Как понять системы сжатия и питания в малых двигателях

Хотя двигатели развивались с годами, все бензиновые двигатели работают по одним и тем же принципам. Четыре такта, которые происходят в двигателе, позволяют ему создавать мощность и крутящий момент, и эта мощность – это то, что приводит ваш автомобиль в движение.

Понимание основных принципов работы четырехтактного двигателя поможет вам диагностировать проблемы с двигателем, а также сделает вас хорошо информированным покупателем.

Часть 1 из 5: Понимание четырехтактного двигателя

От первых бензиновых двигателей до современных двигателей, построенных сегодня, принципы четырехтактного двигателя остались прежними. За прошедшие годы большая часть внешней работы двигателя изменилась с добавлением впрыска топлива, компьютерного управления, турбокомпрессоров и нагнетателей. Многие из этих компонентов были модифицированы и изменены на протяжении многих лет, чтобы сделать двигатели более эффективными и мощными. Эти изменения позволили производителям идти в ногу с желаниями потребителей, достигая при этом экологически чистых результатов.

Бензиновый двигатель имеет четыре такта:

• Такт впуска
• Такт сжатия
• Силовой ход
• Такт выпуска

В зависимости от типа двигателя эти удары могут происходить несколько раз в секунду во время работы двигателя.

Часть 2 из 5: Такт впуска

Первый такт, который происходит в двигателе, называется тактом впуска. Это происходит, когда поршень движется вниз в цилиндре. Когда это происходит, впускной клапан открывается, позволяя смеси воздуха и топлива всасываться в цилиндр. Воздух всасывается в двигатель из воздушного фильтра, через корпус дроссельной заслонки, вниз через впускной коллектор, пока не достигнет цилиндра.

В зависимости от двигателя в эту воздушную смесь в какой-то момент добавляется топливо. В карбюраторном двигателе топливо добавляется по мере прохождения воздуха через карбюратор. В двигателе с впрыском топлива топливо добавляется в точке размещения форсунки, которая может находиться где угодно между корпусом дроссельной заслонки и цилиндром.

Когда поршень тянет вниз коленчатый вал, он создает всасывание, которое позволяет всасывать смесь воздуха и топлива. Количество воздуха и топлива, всасываемых в двигатель, зависит от конструкции двигателя.

• Внимание: Двигатели с турбонаддувом и наддувом работают одинаково, но они имеют тенденцию создавать большую мощность, поскольку смесь воздуха и топлива нагнетается в двигатель.

Часть 3 из 5: Такт сжатия

Второй такт двигателя – такт сжатия. Как только воздушно-топливная смесь оказывается внутри цилиндра, она должна быть сжата, чтобы двигатель мог создавать большую мощность.

• Внимание: Во время такта сжатия клапаны в двигателе закрыты, чтобы воздушно-топливная смесь не могла выйти.

После того, как коленчатый вал опустил поршень к нижней части цилиндра во время такта впуска, теперь он начинает двигаться обратно вверх. Поршень продолжает двигаться к верхней части цилиндра, где он достигает так называемой верхней мертвой точки (ВМТ), которая является самой высокой точкой, которую он может достичь в двигателе. При достижении верхней мертвой точки воздушно-топливная смесь полностью сжимается.

Эта полностью сжатая смесь находится в области, известной как камера сгорания. Здесь воспламеняется воздушно-топливная смесь для создания следующего такта в цикле.

Такт сжатия является одним из наиболее важных факторов в двигателестроении, когда вы пытаетесь создать большую мощность и крутящий момент. При расчете компрессии двигателя используйте разницу между объемом пространства в цилиндре, когда поршень находится в нижней части, и объемом пространства в камере сгорания, когда поршень достигает верхней мертвой точки. Чем больше степень сжатия этой смеси, тем больше мощность, создаваемая двигателем.

Часть 4 из 5: Силовой ход

Третий такт двигателя – рабочий такт. Это ход, который создает мощность в двигателе.

После того, как поршень достигает верхней мертвой точки на такте сжатия, топливовоздушная смесь выдавливается в камеру сгорания. Затем воздушно-топливная смесь воспламеняется свечой зажигания. Искра, исходящая от свечи зажигания, воспламеняет топливо, вызывая сильный контролируемый взрыв в камере сгорания. Когда происходит этот взрыв, создаваемая сила давит на поршень и перемещает коленчатый вал, позволяя цилиндрам двигателя продолжать работу на протяжении всех четырех тактов.

Имейте в виду, что когда происходит этот взрыв или силовой удар, он должен произойти в определенное время. Воздушно-топливная смесь должна воспламеняться в определенной точке в зависимости от конструкции двигателя. В некоторых двигателях смесь должна воспламеняться вблизи верхней мертвой точки (ВМТ), в то время как в других смесь должна воспламеняться через несколько градусов после этой точки.

• Внимание: Если искра не возникает в нужное время, может возникнуть шум двигателя или серьезное повреждение, что приведет к отказу двигателя.

Часть 5 из 5: Такт выпуска

Такт выпуска является четвертым и последним тактом. После завершения рабочего такта цилиндр заполняется выхлопными газами, оставшимися после воспламенения воздушно-топливной смеси. Эти газы должны быть удалены из двигателя перед повторным запуском всего цикла.

Во время этого хода коленчатый вал толкает поршень обратно в цилиндр с открытым выпускным клапаном. Когда поршень движется вверх, он выталкивает газы через выпускной клапан, который ведет в выхлопную систему. Это удалит большую часть отработавших газов из двигателя и позволит двигателю снова запуститься на такте впуска.

Важно понимать, как работает каждый из этих тактов на четырехтактном двигателе. Знание этих основных шагов может помочь вам понять, как двигатель создает мощность, а также определить, как его можно модифицировать, чтобы сделать его более мощным.

Также важно знать эти шаги при попытке определить внутреннюю проблему двигателя. Имейте в виду, что каждый из этих ходов выполняет определенную задачу, которая должна быть синхронизирована с двигателем. Если какая-либо часть двигателя не успеет, то двигатель будет работать неправильно, если вообще будет работать.