2.3 Робочий цикл двигуна

Одноциліндровий бензиновий двигун

1. Головка циліндра 2. Циліндр 3. Поршень 4. Поршневі кільця 5. Поршневий палець 6. Шатун 7. Колінчастий вал 8. Маховик 9. КШМ 10. Розподільний вал 11. Кулачок розподільного валу 12. Важіль 13. Впускний клапан 14. Свічка запалювання

Візьмемо найпростіший одноциліндровий бензиновий двигун та розглянемо принцип його роботи. Розглянемо, як протікають у ньому процеси та з'ясуємо звідки береться той самий момент, що крутить привідні колеса автомобіля. Основною частиною одноциліндрового двигуна є циліндр з укріпленою на ньому з'ємною голівкою. Якщо продовжити порівняння елементів автомобіля з відомими в побуті предметами, то циліндр разом з голівкою буде схожий на звичайну склянку, перевернуту догори дном.
Усередині циліндра розміщується ще одна "склянка", теж догори дном - поршень. На поршні у спеціальних канавках знаходяться поршневі кільця. Вони ковзають по дзеркалу внутрішньої поверхні циліндра та не дають можливості газам, що утворюється в процесі роботи двигуна, прорватися до низу. У той же час кільця перешкоджають попаданню вгору мастила, яким змащується внутрішня поверхня циліндра.
За допомогою пальця та шатуна поршень, з'єднаний з кривошипом колінчастого валу, який обертається в підшипниках, встановлених в картері двигуна. На кінці колінчастого вала кріпиться масивний маховик.
Через впускний клапан в циліндр потрапляє горюча суміш (суміш повітря з бензином), а через випускний клапан виходять відпрацьовані гази. Клапани відкриваються при набіганні кулачків розподільного вала на важелі. При сбіганіі кулачків з важелів клапани надійно закриваються під впливом потужних пружин. Розподільний вал з кулачками приводиться в обертання від колінчастого валу двигуна.
У різьбовий отвір в головці циліндра встановленна свічка запалення, яка електричною іскрою, проскакує між її електродами та запалює робочу суміш (це горюча суміш, перемішана із залишками вихлопних газів).

Принцип дії одноциліндрового двигуна

S-(ходом поршня) - називається шлях пройдений від однієї мертвої точки до іншої

Крайнє положення поршня, коли він найбільш віддалений від осі колінчастого вала називається ВМТ наближений до осі колінчастого вала називається НМТ

Vc (об'єм камери згорання) називається об'єм розташований над поршнем,який знаходиться у ВМТ

Vp (робочим об'ємом циліндра) називається об'єм звільнений поршнем при переміщенні в НМТ

Повний обсяг циліндра Vn = VP + Vc (сума об'ємів циліндру та камери згорання) Робочий об'єм двигуна - це сума робочих обсягів усіх циліндрів (вимірюється в літрах)

1		2		3		4
	+		+		+
=
Робочий об'єм двигуна-це сума робочих об'ємів всіх циліндрів (вимірюється в літрах)

Робочий цикл чотиритактного карбюраторного двигуна

Робочий процес, що проходить в циліндрі за один хід поршня, називається тактом

Робочий цикл - це комплекс послідовних робочих процесів, що періодично повторюються в кожному циліндрі при роботі двигуна

Робочий цикл чотиритактного карбюраторного двигуна

а) впуск, б) стиснення; в) робочий хід; г) випуск

Перший такт - впуск горючої суміші

При такті впуску поршень рухається від ВМТ до НМТ. Об'єм над поршнем збільшується, циліндр заповнюється горючою сумішшю через відкритий впускний клапан. Впуск суміші продовжується до тих пір, поки поршень не сягне нижньої мертвої точки. За перший такт роботи кривошип колінчастого вала повертається на півоберта. У процесі заповнення циліндру горюча суміш перемішується із залишками відпрацьованих газів та змінює свою назву, тепер вона називається – робоча.

Другий такт - стиснення робочої суміші

При такті стиснення поршень переміщається до ВМТ. Обидва клапани щільно закриті, тому робоча суміш стискається. У процесі стиснення колінчастий вал повертається на півоберта. Від початку першого такту і до закінчення другого, він обернеться на один оберт.

Третій такт - робочий хід

Наприкінці такту стиснення робоча суміш запалюється від електричної іскри. Згораючи, суміш починає активно розширюватись. Впускний і випускний клапани закриті. Гази, які розширюються, тиснуть на поршень, що рухається. Поршень опускається, передаючи зусилля колінчастому валу. Колінчастий вал робить чергові півоберту.

Четвертий такт - випуск відпрацьованих газів

При русі поршня від НМТ до ВМТ відкривається випускний клапан (впускний ще закритий). Відпрацьовані гази викидаються з циліндра двигуна. Колінчастий вал двигуна робить ще півоберту. Всього за чотири такти робочого циклу колінчастий вал робить два оберти, які дорівнюють (720 градусів).