газораспределения, и отдельную систему смазки.

Это значительно усложняет конструкцию, однако эти двигателя являются более приоритетными, чем двухтактные из-за ряда эксплуатационных недостатков последних.

Эксплуатационные показатели

Теперь об эксплуатационных показателях.

Во многом 2-тактные двигатели по этим показателям лучше. Сказывается затраченная и полученная энергия на осуществление одного рабочего цикла.

У 2-тактного двигателя каждый оборот – это один полный цикл, что обеспечивает больший показатель литровой мощности – отношению объема цилиндра к выходной мощности. В среднем литровая мощность 2-тактного мотора выше, чем у 4-тактного в 1,5 раза.

Еще один показатель, по которому 2-тактный мотор превосходит 4-тактный – это удельная мощность.

Данный показатель характеризует отношение выходной мощности к общей массе двигателя.

Проигрывая в мощностных показателях, 4-тактный двигатель лучше по показателям расхода топлива.

У него подача смеси происходит дозировано, через впускное окно, при этом выпускное – закрыто.

У 2-тактного же мотора существует момент, когда выпускное и перепускное окна оказываются открытыми, при этом поступающее топливо частично выходит через выпускное окно вместе с продуктами горения, то есть, часть топлива не участвует в процессе, а просто вылетает в атмосферу.

У 4-тактного мотора имеется система смазки, обеспечивающей смазку всех узлов, но при этом масло циркулирует по закрытой системе, потери его незначительны и в основном из-за износа двигателя.

Смазка 2-тактного мотора производится вместе с топливом, а значит, выполнив свою функцию масло попадает в цилиндр, где и сгорает.

По поводу надежности конструкции этих моторов, то здесь довольно интересная ситуация.

Конструктивно 2-тактный мотор проще, а значит и надежнее. Но у 4-тактного мотора есть более совершенная система смазки, которая обеспечивает больший ресурс мотору.

Вот и получается, что оба мотора надежны, но каждый по-своему. А вот по ремонтопригодности 2-тактный мотор все-таки лучше.

Та же совместная смазка вместе с топливом у 2-тактных двигателей сказывается и на экологичности этого мотора. Сгорание масла в большей степени обеспечивает загрязнение атмосферы.

Совмещение рабочих тактов у 2-тактного двигателя сказывается на шумности работы установки, она несколько выше, чем у 4-тактного агрегата.

Зато отсутствие дополнительных систем и механизмов обеспечивает более легкую и менее металлоемкую конструкцию, что сказывается на общей массе установки.

Более сложная конструкция 4-тактной установки играет и положительную роль.

У этих моторов существует возможность модернизации системы питания, применение инжекторных систем с раздельной подачей топлива и воздуха в цилиндры, повышающих мощность и экономичность двигателей.

У 2-тактных моторов возможность совершенствования ограничена все той же смазкой вместе с топливом. Хотя попытки улучшить показатели этих моторов осуществляются постоянно.

В целом, применение до сих пор имеют оба этих мотора и вряд ли когда-либо откажутся от использования одного из них, оскольку у каждого из них имеются свои преимущества, востребованные в тех или иных условиях.

Рабочим циклом двигателя называется периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя и обусловливающих превращение тепловой энергии в механическую работу. Автомобильные двигатели чаще всего работают по четырёхтактному циклу, который совершается за два оборота коленчатого вала или четыре хода поршня и состоит из тактов впуска, сжатия, расширения и выпуска.

В карбюраторном четырёхтактном двигателе рабочий цикл происходит следующим образом.

Рабочий цикл карбюраторного двигателя:

– Такт сжатия
Поршень идёт из НМТ в ВМТ, сжимая рабочую смесь. При этом значительно возрастает температура смеси. Отношение рабочего объёма цилиндра в НМТ и объёма камеры сгорания в ВМТ называется степенью сжатия. Степень сжатия — очень важный параметр, обычно, чем она больше, тем больше топливная экономичность двигателя. Однако, для двигателя с большей степенью сжатия требуется топливо с большим октановым числом, которое дороже.
Такт расширения, или рабочий ход

Незадолго до конца цикла сжатия топливовоздушная смесь поджигается искрой от свечи зажигания. Во время пути поршня из ВМТ в НМТ топливо сгорает, и под действием тепла сгоревшего топлива рабочая смесь расширяется, толкая поршень. При расширении газы совершают полезную работу, поэтому ход поршня при этом такте коленчатого вала называют рабочим ходом. Степень «недоворота» коленчатого вала двигателя до ВМТ при поджигании смеси называется углом опережения зажигания. Опережение зажигания необходимо для того, чтобы сгорание топлива успело, полностью закончится к моменту достижения поршнем НМТ, то есть для наиболее эффективной работы двигателя. Сгорание топлива занимает практически фиксированное время, поэтому для повышения эффективности двигателя нужно увеличивать угол опережения зажигания при повышении оборотов. В старых двигателях эта регулировка производилась механическим устройством (центробежным и вакуумным регулятором, воздействующим на прерыватель). В современных двигателях для регулировки угла опережения зажигания используют электронику.

Гифка наглядно демонстрирует процесс работы четырехтактного двигателя

– Такт выпуска
После НМТ рабочего цикла открывается выпускной клапан, и движущийся вверх поршень вытесняет выхлопные газы из цилиндра двигателя. При достижении поршнем ВМТ выпускной клапан закрывается, и цикл начинается сначала.

Полностью очистить цилиндры двигателя от продуктов сгорания практически невозможно (слишком мало времени), поэтому при последующем впуске свежей горючей смеси она перемещается с остаточными отработавшими газами и называется рабочей смесью.

Коэффициент остаточных газов характеризует степень загрязнения свежего заряда отработавшими газами и представляет собой отношение массы продуктов сгорания, оставшихся в цилиндре, к массе свежей горючей смеси. Для карбюраторных двигателей коэффициент остаточных газов находится в пределах 0,06-0,12.

По отношению к рабочему ходу такты впуска, сжатия и выпуска являются вспомогательными.

Рабочий цикл дизельного двигателя
Рабочие циклы четырёхтактного дизеля и карбюраторного двигателя существенно различаются по способу смесеобразования и воспламенения рабочей смеси. Основное отличие состоит в том, что в цилиндр дизеля при такте впуска поступает не горючая смесь, а воздух, который из–за большой степени сжатия нагревается до высокой температуры, а затем в него впрыскивается мелкораспыленное топливо, которое под действием высокой температуры воздуха самовоспламеняется.

Читайте также

В четырёхтактном дизеле рабочие процессы происходят следующим образом.

Поршень движется от НМТ к ВМТ. Впускной и выпускной клапаны закрыты, вследствие этого перемещающийся вверх поршень сжимает имеющийся в цилиндре воздух. Для воспламенения топлива необходимо, чтобы температура сжатого воздуха была выше температуры самовоспламенения топлива.

– Такт расширения, или рабочий ход
При подходе поршня к ВМТ в цилиндр через форсунку впрыскивается дизельное топливо, подаваемое топливным насосом высокого давления (ТНВД). Впрыснутое топливо, перемешиваясь с нагретым воздухом, самовоспламеняется и начинается процесс сгорания, характеризующийся быстрым повышением температуры и давления. Под действием давления газов поршень перемещается от ВМТ к НМТ. Происходит рабочий ход.

– Такт выпуска
Поршень перемещается от НМТ к ВМТ и через открытый выпускной клапан отработавшие газы выталкиваются из цилиндра. После окончания такта выпуска при дальнейшем вращении коленчатого вала рабочий цикл повторяется в той же последовательности.

На этом видео показана работа реального двигателя. Камера встроена в цилиндр блока.

Недостатки четырёхтактных двигателей:

Все холостые ходы (впуск, сжатие, выпуск) совершаются за счёт кинетической энергии, запасённой кривошипно шатунным механизмом и связанными с ним деталями во время рабочего хода, в процессе которого химическая энергия топлива превращается в механическую энергию движущихся частей двигателя. Поскольку сгорание происходит в доли секунд, то оно сопровождается быстрым увеличением нагрузки на крышку (головку) цилиндра, поршень и другие детали двигателя внутреннего сгорания. Наличие такой нагрузки неизбежно приводит к необходимости увеличить массу движущихся деталей (для повышения прочности), что в свою очередь сопровождается ростом инерционных нагрузок на движущиеся детали.

Уступают по мощности двухтактным.

Преимущества четырёхтактных двигателей:

В отличие от двухтактного двигателя, в котором смазка коленвала, подшипников коленвала, компрессионных колец, поршня, пальца поршня и цилиндра осуществляется благодаря добавлению масла в топливо; коленвал четырехтактного двигателя находится в масляной ванне. Благодаря этому нет необходимости смешивать бензин с маслом или доливать масло в специальный бачок. Достаточно залить чистый бензин в топливный бак и можно ехать, при этом отпадает необходимость покупки специального масла для 2-тактных двигателей.

Так же на зеркале поршня и стенках глушителя и выхлопной трубы образуется значительно меньше нагара. К тому же, в 2-тактном двигателе происходит выброс топливной смеси в выхлопную трубу, что объясняется его конструкцией.

Бензиновый двигатель внутреннего сгорания: принцип работы

В основе принципа работы любого двигателя внутреннего сгорания лежит воспламенение небольшого количества топлива, обязательно высокоэнергетического, в небольшом замкнутом пространстве. При этом выделяется большое количество энергии, в виде теплового расширения нагретых газов. Так как давление под поршнем равно нормальному атмосферному, а компрессия в цилиндре намного превышает его, то под действием разницы давлений поршень совершает движение.

Бензиновый двигатель внутреннего сгорания: принцип работы

Для того чтобы двигатель внутреннего сгорания постоянно производил полезную механическую энергию, камеру сгорания цилиндра необходимо циклично заполнять новыми дозами воздушно-топливной смеси. В результате, поршень приводит в действие коленчатый вал, который и придает движение колесам автомобиля.

Двигатели почти всех современных автомобилей являются четырёхтактными по своему циклу работы, и энергия, полученная от сжигания бензина, почти полностью преобразовывается в полезную. Цикл Отто, так называется подобный принцип, по имени Николауса Отто, изобретателя двигателя внутреннего сгорания (1867 год).

Схема работы бензинового двигателя внутреннего сгорания:

— такт впуска;

— такт сжатия;

— рабочий такт;

— такт выпуска.

Главным элементом двигателя внутреннего сгорания является поршень, который связан шатуном с коленчатым валом. Так называемый, кривошипно-шатунный механизм, преобразующий прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня в радиальное движение коленвала.

Ниже более подробно расписан рабочий цикл бензинового двигателя:

1. Такт впуска

Поршень опускается из верхней крайней точки в нижнюю крайнюю точку, при этом кулачки распределительного вала открывают впускной клапан, и через него воздушно-топливная смесь поступает из карбюратора в камеру сгорания цилиндра. Когда поршень доходит до нижней мертвой точки, впускной клапан закрывается.

2. Такт сжатия

Поршень возвращается из нижней мертвой точки в верхнюю, сжимая топливную смесь. При этом существенно увеличивается температура смеси. Когда поршень доходит до верхней крайней точки, свеча зажигания воспламеняет сжатую рабочую смесь.

3. Рабочий такт

Воспламененная горючая смесь сгорает при высокой температуре, образовавшиеся газы моментально расширяются и толкают поршень вниз. Впускной и выпускной клапаны, во время этого такта, закрыты.

4. Такт выпуска

Коленвал продолжает вращаться по инерции, поршень идет в верхнюю мертвую точку. В то же время открывается клапан выпуска, и поршень вытесняет отработанные газы в выхлопную трубу. Когда он достигает верхней крайней точки, выпуск закрывается.

Следующий такт необязательно должен начинаться после окончания предыдущего. Такая ситуация, когда одновременно открыты оба клапана (впуска и выпуска), называется перекрытием клапанов. Это необходимо для эффективного наполнения цилиндра воздушно-топливным соединением, а также для более результативной очистки цилиндров от выхлопных газов. После этого рабочий цикл повторяется.

 

Отличительной особенностью двигателя внутреннего сгорания является то, что поршень двигается прямолинейно, а движение, осуществляющееся при сгорании топливной смеси, — вращательное. Линейный ход поршней преобразовывается в поворотное движение, необходимое для работы колес автомобиля, при помощи коленчатого вала.

Ниже рассмотрены основные элементы двигателя, которые принимают участие в преобразовании тепловой энергии в механическую.

1. Свеча зажигания

Искровая свеча вырабатывает электрическую искру, которая воспламеняет воздушно-топливную смесь. Для равномерной и бесперебойной работы поршня искра должна появляться в заданный момент времени.

2. Клапаны

Выпускные и впускные клапаны закрываются и открываются в заданный момент, впуская воздух в цилиндр и выпуская отработанные газы. Во время процесса горения топливной смеси оба клапана закрыты. Клапан выпуска открывается до достижения поршня крайней нижней точки и остается открытым до прохождения поршня к верхней крайней точке. К этому моменту впускной уже будет открыт.

3. Поршень

Образующиеся во время сгорания топливной смеси горячие газы выдавливают поршень, передавая энергию через шатун и палец коленвалу. Для сохранения компрессии в цилиндрах на поршень устанавливаются уплотняющие кольца, изготовленные из высокопрочного чугуна. Для повышения износостойкости поршневые кольца покрываются тонким слоем пористого хрома. К основным характеристикам колец относятся следующие показатели: высота, наружный диаметр, радиальная толщина, форма разреза в стыке и упругость. Внешний диаметр поршневого кольца должен соответствовать внутреннему диаметру цилиндра. В настоящее время применяются узкие кольца (высотой — 1,5-2 мм) и широкие (высотой — 2,5-3 мм). Первые более надежны при частом движении поршня. Радиальная толщина увеличивается с возрастанием диаметра цилиндра. Износ поршневых колец происходит, в среднем, через каждые 3 тысячи километров пробега.

4. Шатун

Шатун соединяет коленчатый вал с поршнем. Вращение шатуна является двухсторонним, это нужно для того, чтобы его угол мог изменяться в зависимости от местоположения поршня, обеспечивая движение коленвала. Обычно шатуны бывают стальными, иногда — алюминиевыми.

5. Коленчатый вал

Поворот коленчатого вала осуществляется вследствие вертикального хода поршня. Коленвал приводит в движение колеса автомобиля.

 

Современные двигатели внутреннего сгорания делятся на два типа: карбюраторные и инжекторные.

В карбюраторном двигателе процесс приготовления воздушно-топливной смеси происходит в специальном устройстве — карбюраторе. В нем, используя аэродинамическую силу, горючее смешивается с воздушным потоком, засасываемым двигателем.

В инжекторном типе двигателя топливо впрыскивается под давлением в поток воздуха при помощи специальных форсунок. Дозировка горючего происходит при помощи электронного блока управления, который открывает форсунку электрическими импульсами. В двигателях устаревшей конструкции, этот процесс происходит с использованием специфической механической системы. Последний тип почти полностью вытеснил устаревшие карбюраторные силовые агрегаты. Это произошло из-за современных экологических стандартов, которые устанавливают высокие нормы чистоты выхлопных газов. Что повлекло за собой внедрение новых эффективных нейтрализаторов выхлопа (каталитических конвертеров или катализаторов). Такие системы нейтрализации требуют постоянного состава отработанных газов, который могут обеспечить только инжекторные системы впрыска топлива, контролируемые электронным блоком управления. Нормальная работа катализатора обеспечивается исключительно при соблюдении стабильного состава выхлопных газов. Необходимостью этого является то, что он требует содержания определенных пропорций кислорода в отработанных газах. Для соблюдения подобных условий в таких системах катализации обязательно устанавливается кислородный датчик (лямбда-зонд), который анализирует процент содержания кислорода в выхлопных газах и контролирует точность пропорций оксида азота, несгоревших остатков топлива и углеводородов.

 

Основными вспомогательными системами являются:

Система зажигания. Отвечает за поджигание топливной смеси в нужный момент. Она бывает контактной, бесконтактной и микропроцессорной. Система контактного типа состоит из распределителя-прерывателя, катушки, выключателя зажигания и свечей. Бесконтактная система аналогична предыдущей, только вместо прерывателя стоит индукционный датчик. Управление системой зажигания микропроцессорного типа осуществляется специальным компьютерным блоком, в ее состав входит датчик положения коленвала, коммутатор, блок управления зажиганием, катушки, датчик температуры двигателя и свечи. В двигателях с инжекторной системой к ней добавляется еще датчик положения дроссельной заслонки и термоанемометрический датчик массового расхода воздуха.

Система запуска двигателя. Состоит из специального электромотора (стартера), подключенного к аккумулятору, или механического стартера, использующего физические усилия человека. Применение этой системы объясняется тем, что для запуска рабочего цикла двигателя необходимо, чтобы коленчатый вал произвел хотя бы один оборот.

Система выпуска выхлопных газов. Обеспечивает своевременное удаление продуктов горения топливной смеси из цилиндров. Включает в себя выпускной коллектор, катализатор и глушитель.

Система приготовления воздушно-топливной смеси. Предназначена для приготовления и впрыска смеси горючего с воздухом, в камеру сгорания цилиндров двигателя. Может быть карбюраторной или инжекторной.

Система охлаждения. Современная система состоит из вентилятора, радиатора, термостата, расширительного бачка, жидкостного насоса, датчика температуры, рубашки и головки охлаждения блока цилиндров. Предназначена для создания и поддержания приемлемого температурного режима работы ДВС. Обеспечивает отвод тепла от цилиндров клапанной системы и поршневой группы. Может быть воздушной, жидкостной или гибридной.

Система смазки. Состоит из масляного фильтра, маслонасоса с маслоприемником, каналов в блоке и головках цилиндров для впрыска масла под высоким давлением, поддона картера. Предназначена для подачи автомобильного масла с целью уменьшения трения и охлаждения, к взаимодействующим деталям двигателя. Также циркуляция масла смывает нагар и продукты механического износа.

Источник: Авто Релиз.ру.

Работа четырехтактного двигателя внутреннего сгорания — устройство и принцип действия

В основе работы двигателей внутреннего сгорания лежит преобразование энергии топлива в энергию движения. Транспорт оснащен бензиновым или дизельным двигателями. Бензиновый и дизельный двигатели еще называют двигателями внутреннего сгорания. Такое название они получили, потому что топливо сгорает внутри их, в цилиндрах. Часть энергии от сгорания топлива превращается в механическую энергию, а остаток выделяется в виде тепла.

Четырехтактные двигатели внутреннего сгорания используются в большинстве автомобилей и судов. Они также приводят в движение некоторые локомотивы, к примеру всеми известный в СССР Тепловоз 2ТЭ116, который и дальше продолжает служить. Помимо этого бензиновые и дизельные двигатели устанавливают на аварийных электростанциях.

Четырехтактные двигатели внутреннего сгорания: история создания и принцип действия

В 1876 году немецкий инженер Николаус Отто изобрел и запатентовал первый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания.

Конструкции четырехтактных дизельных и бензиновых двигателей очень похожи. В обоих случаях смесь топлива и воздуха подается в цилиндр, снабженный поршнем. Цилиндров может быть от 4 до 8 и даже более. Они работают последовательно, чтобы поддерживать постоянную мощность двигателя. Цикл работы каждого цилиндра состоит из 4 тактов — движения поршня.

Цикл начинается с 1 такта — впуска. Открывается впускной клапан, под действием коленчатого вала поршень двигается вниз, засасывая в цилиндр топливо и воздух.

Затем впускной клапан закрывается, и поршень толкаемый кривошипом, возвращается в цилиндр, сжимая топливо-воздушную смесь и тем самым разогревая ее. Этот 2 такт называется сжатием. В бензиновых двигателях в этот момент смесь воспламеняется свечой зажигания. При сгорании смесь расширяется. Происходит 3 такт — рабочий ход. Давление газов заставляет поршень двигаться вниз и вращать коленчатый вал.

В конце рабочего хода открывается впускной клапан, и начинается выход отработанных газов. Этот 4 такт называется выпуском. В это же время коленчатый вал толкает поршень обратно вверх, вытесняя из цилиндра оставшиеся газы. Когда процесс заканчивается, начинается новый 4-тактный цикл.

Схема работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания

Далее на инфографике изображена принципиальная схема всех четырех тактов.

1. Впуск: поршень идет вниз, засасывая воздух и топливо в цилиндр.
2. Сжатие: поршень поднимается и сжимает топливную смесь.

3. Рабочий ход: искра воспламеняет топливно-воздушную смесь и газы толкают поршень вниз.
4. Выпуск: поршень поднимается и цилиндр и выталкивает отработанные газы.

Конструкция двигателя Отто была усовершенствована и доработана другим немецким инженером Готлибом Даймлером (1834 — 1900). Даймлер запатентовал более мощную и быстроходную модель двигателя в 1887 г. Обычный двигатель внутреннего сгорания может иметь 8 или даже дольше цилиндров. В каждом цилиндре поршень после поджигания топливно-воздушной смеси движется вниз и вращает коленчатый вал. Специальные клапаны осуществляют впуск топливно-воздушной смеси и выпуск отработанных газов.

Четырехтактные двигатели применяются в основном в автомобилестроении. Цикл их работы состоит из 4 тактов: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. Только такт рабочего хода заставляет коленчатый вал вращаться. В современных автомобильных двигателях имеется сразу несколько цилиндров. Поршни, находящиеся в этих цилиндрах, последовательно выполняют каждый из 4 тактов рабочего цикла.

Дизельные двигатели: история создания и принцип действия

В 1892 году немецкий инженер Рудольф Дизель (1859 — 1913) изобрел двигатель, получивший его имя.

В дизельном двигателе топливно-воздушная смесь сжимается до давления, примерно вдвое превышающего давление в бензиновом двигателе. В результате смесь становится настолько горячей, что самовоспламеняется без электрической искры. Дизельные двигатели дешевле, чем бензиновые. Кроме того, дизельные двигатели обладают большей мощностью по сравнению с бензиновыми.

А знаете ли вы, что железнодорожные локомотивы оснащены дизельным двигателем, движение колесных пар приводятся в движение с помощью электротяги. Дело в том, что в дизельных электровозах электрическая энергия, двигающая колеса, образуется за счет работы дизельных двигателей. Турбонасос постоянно накачивает в двигатель воздух, повышая его мощность.

Роторный двигатель: история создания и его работа на видео

Немецкий инженер Феликс Ванкель (1902-1988) изобрел в 1957 году роторный двигатель.

Вместо поршней и цилиндров в нем было 2 треугольных ротора, вращавшихся в специальных камерах.

Усовершенствование двигателей

Бензиновые и дизельные двигатели постоянно совершенствуются для повышения эффективности работы их работы и снижения загрязнения окружающей среды. В современных двигателях карбюратор заменяют электронной системой впрыска топлива в цилиндр во время такта впуска. Микропроцессор контролирует количество подаваемого топлива и время сгорания топливно-воздушной смеси, повышая эффективность сгорания топлива и препятствуя образованию избыточного количества выхлопных газов. Интересны экспериментальные образцы двигателя без ремня ГРМ, в котором роль газораспределительного механизма играют электронные актуаторы.

«Двигатель внутреннего сгорания». 8-й класс

Цель урока: рассмотреть физические принципы работы тепловых двигателей, углубить знания учащихся о тепловых двигателях.

Ход урока

I. Подготовка к восприятию нового материала:

1. Какие два вида механической энергии вы знаете?
2. Какую энергию называют кинетической? Потенциальной?
3. Приведите примеры превращения потенциальной энергии тела в кинетическую; кинетической энергии – в потенциальную.
4. Дайте определение внутренней энергии тела.
5. Приведите примеры превращения механической энергии тела в его внутреннюю энергию.

1. Историческая справка (

сообщение ученика)

1698 г.

Томас Сэвери (английский инженер) создал машину, которая преобразовывала внутреннюю энергию в механическую (тепловой двигатель) , его использовали для откачки воды из угольных шахт.

1710 г.

Томас Ньюкомен (английский инженер) предложил пароатмосферный двигатель , в котором пар внутри цилиндра толкал вверх поршень. Для возврата в нижнее положение его охлаждали, пар конденсировался, давление в цилиндре падало, и под действием атмосферного давления поршень опускался вниз. Затем цилиндр снова нагревали, чтобы заставить пар толкать поршень вверх. На всё это уходило много времени и, двигатель работал очень медленно и с низким КПД.

1766 г

. Иван Иванович Ползунов. (русский изобретатель) разработал чертежи двухцилиндровой паровой машины. Для ее изготовления Ползунову пришлось сделать различные инструменты, токарный станок для обработки металла “на водяном ходу”. При этом Ползунову удалось изготовить все детали паровой машины всего за 13 месяцев. Некоторые детали весили до 2720 килограммов.

2. Теоретический материал (

ученики работают с текстом по плану, каждый пункт сопровождается слайдом.).

А) Решение задачи 1 (слайд №2)

Б) Решение задачи 2 слайд №3)

В) Решение задачи 3 (слайд №4)

Г) Двигатель внутреннего сгорания

Внутренней энергией обладают все тела – земля, кирпичи, облака и так далее. Однако чаще всего извлечь ее трудно, а порой и невозможно. Наиболее легко на нужды человека может быть использована внутренняя энергия лишь некоторых, образно говоря, «горючих» и «горячих» тел. К ним относятся: нефть, уголь, теплые источники вблизи вулканов и так далее. Рассмотрим один из примеров использования внутренней энергии таких тел. (слайд №5)

Д) Составные части двигателя внутреннего сгорания (слайд №6)

Е) Карбюраторный двигатель. (слайд №7)

карбюратор – устройство для смешивания бензина с воздухом в нужных пропорциях.

Ж) Основные части ДВС (слайд №8)

З) Работа этого двигателя состоит из нескольких повторяющихся друг за другом этапов, или, как говорят, тактов. Всего их четыре. Отсчет тактов начинается с момента, когда поршень находится в крайней верхней точке, и оба клапана закрыты. (слайд №9)

И) Первый такт называется впуск (рис. «а»). Впускной клапан открывается, и опускающийся поршень засасывает бензино-воздушную смесь внутрь камеры сгорания. После этого впускной клапан закрывается. (слайд №10)

К) Второй такт – сжатие (рис. «б»). Поршень, поднимаясь вверх, сжимает бензино-воздушную смесь. (слайд №11)

Л) Третий такт – рабочий ход поршня (рис. «в»). На конце свечи вспыхивает электрическая искра. Бензино-воздушная смесь почти мгновенно сгорает и в цилиндре возникает высокая температура. Это приводит к сильному возрастанию давления и горячий газ совершает полезную работу – толкает поршень вниз. (слайд №12)

М) Четвертый такт – выпуск (рис «г»). Выпускной клапан открывается, и поршень, двигаясь вверх, выталкивает газы из камеры сгорания в выхлопную трубу. Затем клапан закрывается. (слайд №13)

Н) ФИЗМИНУТКА. (слайд №14)

О) Дизельный двигатель. (слайд №15)

В 1892 г. немецкий инженер

Р. Дизель получил патент (документ, подтверждающий изобретение) на двигатель, впоследствии названный его фамилией.

П) Принцип работы: (слайд №16)

В цилиндры двигателя Дизеля попадает только воздух. Поршень, сжимая этот воздух, совершает над ним работу и внутренняя энергия воздуха возрастает настолько, что впрыскиваемое туда топливо сразу же самовоспламеняется. Образующиеся при этом газы выталкивают поршень обратно, осуществляя рабочий ход.

Р) Такты работы: (слайд №17)

• всасывание воздуха;
• сжатие воздуха;
• впрыск и сгорание топлива – рабочий ход поршня;
• выпуск отработавших газов.

Существенное отличие: запальная свеча становится ненужной, и ее место занимает форсунка – устройство для впрыскивания топлива; обычно это низкокачественные сорта бензина.

С) Некоторые сведения о двигателях. (слайд №18)

Повторение.

Т) Назови основные части ДВС. (слайд №20)

У) 1. Назовите основные такты работы ДВС. (слайд №21)

2. В каких тактах клапаны закрыты?

3. В каких тактах открыт клапан 1?

4. В каких тактах открыт клапан 2?

5. Отличие ДВС от дизеля?

Ф) (слайд №22)

Мертвые точки – крайние положения поршня в цилиндре

Ход поршня – расстояние, проходимое поршнем от одной мертвой точки до другой

Четырехтактный двигатель – один рабочий цикл происходит за четыре хода поршня (4 такта).

Х) Заполнить таблицу (слайд №23)

Ц) Кроссворды (слайд №24 ,25)

Ч) Паровая турбина (слайд №26)

Ш) Слайды 27-34.

Щ) Материалы (слайд 35).

II. Итог урока.

ДВС — четырехтактный двигатель, принцип работы

Четырехтактный двигатель был впервые продемонстрирован Николаусом Отто в 1876 году и поэтому он также известен как цикл Отто.  Технически правильный термин — четырехтактный цикл. Четырехтактные двигателя является наиболее распространенным типом двигателя в настоящее время. Они установлены практически на всех легковых автомобилях и грузовиках.

Четырехтактный двигатель был впервые продемонстрирован Николаусом Отто в 1876 году и поэтому он также известен как  цикл Отто.  Технически правильный термин — четырехтактный цикл. Четырехтактные двигателя, возможно, является наиболее распространенным типом двигателя в настоящее время. Они установлены на всех легковых автомобилях и грузовиках.  

 

Четыре такта цикла — это впуск, компрессия, расширение и выпуск выхлопных газов. Каждому соответствует один полный ход поршня, поэтому полный цикл требует двух оборотов коленчатого вала.

Такт впуска.
Во время впуска, поршень движется от ВМТ (верхней мертвой точки) вниз к НМТ (нижней мертвой точке), засасывая свежий заряд топливо-воздушной смеси. Изображенный на рисунке двигатель имеет ‘тарельчатый’ впускной клапан, который открывается потоком всасываемого свежего заряда. Некоторые ранние двигатели работали именно таким образом. Однако, в современных двигателях впускной клапан открывается кулачком распределительного клапана.

Такт сжатия.
После достижения НМТ поршень начинает двигаться вверх к ВМТ, давление в цилиндре возрастает, впускной клапан закрывается и происходит сжатие топливо-воздушной смеси.

Такт расширения, или рабочий ход.
Незадолго до конца цикла сжатия топливо-воздушная смесь поджигается искрой от свечи зажигания. Во время пути поршня из ВМТ в НМТ топливо сгорает, и под действием тепла сгоревшего топлива рабочая смесь расширяется, толкая поршень. При расширении газы совершают полезную работу, поэтому ход поршня при этом такте коленчатого вала называют рабочим ходом.

Такт выпуска.
После НМТ рабочего цикла открывается выпускной клапан, и движущийся вверх поршень вытесняет отработанные газы из цилиндра двигателя. При достижении поршнем ВМТ выпускной клапан закрывается, и цикл начинается сначала.

Анимационные рисунки показывают основной принцип работы одного цилиндра четырех-тактного двигателя.

{seyretpic id= 20 align=center}

Четырехтактный цикл | Инжиниринг | Fandom

Четырехтактный цикл (или цикл Отто ) двигателя внутреннего сгорания — это цикл, наиболее часто используемый сегодня для автомобильных и промышленных целей (легковые и грузовые автомобили, генераторы и т. Д.). Он был разработан французским инженером Альфонсом Бо де Роша в 1862 году и независимо от него немецким инженером Николаусом Отто в 1876 году. Четырехтактный цикл является более экономичным и экологически чистым, чем двухтактный цикл, но требует значительно большего. движущиеся части и производственный опыт.Более того, его легче производить в многоцилиндровых конфигурациях, чем в двухтактных, что делает его особенно полезным в высокопроизводительных приложениях, таких как автомобили. Позднее изобретенный двигатель Ванкеля имеет четыре аналогичные фазы, но представляет собой роторный двигатель внутреннего сгорания, а не гораздо более обычный поршневой двигатель четырехтактного цикла.

Четырехтактный цикл (или цикл Отто)

Цикл Отто характеризуется четырьмя ходами или прямыми движениями поочередно вперед и назад поршня внутри цилиндра:

1. такт впуска (впуска)
2. такт сжатия
3. мощность (сгорание) ход
4. такт выпуска

Цикл начинается в верхней мертвой точке , когда поршень находится в самой верхней точке.При первом ходе вниз (, впуск ) поршня смесь топлива и воздуха втягивается в цилиндр через впускное (впускное) отверстие. Впускной (впускной) клапан (или клапаны) затем закрывается (ы), и следующий ход вверх ( сжатие ) сжимает топливно-воздушную смесь.

Затем воздушно-топливная смесь воспламеняется, обычно от свечи зажигания для бензинового двигателя или двигателя с циклом Отто, или от тепла и давления сжатия для дизельного двигателя с воспламенением от сжатия, примерно в верхней части такта сжатия.Результирующее расширение горящих газов затем вынуждает поршень опускаться для третьего хода (, мощность ), а четвертый и последний ход вверх (, выхлоп, ) откачивает отработанные выхлопные газы из цилиндра мимо открытого тогда выпускного клапана или клапанов через выхлопное отверстие.

Время работы клапана [править | править источник]

В своей первоначальной конфигурации четырехтактный двигатель полностью полагается на движение поршня для всасывания топлива и воздуха и вытеснения выхлопных газов.Когда поршень опускается на такте впуска (впуска), в цилиндре создается частичный вакуум, который втягивает топливно-воздушную смесь. Затем впускной клапан закрывается, поршень поднимается, смесь сжимается и воспламеняется, в результате чего поршень снова опускается. Когда выпускной клапан открывается, поршень снова поднимается вверх и вытесняет выхлопные газы. Этот метод использовался в первых четырехтактных двигателях. Однако вскоре было обнаружено, что при скоростях вращения, приближающихся к 100 оборотам в минуту (об / мин) или выше, выхлопные газы не могут менять направление достаточно быстро, чтобы выйти за выпускной клапан одним движением поршня.

При высоких скоростях вращения постоянный поток через впускное и выпускное отверстия поддерживается за счет одновременного открытия впускного и выпускного клапанов в верхней мертвой точке (известной как перекрытие клапанов ). Импульс выхлопного газа поддерживает выходящий поток и создает эффект всасывания в цилиндре, известный как продувка, помогая втягивать всасываемый заряд в цилиндр. Однако, чтобы сохранить эффективность, выпускной клапан должен быть закрыт достаточно быстро, чтобы слишком много топливно-воздушной смеси из впускного отверстия не попало в выхлоп двигателя, тратя впустую топливо.В ситуации с высокой мощностью, такой как гонки, где часто встречаются высокие обороты двигателя и принудительная индукция, этот расход топлива может служить для охлаждения выпускного клапана и предотвращения детонации.

После воспламенения топливно-воздушного заряда по мере приближения поршня к нижней мертвой точке сгорание замедляется. Непосредственно перед тем, как заряд закончится сгорать, выпускной клапан открывается примерно на двадцать градусов вращения коленчатого вала перед нижней мертвой точкой . Это позволяет все еще расширяющимся газам внутри цилиндра выталкиваться через выхлопное отверстие, запуская поток выхлопных газов и придавая импульс потоку выхлопных газов.Хотя небольшое количество силы теряется через выпускное отверстие, которое могло бы приводить в движение поршень, сила, которую поршень должен оказывать на газы для выпуска их из цилиндра, уменьшается, что приводит к повышению эффективности.

Выхлопные системы во многих ситуациях представляют собой компромисс между стоимостью производства, оптимальным расходом, низкими выбросами и низким уровнем шума. Ограничения в выхлопной системе, включая выхлопное оборудование, глушители и простые выхлопные трубы, могут ограничивать надлежащий поток выхлопных газов.В многоцилиндровых приложениях, в которых многие цилиндры имеют общую выхлопную трубу, волны давления, создаваемые выхлопными газами цилиндров, могут препятствовать потоку выхлопных газов из других цилиндров. Так как это предотвращает выход выхлопного газа из цилиндра, перекрытие впускного клапана приводит к изменению на , когда выхлопной газ входит во впускной канал. Проблемы с внутренним давлением из-за того, что многоцилиндровый двигатель имеет общую впускную камеру, можно преодолеть, используя карбюратор или инжектор для каждого цилиндра.

Достижение максимального объемного КПД для данного двигателя не является шаблонным процессом. Такие переменные, как расход, перекрытие, подъем клапана , и расположение событий клапана создают большой набор переменных. Различное впускное и выпускное оборудование испытывается при разных скоростях и нагрузках, и конечным результатом обычно является компромисс между мощностью, выбросами и стоимостью, за исключением ситуаций, когда требуется максимальная мощность независимо от стоимости или выбросов (например, в гонках).

Клапаны обычно приводятся в действие распределительным валом, который представляет собой шток с рядом выступающих кулачков (кулачков), каждый с тщательно рассчитанным профилем, предназначенным для того, чтобы толкать клапан на необходимую степень в нужный момент и удерживать его. открывать по мере необходимости при вращении распредвала.Между штоком клапана и кулачком находится толкатель, толкатель кулачка, который учитывает изменения линии контакта кулачка. В более старых двигателях распределительный вал находился в картере, и его движение передавалось толкателем и коромыслом, а вся цепочка деталей известна как клапанный механизм). Клапан удерживается в закрытом состоянии сильной пружиной, против силы которой кулачок толкает, чтобы открыть его. Каждый клапан необходимо открывать только один раз в течение четырехтактного цикла. Следовательно, распределительный вал совершает один оборот на каждые два оборота коленчатого вала.

Предполагая, что двигатель имеет достаточно прочную конструкцию, чтобы не ломаться, скорость и, следовательно, выходная мощность двигателя обычно ограничиваются способностью поддерживать большой объемный поток каждой из топливовоздушной смеси и выхлопного газа через соответствующие отверстия клапана. . Поэтому на проектирование этой части двигателя уходит много работы. Общие стратегии заключаются в том, чтобы увеличить клапаны, чтобы они занимали как можно больший диаметр цилиндра, облегчить клапанный механизм за счет исключения деталей, открыть клапаны как можно глубже в цилиндр или использовать несколько клапанов меньшего размера с большей общей площадью .Каждый из этих методов имеет свои недостатки, из-за которых в последнее время были разработаны двигатели с управляемой компьютером работой клапана, позволяющие оптимизировать работу двигателя при любой скорости и нагрузке. На иллюстрациях показан двигатель с двойными верхними распредвалами, который на протяжении многих лет был стандартной стратегией увеличения скоростных характеристик двигателя.

Десмодромные фазы газораспределения [править | править источник]

В подавляющем большинстве четырехтактных двигателей клапаны закрываются просто возвратной пружиной.По мере увеличения частоты вращения двигателя время, необходимое пружине для закрытия клапана, может стать значительным. При этом толкатель кулачка не может следовать замыкающему профилю кулачка, что отрицательно влияет на синхронизацию и, следовательно, на характеристики двигателя. Чтобы уменьшить это, используются более легкие клапаны и более прочные пружины, но есть практический предел того, насколько низкая инерционная масса клапана может быть уменьшена, а увеличение прочности возвратной пружины клапана значительно увеличивает и без того значительный износ распределительного вала и седла клапана.

Одним из решений этой проблемы является десмодромная система фаз газораспределения . Это исключает возвратную пружину клапана и использует механическое устройство для прямого открытия и прямого принудительного закрытия клапана. Тогда можно получить гораздо более высокие обороты двигателя. В одних конструкциях используется дополнительный кулачок и коромысло, в других — кулачок, в котором на его вертикальной поверхности врезан канал, в который входит толкатель (в отличие от следования только по внешнему профилю), в других — кривошипное устройство, подобное коленчатому валу.Недостатком системы является ее повышенная сложность и, как следствие, стоимость. Одним из производителей, использующих эту систему, является Ducati [1] для некоторых двигателей мотоциклов.

Пневматические пружины клапана [править | править источник]

Последние двигатели Формулы 1 [2] прибегают к использованию пружин эвматических клапанов для преодоления ограничений металлических пружин на высоких оборотах при одновременном использовании обычных распределительных валов. «Пружина» клапана на самом деле представляет собой поршень, заполненный азотом с высоким давлением. Когда клапан приводится в действие кулачком, азот сжимается, и когда кулачок продолжает вращаться, повышенное давление в поршне возвращает клапан в закрытое положение.Благодаря этой системе ранее немыслимые обороты двигателя стали обычным явлением.

Величина выходной мощности, создаваемой 4-тактным двигателем, в конечном итоге ограничивается скоростью поршня из-за прочности материала. Поскольку поршни и шатуны ускоряются и замедляются очень быстро, материал физически достаточно прочен, чтобы выдерживать ограниченные скорости. Может произойти как физическая поломка, так и флаттер поршневого кольца, что приведет к потере мощности или даже к разрушению двигателя. Дрожание поршня возникает, когда поршневые кольца меняют направление так быстро, что их можно оттолкнуть от стенок цилиндра, что приводит к потере уплотнения цилиндра и потери мощности.

Одним из важных факторов в конструкции двигателя является передаточное число r OD / ход . Соотношение шток / ход — это отношение длины шатуна к длине хода коленчатого вала. Увеличение соотношения шток / ход (более длинный шток, более короткий ход или и то, и другое) приводит к снижению скорости поршня. Однако, опять же, из-за проблем с прочностью и размером, существует ограничение на длину стержня по отношению к ходу. Более длинный шток (и, следовательно, более высокое соотношение шток / ход) потенциально может создавать большую мощность из-за того, что с более длинным шатуном большее усилие от поршня передается по касательной к вращению коленчатого вала, обеспечивая больший крутящий момент.Более короткое соотношение шток / ход обеспечивает более высокую скорость поршня, но это может быть полезно в зависимости от других характеристик двигателя. Повышенная скорость поршня может создать в цилиндре качание, или завихрение , и уменьшить детонацию. Повышенная скорость поршня также может быстрее втягивать топливно-воздушную смесь в цилиндр через больший впускной канал, способствуя хорошему наполнению цилиндра.

Двигатель, диаметр цилиндра которого больше, чем ход поршня, обычно называют двигателем с квадратным сечением, и такие двигатели могут достигать более высоких оборотов.И наоборот, двигатель с диаметром цилиндра меньше его хода является двигателем под квадратным сечением. Соответственно, он не может достичь такого количества оборотов в минуту, но может создавать больший крутящий момент на более низких оборотах. Кроме того, двигатель с одинаковыми диаметром цилиндра и ходом называется квадратным двигателем.

• Харденберг, Хорст О., Средние века двигателя внутреннего сгорания , Общество автомобильных инженеров (SAE), 1999 г.

[3]

Что такое четырехтактный двигатель?

Простейшее объяснение двигателя внутреннего сгорания

По эксперту по продукту | Размещено в Без рубрики в четверг, 26 января 2017 г., в 19:07

Что такое четырехтактный двигатель?

На протяжении всей истории было много попыток пассажирских перевозок, но ни одна из них не была столь успешной, как четырехтактный двигатель внутреннего сгорания.Электромобиль может быть будущим, но двигатель внутреннего сгорания — это наше прошлое. Важно не только понимать, как ваша машина заставляет вас работать каждый день, но и заставляет задуматься и совершенно потрясающе.

Время передачи
Если вы автомобильный энтузиаст любого рода, вы, возможно, слышали поговорку «сосать, бить, дуть». Знаете ли вы, что это не просто уничижительный эвфемизм? Каждый цилиндр в любом четырехтактном двигателе внутреннего сгорания снова и снова проходит четыре ступени для выработки мощности.В профессиональном плане это называется впуском, сжатием, сгоранием и выпуском.

Впуск

Сначала двигатель всасывает воздух и топливо. При этом поршень отодвигается от свечи зажигания и отскакивает от другой стороны цилиндра.

Компрессия

На обратном пути к свече зажигания воздух и газ, всасываемые в цилиндр, сжимаются, создавая давление в ожидании химической реакции при воспламенении свечи зажигания.

Горение

Когда поршень ударяется о верхнюю часть цилиндра, свеча зажигания воспламеняется, создавая взрыв, который снесет вам голову, если вы не будете защищены блоком двигателя.

Выхлоп

Взрыв на стадии сгорания толкает поршень обратно в цилиндр, одновременно начиная стадию впуска для следующего раунда.

Конечно, если это вас заинтересует, это только вызовет дополнительные вопросы. Не стесняйтесь спрашивать их в разделе комментариев ниже!

• Facebook
• Твиттер
• Pinterest

Эта запись была опубликована в четверг, 26 января 2017 г., в 19:07 и находится в рубрике Без категории.Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через канал RSS 2.0. И комментарии и запросы в настоящий момент закрыты.

Энциклопедия — saVRee

Введение

Четырехтактные двигатели внутреннего сгорания (IC) используются более 100 лет, и их конструкция с тех пор существенно не изменилась. Каждый из четырехтактных двигателей тактов используется для одной стадии цикла сгорания i.е. есть один ход для каждой из ступеней всасывания, сжатия, мощности и выпуска.

Анимация четырехтактного двигателя

По сравнению с двухтактными двигателями четырехтактные двигатели имеют больше компонентов и больше веса, но более эффективны. Четырехтактные двигатели могут работать на различных видах топлива, включая бензин / бензин , дизельное топливо , газ ( метан ) и биомасло (чтобы назвать несколько видов топлива).

Компоненты четырехтактного двигателя

Конструкции четырехтактных двигателей различаются, поэтому количество и типы компонентов, используемых в каждой конструкции, также различаются. Например, в двигателях с системой Common Rail используются другие детали двигателя по сравнению с двигателями без Common Rail.

Компоненты четырехтактного двигателя

Общие четыре компонента двигателя ход поршня включают:

1. Поршень
2. Шатун (шатун)
3. Подшипники скольжения
4. Коленчатый вал
5. Распредвал
6. Камера сгорания (гильза цилиндра)
7. Впускные клапаны и Выпускные клапаны
8. Толкатели
9. коромысла
10. Топливные форсунки

Получите доступ к приведенной ниже 3D-модели, если вы хотите изучить все основные компоненты двигателя и некоторую терминологию двигателя.

Компоненты двигателя и терминология

Примечание: Тип двигателя, показанный в этой 3D-модели, использует непосредственный впрыск топлива с топливными форсунками common rail .

Видео ниже представляет собой отрывок из нашего онлайн-видеокурса «Основы двигателя внутреннего сгорания» .

Как работают четырехтактные двигатели

Связанные

Разработка четырехтактного оппозитно-поршневого двигателя с искровым зажиганием

Целью этого проекта была разработка недорогого четырехтактного бензинового двигателя OP путем соединения двух одноцилиндровых поршневых двигателей внутреннего сгорания с боковыми клапанами на блоке, снятием головок.Выбранный двигатель — модель EY15 фирмы Robin America. Соединение этих двух блоков цилиндров позволило создать двигатель с оппозитными поршнями (OPE) с двумя коленчатыми валами. В этом новом двигателе камера сгорания ограничена пространством внутри цилиндра между головками поршней и камерой между клапанами. Поршни движутся по оси цилиндра в противоположных направлениях, что характерно для двигателей с оппозитными поршнями. После сборки двигателя параметры, характерные для OPE, такие как частота вращения, крутящий момент, расход топлива и выбросы, были измерены на динамометре для измерения вихревых токов.На основании собранных данных были рассчитаны мощность, удельный расход и общий КПД, что позволило сделать вывод о том, что двигатель с оппозитно-поршневой конфигурацией дешевле и более мощный. Разработка двигателя с оппозитными поршнями в этом проекте показала, что возможно построить один двигатель из другого, уже используемого, что снизит затраты на производство и разработку. Кроме того, можно получить более высокую мощность при более высоком удельном расходе топлива и меньшей вибрации.

1 Введение

В начале разработки этой конструкции двигателя с противоположным поршнем было обнаружено, что есть основания для дальнейших исследований в этой области. Поршневые двигатели противоположного типа успешно использовались почти во всех гражданских и военных областях, где они установили рекорды низкого потребления и высокой удельной мощности, которые сохраняются и спустя много лет, несмотря на неоспоримый прогресс в этой области [1]. Однако возникли два основных препятствия: первое связано с ограничениями, налагаемыми на выбросы двигателей внутреннего сгорания (двухтактные двигатели с противоположным расположением поршней значительно превышают действующие правовые ограничения, что в течение некоторого времени привело к незначительной заинтересованности в его разработке. [2]), а второй обусловлен текущим экономическим кризисом и временами жесткой экономии, навязанной международной ситуацией (создающей трудности в инвестировании в исследования двигателей этого типа).После анализа потенциала двигателей этого типа было решено преодолеть два основных препятствия. Было принято решение о разработке двигателя внутреннего сгорания, четырехтактного, с искровым зажиганием, с противоположными поршнями. Поскольку были доступны ограниченные материальные ресурсы, было решено разработать одноцилиндровый двигатель с несколько устаревшей технологией, поскольку цели были: показать жизнеспособность двигателя, сделать возможным открытие возможных путей развития этого типа двигателей и попытаться найти ответ на вопрос «почему поршневые двигатели внутреннего сгорания с четырехтактным искровым зажиганием были вытеснены по характеристикам традиционными двигателями?».При разработке желательно сосредоточить внимание на легком и компактном двигателе, который будет использоваться в некоторых авиационных приложениях для замены доминирующих на рынке оппозитных двигателей мощностью до 8 кВт (что подразумевает двухтактный двигатель). Однако выбросы привели к тому, что выбор пал на двигатель с 4-тактным циклом вместо 2-тактного, хотя это сделало бы его тяжелее и менее компактным, чем было бы желательно для авиационного применения. Тем не менее, во время Второй мировой войны большинство поршневых двигателей были 4-тактными [3], и с точки зрения удельной мощности они достигли значений, которые до сих пор трудно сопоставить.Этот выбор также обеспечивает совместимость с широко известными системами очистки газовых стоков.

2 Предшественники

Противоположные поршневые двигатели, которые легли в основу этого альтернативного четырехтактного альтернативного поршневого двигателя с искровым зажиганием и которые оказали наибольшее влияние на его развитие, были: четырехтактный двигатель Gobron Brillié с искровым зажиганием (успешно использовался в автомобилях в начале двадцатого века. ) и двухтактный двигатель Junkers Jumo 205 с воспламенением от сжатия (который, возможно, был самым успешным поршневым двигателем оппозиции, использовавшимся в авиации до конца Второй мировой войны в гражданских и военных целях).Этот последний двигатель вдохновил в 30-х, 40-х и даже 50-х годах 20 века на разработку двигателей этого типа по обе стороны Атлантики от бывшего Советского Союза до Соединенных Штатов Америки почти для всех видов применения. В ходе исследования двигателей с противоположным расположением поршней было обнаружено, что с тех пор, как двухтактные дизельные двигатели с противоположным расположением поршней начали пользоваться успехом, четырехтактные поршневые двигатели с оппозитным зажиганием, которые в начале 20 века успешно применялись в производство автомобилей (в частности, французского автомобиля Gobron-Brillié) прекращено.Автомобиль этой марки стал первым автомобилем, преодолевшим мифическую отметку 100 миль в час [4]. Двигатель Gobron-Brillié представлял собой двухцилиндровый четырехпоршневой двигатель с одним коленчатым валом. Два поршня классическим образом соединялись с коленчатым валом шатуном, а два других находились наверху цилиндров. Два последних были соединены перемычкой, соединенной с коленчатым валом двумя очень длинными боковыми шатунами, передающими движение двух верхних поршневых штоков на коленчатый вал.Похоже, что этот двигатель был вдохновлен противоположным поршневым двигателем, приписываемым Wittig 1878 [2], одним из первых успешных противоположных поршневых двигателей и двигателем Robson 1890, работающим аналогичным образом. Между прочим, эти два первых двигателя с противоположными поршнями работали по 4-тактному циклу с впускным и выпускным отверстиями, расположенными в камере сгорания. Двигатель Junkers Jumo 205, разработанный в Германии в 1930-х годах, имел легкую, компактную конфигурацию с двумя кривошипами, работающую с двухтактным воспламенением от сжатия.Этот двигатель оказал значительное влияние на гражданское и военное авиационное применение, так что он производился по лицензии несколькими производителями для гражданского применения. Это был единственный двухтактный дизельный двигатель, который регулярно использовался в авиации и производился в больших количествах [5]. Даже сегодня он продолжает считаться наиболее эффективным поршневым двигателем, используемым в авиации [1]. Следует отметить, что с 1910 года двигатели с конфигурацией с двумя коленчатыми валами стали более широко использоваться, поскольку они позволяли значительно более компактные рядные конструкции, чем конфигурации с одним коленчатым валом.Этот тип конфигурации затем использовался большинством производителей, что продемонстрировало семейство двигателей Junkers Jumo, Fairbanks Morse 38D, Rolls Royce K60, Leyland L60, Climax Coventry h40 и Харьков Морозов 6TD в широком диапазоне. областей применения.

3 Краткое описание происхождения двигателя

После этого начального этапа исследований была рассмотрена гипотеза построения двигателя из противоположных поршней с двумя коленчатыми валами. Тем не менее, было сочтено более подходящим выбрать 4-тактный двигатель с циклом Отто вместо 2-тактного дизельного двигателя, который мог бы работать от более чем одного топлива при минимально возможных затратах.Для этого была рассмотрена возможность сконструировать двигатель с противоположными поршнями из другого, уже существующего, что снизит таким образом стоимость производства [6]. Был выбран бензиновый или керосиновый двигатель с боковым расположением клапанов марки Robin America, модель EY15, или водяной насос, см. Рис. 1, даже если он имел несколько устаревшую конфигурацию.

Рисунок 1

Внешний вид и схематическое изображение двигателя [7].

4 Характеристики исходного двигателя

В своей первоначальной конфигурации двигатель Robin America, Inc. модели EY15 работает как обычный 4-тактный бензиновый двигатель Otto. Рабочее положение — вертикальное, с рабочим объемом 143 куб. См и максимальной мощностью 3,5 л.с. при 4000 об / мин, питание от карбюратора, с боковыми клапанами в блоке, смазкой разбрызгиванием и зажиганием от транзисторного магнето.

5 Разработка оппозитного поршневого двигателя

Поршневой двигатель внутреннего сгорания, разработанный в ходе этой работы, на стыке двух блоков двигателя Robin EY15, работает в соответствии с 4-тактным циклом с искровым зажиганием.Он имеет рабочий объем 286 куб. См и развивает максимальную мощность 7,3 л.с. при 4000 об / мин. Была принята конфигурация с двойным коленчатым валом, аналогичная двигателю Junkers Jumo 205, но работающая в горизонтальном положении. Синхронизация распределения и передачи мощности обеспечивалась зубчатой ​​передачей, состоящей из четырех зубчатых колес с правыми зубьями (модуль 1,5 мм, две центральные шестерни по 65 зубьев и два приводных вала с 56 зубьями). Двигатель работает на бензине и оснащен двумя оригинальными карбюраторами модели EY15, расположенными с обеих сторон двигателя.Система смазки разбрызгиванием и зажигание от магнето с промежуточным хранением также остались от оригинального двигателя. В центральной части цилиндра находится камера сгорания объемом 60 куб. См, состоящая из пространства между верхними мертвыми точками обоих поршней и боковой камерой, в которой расположены впускной и выпускной клапаны и свеча зажигания (аналогично той, что случилось с двигателем Gobron Brillié). Первый шаг в конструкции двигателя с противоположным поршнем заключался в снятии головок двух Robin EY15, чтобы два блока можно было соединить вместе в области прокладки головки.Это соединение позволяет обоим поршням располагаться лицом к лицу и двигаться в противоположных направлениях. В этой конфигурации ось одного цилиндра выровнена с осью другого цилиндра, так что два цилиндра в сборе функционируют как один цилиндр, с одним блоком выпускного клапана перед впускным клапаном другого, в пространстве между два блока двигателя. Это позволило уменьшить пространство камеры сгорания, поскольку открытие впускного клапана и закрытие выпускного клапана происходит почти одновременно.Чтобы двигатель работал в этой конфигурации, необходимо решить некоторые проблемы. Во-первых, размещение свечи зажигания (одна из самых больших технических трудностей), во-вторых, пространство между двумя блоками вызывало некоторые вопросы (значение степени сжатия), в-третьих, как соединить два двигателя, чтобы оси цилиндров оставались идеальными. выровнены с камерой сгорания, и, в-четвертых (возможно, самый сложный), как организовать их синхронизацию (чтобы поршни двигались в противоположных направлениях, в то время как система распределения позволяла одновременно открывать оба впускных клапана и, следовательно, одновременное движение оба выпускных клапана).Система синхронизации также должна гарантировать, что коленчатые валы сохраняют свое первоначальное направление вращения и поддерживают передачу мощности от двух коленчатых валов. Наконец, необходимо было вернуть карбюраторы в вертикальное положение, с впускным каналом горизонтально и организовать управление двумя карбюраторами одновременно с помощью одной и той же команды, отказавшись от исходного регулятора скорости. Свеча зажигания, первоначально установленная на головке двигателя, была установлена ​​в одном из блоков двигателя в пространстве между седлом клапана и цилиндром, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2

Свеча зажигания в сборе, вид сбоку и сверху.

Поскольку пространство для размещения свечи зажигания было очень маленьким, использовалась свеча зажигания меньшего диаметра, чтобы она могла помещаться между цилиндром и клапанами, не создавая помех другим компонентам двигателя. Чтобы гарантировать необходимое пространство для открытия клапанов (без ущерба для степени сжатия и обеспечения газообмена в центральной зоне цилиндра), алюминиевая прокладка, должным образом выпрямленная на параллельных поверхностях, с 5.Между двумя блоками цилиндров разместили толщину 3 мм. Сохранились прокладки оригинальной головки, толщина которых составляла 1,5 мм. Эти прокладки сохраняли исходное положение, помещая между ними алюминиевую прокладку. Высота камеры сгорания составляла 8,3 мм. Чтобы обеспечить выравнивание цилиндров по общей оси двух блоков цилиндров, три направляющих были вставлены в исходное отверстие болтов M8, которыми была затянута исходная головка (см. Рисунок 3). На основании блоков изготовлены две опоры из конструкционной стали и сварены МИГ.Когда блоки были выровнены, были использованы 6 стержней из нержавеющей стали (AISI 304L) диаметром 10 мм с резьбой M10 для обеспечения соединения двух блоков двигателя, как показано на фотографии на Рисунке 3.

Рисунок 3

Деталь алюминиевой проставки, прокладки головки двигателя и направляющих штуцеров.

Зубчатая передача, состоящая из 4 прямозубых шестерен с модулем 1,5 мм, использовалась для синхронизации двух коленчатых валов. Звездочки, используемые в обоих приводных валах, имеют 56 зубьев, а две промежуточные шестерни — 65 зубьев.Четырехзвездочная зубчатая передача позволяет поршню одного коленчатого вала перемещаться в направлении, противоположном поршню другого, гарантируя, что распределение перемещается в нужное время как впускной, так и выпускной клапаны, и что оба коленчатых вала сохраняют направление вращения оригинальный двигатель. Для этой зубчатой ​​передачи были выбраны зубчатые колеса с правыми зубьями, как в случае двигателя Junkers Jumo 205, чтобы обеспечить передачу мощности на карданный вал, не вызывая осевых нагрузок на коленчатые валы, размер которых не рассчитан для этого.Для крепления промежуточных валов использовалась стальная пластина, прикрепленная к блоку с помощью восьми болтов М8, что также помогает удерживать блоки вместе. Затем эта стальная пластина была усилена L-образной заслонкой, куда была привинчена прозрачная крышка из полиэтилентерефталата, чтобы уменьшить шум зубчатых колес и предотвратить разбрызгивание смазки, используемой в зубчатых колесах. Следует отметить, что затем часть этой крышки была разрезана, чтобы позволить передавать мощность на приводной вал в верхнем правом углу, как показано на рисунке 4.Чтобы установить карбюраторы вертикально, был построен канал из нержавеющей стали с внутренним диаметром 20 мм (немного меньше диаметра впускного коллектора). Воздуховод имеет изгиб под углом 90 ° и горизонтальную трубку достаточной длины, чтобы установить карбюратор в вертикальное положение, не вызывая каких-либо неудобств и не подвергаясь воздействию потока горячего воздуха из системы охлаждения двигателя или выпускного коллектора. Карбюраторы располагались по обе стороны от двигателя. Чтобы управлять обоими карбюраторами одновременно и одной командой, было решено использовать систему, состоящую из стального троса, тяги, соединенной со стальным тросом, троса, шкива и ручки переключения передач велосипеда.

Рисунок 4

Окончательная установка ВОМ поршневого двигателя для данной конструкции.

6 Опытная установка

Экспериментальная установка состоит из испытательного стенда двигателя марки STEM-ISI Impianti, модель TD340, оборудованного тормозом вихревых токов модели Borghi и Saveri, FE 150 и аналоговым контроллером Borghi и Saveri, модель A03, STEM-ISI. (1992), инфракрасный газоанализатор от Tecnotest, модель MULTIGAS 488, для бензиновых двигателей, выхлопная система, дополнительный вентилятор охлаждения и система измерения расхода топлива (состоящая из калиброванного топливного бака, топливного бака, цифровой электронной шкалы с разрешение 0.01 г и цифровой таймер с разрешением 0,01 с). На рисунке 5 показан двигатель OP на динамометрическом испытательном стенде, установка и все оборудование.

Рисунок 5

Обзор динамометрического испытательного стенда и встречного поршневого двигателя.

7 Характерные параметры двигателей внутреннего сгорания (ДВС)

Обзор характеристических параметров поршневых двигателей внутреннего сгорания будет использован для поддержки презентации и обсуждения экспериментальных результатов.Крутящий момент, мощность и общие характеристики — три наиболее важных характеристических параметра любого двигателя внутреннего сгорания. Эффективная тормозная мощность (в кВт) определяется уравнением (1).

(1) W ˙ б знак равно B 2 π п 60 10 — 3

Где B — крутящий момент, а n — частота вращения двигателя в оборотах в минуту.Расход топлива или массовый расход топлива определяется уравнением (2)

(2) м ˙ ж знак равно м ж Δ т

Где: ṁ _f — масса топлива, а Δt — временной интервал. Общий КПД определяется соотношением между эффективной тормозной мощностью и тепловой мощностью, подаваемой на двигатель, выраженной в уравнении (3).В свою очередь, тепловая мощность определяется произведением массового расхода топлива на меньшую теплотворную способность того же топлива.

(3) η грамм знак равно W ˙ б м ˙ ж ЧАС V

Где: Ẇ _b — эффективная мощность торможения, ṁ _f — массовый расход топлива и HV — нижняя теплотворная способность топлива.В данном случае в качестве топлива используется бензин. Для расчетов было принято значение 44000 кДж / кг для бензина с низкой теплотворной способностью [8].

В свою очередь, удельный расход топлива C _SF определяется уравнением (4). Этот параметр связывает расход топлива с эффективной тормозной мощностью и позволяет получить хороший срок сравнения между двигателями.

(4) C s ж знак равно м ˙ ж W ˙ б

В технической литературе удельный расход топлива обычно выражается в г / кВтч.Соответственно, уравнение 4 было переформулировано, как представлено в уравнении (5).

(5) C s ж знак равно м ˙ ж час W ˙ б

Где: ṁ _fh — массовый расход (г / ч).

Расход топлива (в час) или массовый расход топлива в г / ч определяется уравнением (6).

(6) м ˙ ж час знак равно м ж Δ т 3600

Объемный КПД η _V , уравнение (7) [9], связывает количество воздуха, фактически вводимого в цилиндр за цикл, с теоретической емкостью заполнения цилиндра в том же цикле.Это один из наиболее важных параметров при характеристике и моделировании четырехтактных двигателей внутреннего сгорания.

(7) η V знак равно м а м а т знак равно м а ρ а я V d

Где: м _a — это масса, которая фактически входит в цилиндр в каждом цикле, м _при , это масса, которая теоретически заполняет цилиндр, ρai , плотность воздуха (или смеси ) при атмосферных условиях и V _d , вытесненный объем.Теоретически масса свежего заряда в каждом цикле должна быть равна произведению плотности воздуха (или смеси), оцениваемой в атмосферных условиях вне двигателя, на смещение, , то есть , объем, вытесняемый поршнем. . Однако из-за сокращенного времени, доступного для впуска и потерь нагрузки из-за существующих ограничений потока, только меньшее количество от теоретического количества свежего заряда, поступающего в цилиндр при атмосферных условиях [10], в конечном итоге попадает в цилиндр.Значение объемного КПД зависит от нескольких переменных двигателя, таких как частота вращения двигателя, давление во впускном и выпускном коллекторах и геометрия системы [11]. В этом случае уравнение (8) представлено как отношение между фактически допустимым расходом в цилиндре и массовым расходом, который теоретически допустим для этой скорости вращения.

(8) η V знак равно η р м ˙ а ρ а я V d η

Где: η _R представляет количество оборотов за цикл, а ṁ _a массовый расход, который фактически входит в цилиндр.На практике значение объемного КПД получается из типа цикла, крутящего момента, отношения количества топлива к воздуху, плотности воздуха, вытесненного объема, общего КПД и более низкой теплотворной способности топлива, как показано в уравнении (9), которое является результатом комбинация уравнений (1) и (4), среди прочего.

(9) η V знак равно η р 60 м ˙ ж А F ρ а я V d η

Где: AF представляет соотношение топлива и воздуха с учетом значения 14.7. Соотношение топливо-воздух ( AF ), уравнение (10), связывает массу воздуха с массой топлива m _f . Эти отношения также могут быть представлены как отношения между массовыми расходами.

(10) А F знак равно м а м ж знак равно м ˙ а м ˙ ж

8 Представление результатов

Данные, относящиеся к частоте вращения двигателя (об / мин), крутящему моменту (Н.м), масса израсходованного топлива (г) и время (с) расхода топлива, собранные во время динамометрических испытаний при полной нагрузке двигателя, в сочетании с предыдущими уравнениями, позволяют представить результаты (Рисунок 6). Этот график является результатом наложения двух графиков, первый, где представлена ​​мощность, а второй, где представлены мощность и удельное потребление. На обоих графиках по горизонтальной оси отложена скорость вращения двигателя (об / мин). Вертикальная ось слева соответствует тормозной мощности (кВт), правая ось — значениям тормозного момента (Н.м). В нижней части правой оси можно прочитать значения удельного расхода тормоза (г / кВтч). Оранжевые точки представляют собой результаты эффективной тормозной мощности, синие точки — данные крутящего момента, а удельное потребление отображается красным внизу. Соответствующие строки являются результатом полиномиальной интерполяции второго порядка, выполненной в программе Excel. Кривые следуют ожидаемой тенденции, однако следует отметить, что снижение крутящего момента с 2400 об / мин до 2800 больше не проверяется на 3200 и 3600.Фактически, только на 4000 об / мин снова замечается снижение крутящего момента. Значения, полученные при 2800 об / мин, кажутся необычными даже для конкретного расхода, который представляет собой значения выше, чем значения тестов на более близкой скорости.

Рисунок 6

Характеристики двигателя.

На графике на Рисунке 7 можно увидеть результаты глобальной эффективности и ее полиномиальную кривую тренда второго порядка, построенную в Excel.На этом графике показана потеря эффективности при 2800 об / мин, при этом наилучший общий выход будет выявлен в следующем тесте при 3200 об / мин.

Рисунок 7

Кривая общей производительности двигателя.

График на Рисунке 8 показывает результаты объемного КПД и его полиномиальную кривую тренда второго порядка, построенную в Excel. Можно заметить, что кривая тенденции показывает небольшое снижение от 1600 об / мин до значения 2800 об / мин, от которого кажется почти незаметное снижение.Если выбрать линейную линию тренда, разница будет практически незначительной.

Рисунок 8

Кривая объемного КПД как функция скорости вращения.

9 Выводы

Разработка встречно-поршневого двигателя в результате соединения двух идентичных двигателей показала, что возможно построить один двигатель из существующего, тем самым снизив затраты на его производство и разработку.Кроме того, OPE обеспечивает более высокую мощность, лучшее удельное потребление и более высокую пропускную способность. Результаты разработки этого двигателя с противоположными поршнями также позволили идентифицировать области, в которых этот двигатель превзошел и где может быть широкий диапазон возможностей развития при исследовании этого типа двигателей, а именно в улучшении сгорания. условия. Среди различных возможностей — модернизация системы управления и питания двигателя с использованием электронного управления зажиганием, непосредственного впрыска топлива, наддува и строительства более компактной камеры сгорания, способствующей усилению турбулентного движения после воспламенения смеси. .

Настоящее исследование частично финансировалось Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) в рамках проекта UID / EMS / 00151/2013 C-MAST, со ссылкой на POCI-01-0145-FEDER-007718.

Ссылки

[1] Бройо Ф., Сантос А., Грегорио Дж. (30 июня — 2 июля 2010 г.). Вычислительный анализ продувки двухтактного дизельного двигателя с оппозитными поршнями. Процедуры всемирных инженерных конгрессов 2010 Том II, WCE 2010, (Лондон, Соединенное Королевство): 1448-1453. Искать в Google Scholar

[2] Pirault J-P., Флинт М. (2009). Противоположные поршневые двигатели: эволюция, использование и будущее применение, Warrendale: SAE International. Искать в Google Scholar

[3] Fernandes A. (2008). Compêndio de Motores Alternativos, Centro de Formação Militar e Técnica, Португалия: Força Aérea Portuguesa, Ministério da Defesa Nacional. Искать в Google Scholar

[4] The Autocar. Справочник Autocar, Справочник по автомобилю (9-е издание), Лондон: Илифф и сыновья. Искать в Google Scholar

[5] Gonçalves R.(2014). 3D CFD-моделирование четырехтактного оппозитного поршневого двигателя с холодным потоком (кандидатская диссертация). Ковильян: Universidade da Beira Interior. Ищите в Google Scholar

[6] Алвес, Ф. (2011), Rendimento volumétrico de ummotor de pigões opostos a quatro tempos (магистерская диссертация). Ковильян: Университет внутренних дел Бейры. Искать в Google Scholar

[7] Service Manual EY15-3, EY20-3 Engines (2001), Robin America, Inc. Искать в Google Scholar

[8] Martins J., Motores de Combustão Interna (2005), Porto : Publindustria.Ищите в Google Scholar

[9] Хейвуд Дж., Основы внутреннего сгорания (1988), Нью-Йорк: McGraw-Hill International Editions. Искать в Google Scholar

[10] Пешич Р., Давинич А., Петкович С., Таранович Д., Милорадович Д. (2013). Аспекты измерения объемного КПД поршневых двигателей. Тепловая наука 17-1, 35-48. Искать в Google Scholar

[11] Николау Г., Скаттолини Р., Сивьеро К. (1996). Моделирование объемного КПД двигателей с интегральной схемой: параметрические, непараметрические и нейронные методы. Инженерная практика управления 4-10, 1405-1415. Искать в Google Scholar

Поступила: 13.03.2018

Принято: 09.07.2018

Опубликовано в сети: 03.11.2018

© 2018 J. P. Gregório и F. M. Brójo, опубликовано De Gruyter

Это произведение находится под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 License.

Двигатель внутреннего сгорания с переключением 2-х / 4-х тактный при работе

Резюме:
Двигатель внутреннего сгорания с 2/4-тактным (двух- и четырехтактным) переключением.Предлагаемые усовершенствования обычного четырехтактного двигателя внутреннего сгорания (ДВС) ускоряют его газообмен и позволяют переключать ДВС (особенно дизельный) с четырехтактного на двухтактный режим во время работы двигателя. Промывка в четырехтактном и двухтактном режимах работы осуществляется через одни и те же впускной и выпускной клапаны.

Полное описание:
Двигатель с предложенными улучшениями способен удвоить выходную мощность двигателя и поддерживать ее в течение определенного периода (время зависит от типа двигателя) без перегрева.Эта функция позволяет увеличивать удельную мощность автомобиля, когда это необходимо, в соответствии с изменяющимися режимами работы автомобиля и дорожными условиями.

Приемлемыми сферами деятельности для предлагаемых инноваций являются: (1) дизельные двигатели боевых танков, (2) дизельные двигатели боевых машин и тяжелых армейских грузовиков, (3) дизельные двигатели тяжелых грузовиков, (4) дизельные двигатели автомобилей специального назначения (аварийные автомобили, пожарные машины и др.) и (5) двигатели в электрогенераторных установках.

Суть нововведения — улучшение газообмена при двухтактном режиме работы двигателя.Четырехтактный газообмен осуществляется как в обычном четырехтактном дизельном двигателе. Двухтактный газообмен осуществляется через впускной и выпускной клапаны, в отличие от продувочных каналов в обычном двухтактном дизельном двигателе.

Схема газообмена показана на файле 0. 2 + 4 Stroke Gas Exchange.jpg. Впускные клапаны 6 расположены по периферии головки блока цилиндров; выпускной клапан 4 расположен по оси цилиндра или с небольшим смещением. Свежий воздух, предварительно сжатый в турбонагнетателе двигателя и дополнительно сжатый и охлажденный в нагнетателе с промежуточным охладителем, подается в рабочий цилиндр 1 через тангенциальные впускные каналы 5, расположенные под определенным углом к ​​поверхности головки блока цилиндров.Затем свежий воздух плотным слоем закручивается вдоль стенок цилиндра, смещается к его центру и отжимает выхлопные газы от стенок цилиндра к его оси. Когда поток свежего воздуха достигает нижней части поршня 2, он поворачивается и выпускает выхлопные газы, сконцентрированные вдоль оси цилиндра, через выпускной клапан 4 в выпускной канал 3.

Для снижения доли остаточных газов и охлаждения горячих поверхностей, продувка цилиндра, сопровождается сбросом некоторого количества свежего воздушного заряда в выхлопную систему.Фазы газообмена типичны для двухтактных обычных двигателей внутреннего сгорания. Нагнетатель любого подходящего типа с промежуточным охладителем дополняется обычным двигателем внутреннего сгорания, расположение как впускных, так и выпускных клапанов на головке блока цилиндров, а также система управления клапанами изменены, чтобы обеспечить четырехтактный и режим работы двухтактного двигателя. Топливный насос подбирается и настраивается на подачу топлива в соответствии с количеством рабочих ходов.
В отличие от обычного двухтактного двигателя внутреннего сгорания (особенно двухтактного дизельного двигателя), в предлагаемой конструкции отсутствуют продувочные отверстия и нет потерь через них сгоревшего масла.Он обеспечивает такие же вредные выбросы, как и выбросы в обычных дизельных двигателях.

Подробнее Сферы внедрения нововведения
Боевые танки
Средние характеристики современных боевых танков: машина массой ~ 60 тонн; максимальная скорость 72 км / ч; и разгон 0-36 км / ч за 6 сек. Такие параметры хода обеспечивает силовая установка мощностью 1500 л.с., которая представляет собой либо дизельный двигатель, либо газовую турбину. Несостоятельность танковой силовой установки состоит в том, что максимальная мощность требуется лишь на короткое время боевого жизненного цикла танка — в основном во время боя или изредка в других случаях, в то время как обычно танк использует только 700-800 л.с. вес при постоянной скорости и благоприятных условиях движения.Предлагаемое нововведение предусматривает:
— Использование в качестве прототипа силовой установки перспективного боевого танка подходящего дизельного двигателя мощностью 1000-1500 л.с. любого производителя дизельных двигателей. Опытный образец двигателя с предложенными доработками за короткое время развивает мощность 2000–3000 л.с. и удваивает его удельную мощность в боевой работе;
— отказ от разработки полностью нового двухтактного дизельного двигателя с нуля;
— спроектировать боевой танк с максимальной удельной мощностью и превосходной маневренностью;
— Возможность установки дополнительных топливных баков на борту для увеличения дальности полета машины без дозаправки

Боевые машины и армейские тяжеловозы
Основные боевые машины армии США IFV M2 A1 и A2 «Bradley» оснащены дизельными двигателями Cummins VTA903-T500 мощностью 500 л.с. и VTA903-T600 мощностью 600 л.с. соответственно.Внедрение предложенных усовершенствований в эти дизельные двигатели увеличивает маневренность М2А1 и М2А2 за счет удвоения удельной мощности. Более того, новые Cummins VTTA903-T750 и T800 также могут быть «усилены» предлагаемым нововведением.

Грузовые автомобили
Возможно использование предложенных доработок для дизельных двигателей гражданских грузовиков. Для грузовиков с «форсированными» дизельными двигателями существует большой рынок сбыта, например, в странах Латинской Америки, Китая, Индии и Юго-Восточной Азии (кроме Японии).Грузовик с «форсированным» дизельным двигателем получает возможность развивать заданную скорость в 1,7 раза быстрее, чем с обычным. Эта функция в основном полезна, когда грузовик опережает впереди идущее транспортное средство на полосе встречного движения, а также преодолевает подъем без переключения передачи и снижения скорости транспортного средства.

Статус проекта

Мы разработали основные теоретические основы предлагаемого процесса продувки как для двухтактных, так и для четырехтактных операций через модифицированную систему клапанов данного четырехтактного двигателя.Некоторые результаты этой разработки находятся в следующих файлах:

1. 2 + 4-тактный FlowWorks Model.easm — газообмен одной продувочной конструкции с помощью 4-клапанной системы в головке блока цилиндров. Для просмотра этого файла .EASM требуется eDrawings.

2. 2 + 4 продувочный поток Works.avi — газообмен одной продувочной конструкции через 4-клапанную систему в головке блока цилиндров. Это файл .AVI. Некоторые отдельные файлы .JPG, отражающие различные этапы процесса газообмена, находятся в файлах: 2_a.Сбор мусора 01.JPG, 2_b. Сбор мусора 02.JPG,
2_c. Сбор мусора 03.JPG, 2_d. Сбор мусора 04.JPG.

3. Твердая головка цилиндра 2 + 4 Model.sldprt — 3D-модель одной 4-клапанной головки блока цилиндров. eDrawings необходим для просмотра этого файла .SLDPRT.

4. 2 + 4 ГБЦ Design.sldasm — 3D-дизайн одной из многих возможных 4-клапанных версий ГБЦ. Для просмотра этого файла .SLDASM требуется eDrawings.

5. 2 + 4 Stroke Combat Vehicle.pdf — Модификация конструкции дизельного двигателя для военной техники./ Отчет по инженерному предложению /

Технологический фон включает:
1. Готовые к подаче заявки на патенты (как PPA, так и FPA)
2. Система расчета основных характеристик целевого двигателя после его модификации
3.