מחזור עבודה של מנוע ארבע פעימות - תכונות, תרשים ותיאור

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

נהגים צריכים לפחות במונחים כלליים לדעת איך המנוע עובד ופועל. לרוב המכוניות יש מנוע ארבע פעימות וארבעה צילינדרים. בואו נסתכל על מחזור העבודה של מנוע ארבע פעימות. לא כולם יודעים אילו תהליכים מתרחשים כאשר המכונית בתנועה.

עקרון הפעולה הכללי

המנוע פועל באופן הבא. תערובת הדלק נכנסת לתא הבעירה, ואז היא נדחסת בהשפעת הבוכנה. לאחר מכן התערובת נדלקת. זה גורם לתוצרי הבעירה להתרחב, לדחוף אל הבוכנה ולצאת מהצילינדר.

במנועי שתי פעימות, סיבוב אחד של גל הארכובה לוקח שני מחזורים. מנוע בוכנה ארבע פעימות משלים מחזור עבודה בשתי סיבובים של גל הארכובה. המנועים מצוידים בתזמון. מה זה המנגנון הזה? זהו אלמנט המאפשר להכניס את תערובת הדלק לחדרים ולשחרר משם תוצרי בעירה. החלפת גז מתבצעת ברגע של סיבוב בודד של גל הארכובה. החלפת גז מתרחשת עקב תנועת הבוכנה.

היסטוריה

המכשיר הראשון שדומה למנוע ארבע פעימות הומצא על ידי פליצ'ה מטוצ'י ויוג'ין ברסנטי. אבל ההמצאה הזו אבדה להפליא. רק בשנת 1861 נרשמה פטנט על יחידה דומה.

והמנוע השמיש הראשון פותח על ידי המהנדס הגרמני ניקולאוס אוטו. המנוע נקרא על שם הממציא, ומחזור העבודה של מנוע הארבע פעימות נקרא גם על שם המהנדס.

ההבדלים העיקריים בין מנועי ארבע פעימות

במנוע שתי פעימות, פיני הבוכנה והצילינדר, גל הארכובה, המסבים וטבעות הדחיסה משומנים על ידי שמן המוסף לדלק. במנוע ארבע פעימות, כל הרכיבים מותקנים באמבט שמן. זהו הבדל משמעותי. לכן, ביחידת ארבע פעימות, אין צורך לערבב שמנים ובנזין.

היתרונות של המערכת הם שכמות משקעי הפחמן על המראה בצילינדרים ובדפנות משתיק הקול היא הרבה פחות. הבדל נוסף הוא שבמנועי שתי פעימות, תערובת בעירה נכנסת לצינור הפליטה.

מנוע פועל

ללא קשר לסוג המנוע, עקרון הפעולה שלו דומה. היום יש מנועי קרבורטור, דיזל, הזרקה. כל הדגמים משתמשים באותו מחזור ארבע פעימות. בואו נסתכל מקרוב על התהליכים שפועלים בתוך המנוע ונגרום לו לזוז.

מחזור ארבע פעימות הוא רצף של ארבעה מחזורי עבודה. המחזור נלקח בדרך כלל כהתחלה כאשר תערובת בעירה נכנסת לתאי הבעירה. למרות שפעולות אחרות מתרחשות במנוע במהלך זרימתו, המחזור המצוין הוא תהליך עבודה אחד. לדוגמה, מהלך הדחיסה אינו רק דחיסה. בתקופה זו מערבבים את התערובת בגלילים, מתחילה היווצרות גז, הוא מתלקח.

ניתן לומר אותו דבר לגבי שלבים אחרים של המנוע. הדבר החשוב ביותר כאן הוא שהתהליכים השונים להבנה ולפישוט טוב יותר של מחזור העבודה של מנוע ארבע פעימות מפורקים לארבעה מחזורים בלבד.

Intake

אז, בתא הבעירה של יחידת הכוח, מחזורי המרת האנרגיה מתחילים בתגובת הבעירה של תערובת הדלק. במקרה זה, הבוכנה נמצאת בנקודה הגבוהה ביותר שלה (מצב TDC), ולאחר מכן נעה למטה. כתוצאה מכך נוצר ואקום בתא הבעירה של המנוע. בהשפעתו, נוזל בעירה יונק דלק. שסתום היניקה במצב פתוח, ושסתום הפליטה סגור.

כשהבוכנה מתחילה לנוע למטה, הווליום מעליה גדל. זה מה שגורם להתמוטטות. זה בערך 0.071-0.093 MPa. לפיכך, בנזין נכנס לתא הבעירה. במנועי הזרקה, הדלק מוזרק על ידי זרבובית. לאחר שהתערובת נכנסת לגליל, הטמפרטורה שלה יכולה להיות 75 עד 125 מעלות.

כמה יתמלא הצילינדר בתערובת הדלק נקבעת לפי גורמי המילוי. למנועים עם מערכת כוח קרבורטור, מחוון זה יהיה מ-0.64 עד 0.74. ככל שערך המקדם גבוה יותר, כך המנוע חזק יותר.

Compression

לאחר מילוי תא הבעירה בתערובת בעירה של אדי בנזין ואוויר, אם גל הארכובה מסתובב, הבוכנה תתחיל לחזור למצבה התחתון. שסתום היניקה יתחיל להיסגר בשלב זה. וסיום הלימודים עדיין יהיה סגור.

שבץ עבודה

זוהי פעולתו השלישית של מנוע בעירה פנימית ארבע פעימות. זה החשוב ביותר בפעולת יחידת הכוח. בשלב זה של פעולת המנוע מומרת אנרגיה משריפת דלק לאנרגיה מכנית, מה שגורם לגל הארכובה להסתובב.

כאשר הבוכנה קרובה ל-TDC, אפילו בזמן דחיסה, תערובת הדלק נדלקת בכוח על ידי המצת של המנוע. מטען הדלק נשרף מהר מאוד. עוד לפני תחילת מחזור זה, לגזים השרופים יש ערך לחץ מרבי. גזים אלו הם נוזל העבודה הדחוס בנפח קטן של תא הבעירה של המנוע. כאשר הבוכנה מתחילה לנוע למטה, הגזים מתחילים להתרחב במהירות ולשחרר אנרגיה.

בין כל מהלכי מחזור העבודה של מנוע ארבעה צילינדרים, זה הוא השימושי ביותר. זה פועל על העומס של היחידה. רק בשלב זה גל הארכובה מקבל תאוצה מואצת. בכל השאר, המנוע אינו מייצר אנרגיה, אלא צורך אותה מאותו גל ארכובה.

Release

לאחר התחייבותגזים של עבודה שימושית, הם חייבים לעזוב את הצילינדר כדי לפנות מקום לחלק חדש של תערובת הדלק-אוויר. זוהי פעולתו האחרונה של מנוע ארבע פעימות.

הגזים בשלב זה נמצאים בלחץ גבוה משמעותית מהלחץ האטמוספרי. עד סוף המחזור הטמפרטורה יורדת לכ-700 מעלות. גל הארכובה מניע את הבוכנה ל-TDC באמצעות מוט חיבור. לאחר מכן, שסתום הפליטה נפתח, הגזים נדחפים לאטמוספירה דרך מערכת הפליטה. לגבי הלחץ, הוא גבוה רק בהתחלה. בסוף המחזור הוא יורד ל-0.120 MPa. באופן טבעי, אי אפשר להיפטר לחלוטין ממוצרי בעירה בצילינדר. לכן, הם מעורבבים עם תערובת הדלק במהלך פעולת היניקה הבאה.

סדר עבודה

השלבים המתוארים מהווים את מחזור הפעולה של מנוע בנזין ארבע פעימות. אתה צריך להבין שאין התאמה קפדנית בין מחזורים ותהליכים במנועי בוכנה. זה מוסבר בקלות על ידי העובדה שבמהלך פעולת יחידת הכוח, שלבי מנגנון חלוקת הגז ומצב השסתומים יושתלו על תנועות הבוכנות במנועים שונים בדרכים שונות לחלוטין.

בכל צילינדר, מחזור העבודה של מנוע ארבע פעימות קרבוריתי ממשיך בדרך זו. כל תא בעירה במנוע נחוץ כדי לסובב גל ארכובה בודד שלוקח את הכוח מהבוכנות.

החלופה הזו נקראת הזמנת עבודה. סדר זה נקבע בשלב התכנון של יחידת הכוח באמצעות התכונות של גל הזיזים וגל הארכובה. הוא לאשינויים במהלך פעולת המנגנון.

יישום סדר העבודה מתבצע על ידי ניצוצות מתחלפים המגיעים אל הנרות ממערכת ההצתה. אז, מנוע ארבעה צילינדרים יכול לפעול בסדרים הבאים - 1, 3, 4, 2 ו-1, 2, 4, 3.

ניתן לברר את סדר פעולת הצילינדרים של המנוע מההוראות לרכב. לפעמים סדר הפעולה מצוין בגוף הבלוק.

כך עובד מנוע ארבע פעימות קרבורט או כל אחר. מערכת אספקת החשמל אינה משפיעה על עקרון הפעולה של היחידה. ההבדל היחיד הוא שהקרבורטור הוא מערכת כוח מכנית שיש לה חסרונות מסוימים, ובמקרה של מזרקים, החסרונות האלה לא נמצאים במערכת.

מנועי דיזל

מחזור העבודה של מנוע דיזל ארבע פעימות הוא אותו רצף של תהליכים כמו מחזור של מנוע קרבורטור. ההבדל טמון באופן המשך המחזור, כמו גם בהבדלים בתהליכי היווצרות התערובת וההצתה.

מהלך צריכת דיזל

כשהבוכנה נעה למטה, מנגנון חלוקת הגז פותח את שסתום היניקה. כמות מסוימת של אוויר נכנסת לתא הבעירה. הטמפרטורה בצילינדר היא כ-80 מעלות. במנועי דיזל, מערכת הכוח שונה משמעותית ממנועי קרבורטור בנזין. למשל, ההתנגדות ההידראולית בהם נמוכה יותר, והלחץ עולה מעט.

מהלך דחיסה של דיזל

בשלב זה של העבודה, הבוכנהבתא הבעירה עולה לכיוון TDC. שני השסתומים במנוע המכונית נמצאים במצב סגור. כתוצאה מהפעלת הבוכנה, האוויר בצילינדר נדחס. יחס הדחיסה במנוע דיזל גבוה יותר מאשר במנועי בנזין, והלחץ בתוך הצילינדר יכול להגיע ל-5 MPa. אוויר דחוס מתחמם בצורה משמעותית. הטמפרטורות יכולות להגיע ל-700 מעלות. זה הכרחי כדי להצית את הדלק. הוא מסופק על מנועי דיזל דרך חרירים המותקנות על כל צילינדר. בחורף משתמשים באטמי זוהר. הם מחממים מראש את התערובת הקרה. זה מקל על התנעת המנוע בחורף. אבל לא לכל המכוניות יש מערכת כזו.

מהלך הרחבת הגז במנוע דיזל

כאשר בוכנת מנוע הדיזל עדיין לא הגיעה לנקודה העליונה בכ-30 מעלות על גל הארכובה, משאבת ההזרקה מספקת דלק בלחץ גבוה לצילינדר דרך הזרבובית. יש צורך בערך של 18 MPa כדי שניתן יהיה לרסס את הדלק דק ולפזר אותו בכל הנפח בצילינדר.

יתרה מכך, הדלק תחת פעולת טמפרטורות גבוהות מתלקח ונשרף במהירות. הבוכנה נעה לנקודה הנמוכה ביותר. הטמפרטורה בתוך הגליל כרגע היא כ-2000 מעלות. הטמפרטורה יורדת לקראת סוף המחזור.

מפלט דיזל

בשלב זה, שסתום הפליטה פתוח, הבוכנה נעה לנקודה העליונה. מוצרי בעירה מוסרים בכוח מהגליל. ואז הם הולכים לסעפת הפליטה. אחרי זה לעבודהממיר הקטליטי מופעל. גזים העוברים דרכו בטמפרטורה גבוהה מטוהרים. גז נקי ובלתי מזיק כבר משתחרר לאטמוספירה. ברכבי דיזל מותקן בנוסף מסנן חלקיקים. זה גם עוזר לטהר גזים.

מסקנה

ניתחנו בפירוט כיצד מתבצע מחזור העבודה של מנוע ארבע פעימות (הוא לוקח שתי סיבובים של גל הארכובה של תחנת הכוח). והמחזור עצמו כולל תהליכים רבים ושונים.