دورة عمل المحرك رباعي الأشواط - الميزات والرسم البياني والوصف

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

يجب على سائقي السيارات ، على الأقل بشكل عام ، معرفة كيفية عمل المحرك وعمله. معظم السيارات لديها محرك رباعي الأشواط رباعي الأشواط. لنلقِ نظرة على دورة عمل محرك رباعي الأشواط. لا يعرف الجميع العمليات التي تحدث عندما تتحرك السيارة.

المبدأ العام للعمل

المحرك يعمل على النحو التالي. يدخل خليط الوقود إلى غرفة الاحتراق ، ثم يتم ضغطه تحت تأثير المكبس. ثم يشتعل الخليط. هذا يتسبب في تمدد نواتج الاحتراق ، ودفع المكبس للخروج من الأسطوانة.

في المحركات ثنائية الشوط ، تستغرق ثورة العمود المرفقي دورتين. يكمل محرك مكبس رباعي الأشواط دورة عمل في دورتين للعمود المرفقي. المحركات مجهزة بالتوقيت. ما هي هذه الآلية؟ هذا عنصر يسمح لك بدخول خليط الوقود إلى الغرف وإطلاق نواتج الاحتراق من هناك. يتم تبادل الغازات فيلحظة ثورة واحدة للعمود المرفقي. يحدث تبادل الغازات بسبب حركة المكبس.

التاريخ

أول جهاز يشبه محرك رباعي الأشواط اخترعه فيليس ماتوتشي ويوجين بارسانتي. لكن هذا الاختراع ضاع بشكل لا يصدق. فقط في عام 1861 تم تسجيل براءة اختراع وحدة مماثلة.

وأول محرك قابل للاستخدام تم تطويره بواسطة المهندس الألماني نيكولاس أوتو. تمت تسمية المحرك على اسم المخترع ، كما تمت تسمية دورة عمل المحرك رباعي الأشواط باسم المهندس.

الاختلافات الرئيسية بين المحركات رباعية الأشواط

في محرك ثنائي الشوط ، يتم تزييت دبابيس المكبس والأسطوانة والعمود المرفقي والمحامل وحلقات الضغط بواسطة الزيت المضاف إلى الوقود. في محرك رباعي الأشواط ، يتم تثبيت جميع المكونات في حمام زيت. هذا هو الفرق كبير. لذلك في وحدة رباعية الأشواط لا داعي لخلط الزيوت مع البنزين.

مزايا النظام هي أن كمية رواسب الكربون على المرآة في الأسطوانات وعلى جدران كاتم الصوت أقل بكثير. الفرق الآخر هو أنه في المحركات ثنائية الشوط ، يدخل خليط قابل للاشتعال إلى أنبوب العادم.

محرك يعمل

بغض النظر عن نوع المحرك ، فإن مبدأ تشغيله مشابه. اليوم هناك محركات المكربن والديزل والحقن. تستخدم جميع الطرز نفس الدورة رباعية الأشواط. دعونا نلقي نظرة فاحصة على العمليات التي تعمل داخل المحرك ونجعله يتحرك.

دورة رباعية الأشواط عبارة عن سلسلة من أربع دورات عمل. عادة ما تؤخذ الدورة كبداية عندما يدخل خليط قابل للاحتراق إلى غرف الاحتراق. على الرغم من حدوث إجراءات أخرى في المحرك أثناء تدفقه ، فإن الدورة المشار إليها هي عملية عمل واحدة. على سبيل المثال ، حد الضغط ليس ضغطًا فقط. خلال هذه الفترة يخلط الخليط في الاسطوانات ويبدأ تكوين الغاز ويشتعل.

يمكن قول الشيء نفسه عن مراحل أخرى من المحرك. الشيء الأكثر أهمية هنا هو أن العمليات المختلفة لفهم وتبسيط أفضل لدورة عمل محرك رباعي الأشواط تتحلل إلى أربع دورات فقط.

المدخول

إذن ، في غرفة الاحتراق لوحدة الطاقة ، تبدأ دورات تحويل الطاقة بتفاعل احتراق خليط الوقود. في هذه الحالة ، يكون المكبس في أعلى نقطة له (موضع TDC) ، ثم يتحرك لأسفل. نتيجة لذلك ، يحدث فراغ في غرفة الاحتراق بالمحرك. تحت تأثيره ، يمتص السائل القابل للاحتراق الوقود. صمام السحب في وضع الفتح وصمام العادم مغلق

عندما يبدأ المكبس في التحرك لأسفل ، يزداد الحجم فوقه. هذا ما يسبب الانهيار. حوالي 0.071-0.093 ميجا باسكال. وهكذا ، يدخل البنزين إلى غرفة الاحتراق. في محركات الحقن ، يتم حقن الوقود بواسطة فوهة. بعد دخول الخليط إلى الأسطوانة ، يمكن أن تتراوح درجة حرارته من 75 إلى 125 درجة.

يتم تحديد مقدار ملء الأسطوانة بخليط الوقود بواسطة عوامل التعبئة. إلى عن علىالمحركات المزودة بنظام طاقة مكربن / u200b / u200b ، سيكون هذا المؤشر من 0.64 إلى 0.74. كلما زادت قيمة المعامل ، زادت قوة المحرك.

ضغط

بعد ملء غرفة الاحتراق بمزيج قابل للاشتعال من أبخرة البنزين والهواء ، إذا دار العمود المرفقي ، سيبدأ المكبس في العودة إلى موضعه السفلي. سيبدأ صمام السحب في الإغلاق عند هذه النقطة. وسيظل التخرج مغلقًا.

ضربة العمل

هذه هي السكتة الدماغية الثالثة لمحرك احتراق داخلي رباعي الأشواط. إنها الأهم في تشغيل وحدة الطاقة. في هذه المرحلة من تشغيل المحرك يتم تحويل الطاقة من احتراق الوقود إلى طاقة ميكانيكية ، مما يجعل العمود المرفقي يدور.

عندما يكون المكبس قريبًا من TDC ، حتى أثناء الانضغاط ، يتم إشعال خليط الوقود بالقوة بواسطة شمعة احتراق المحرك. تحترق شحنة الوقود بسرعة كبيرة. حتى قبل بدء هذه الدورة ، يكون للغازات المحترقة قيمة ضغط قصوى. هذه الغازات هي سائل العمل المضغوط في حجم صغير من غرفة الاحتراق بالمحرك. عندما يبدأ المكبس في التحرك لأسفل ، تبدأ الغازات في التمدد بسرعة ، وتحرر الطاقة.

من بين جميع ضربات دورة عمل محرك رباعي الأسطوانات ، هذا هو الأكثر فائدة. تعمل على حمل الوحدة. فقط في هذه المرحلة يتلقى العمود المرفقي تسارعًا متسارعًا. في جميع الحالات الأخرى ، لا يولد المحرك الطاقة ، بل يستهلكها من نفس العمود المرفقي.

الإصدار

بعد ارتكابهاغازات العمل المفيد ، يجب أن تترك الأسطوانة لإفساح المجال لجزء جديد من خليط الوقود والهواء. هذه هي السكتة الدماغية الأخيرة لمحرك رباعي الأشواط.

الغازات في هذه المرحلة تحت ضغط أعلى بكثير من الضغط الجوي. بحلول نهاية الدورة ، تنخفض درجة الحرارة إلى حوالي 700 درجة. يقوم العمود المرفقي بتحريك المكبس إلى TDC عن طريق قضيب توصيل. بعد ذلك ، يتم فتح صمام العادم ، ويتم دفع الغازات إلى الغلاف الجوي من خلال نظام العادم. أما الضغط فهو مرتفع فقط في البداية. في نهاية الدورة ، ينخفض إلى 0.120 ميجا باسكال. بطبيعة الحال ، من المستحيل التخلص تمامًا من منتجات الاحتراق في الأسطوانة. لذلك ، يتم خلطهم مع خليط الوقود خلال شوط السحب التالي.

أمر العمل

تشكل الخطوات الموصوفة دورة تشغيل محرك بنزين رباعي الأشواط. عليك أن تفهم أنه لا توجد مراسلات صارمة بين الدورات والعمليات في المحركات المكبسية. يمكن تفسير ذلك بسهولة من خلال حقيقة أنه أثناء تشغيل وحدة الطاقة ، سيتم فرض مراحل آلية توزيع الغاز وحالة الصمامات على حركات المكابس في محركات مختلفة بطرق مختلفة تمامًا.

في أي أسطوانة ، تستمر دورة عمل محرك مكربن رباعي الأشواط بهذه الطريقة. كل غرفة احتراق في المحرك ضرورية لتدوير عمود مرفقي واحد يأخذ القوة من المكابس.

هذا البديل يسمى أمر العمل. يتم تحديد هذا الطلب في مرحلة تصميم وحدة الطاقة من خلال ميزات عمود الحدبات والعمود المرفقي. انه ليسالتغييرات أثناء تشغيل الآلية.

يتم تنفيذ ترتيب العمل بالتناوب الشرر الذي يأتي إلى الشموع من نظام الإشعال. لذلك ، يمكن تشغيل محرك رباعي الأسطوانات بالترتيب التالي - 1 ، 3 ، 4 ، 2 و 1 ، 2 ، 4 ، 3.

يمكنك معرفة الترتيب الذي تعمل به أسطوانات المحرك من التعليمات الخاصة بالسيارة. في بعض الأحيان يتم الإشارة إلى ترتيب العملية على جسم الكتلة.

هذه هي الطريقة التي يعمل بها محرك كربوني رباعي الأشواط أو أي أعمال أخرى. لا يؤثر نظام الإمداد بالطاقة على مبدأ تشغيل الوحدة. الاختلاف الوحيد هو أن المكربن هو نظام طاقة ميكانيكي له عيوب معينة ، وفي حالة الحقن ، هذه العيوب ليست في النظام.

محركات الديزل

دورة عمل محرك ديزل رباعي الأشواط هي نفس تسلسل العمليات مثل دورة محرك المكربن. يكمن الاختلاف في كيفية استمرار الدورة ، وكذلك الاختلافات في عمليات تكوين الخليط والاشتعال.

السكتة الدماغية المدخول الديزل

عندما يتحرك المكبس لأسفل ، تفتح آلية توزيع الغاز صمام السحب. كمية معينة من الهواء تدخل غرفة الاحتراق. درجة الحرارة في الاسطوانة حوالي 80 درجة. يختلف نظام الطاقة في محركات الديزل اختلافًا كبيرًا عن محركات البنزين المكربن. على سبيل المثال المقاومة الهيدروليكية فيها أقل والضغط يرتفع قليلاً.

ضربة ضغط الديزل

في هذه المرحلة من العمل ، المكبسفي غرفة الاحتراق يرتفع نحو TDC. كلا الصمامين في محرك السيارة في حالة الإغلاق. نتيجة لتشغيل المكبس ، يتم ضغط الهواء الموجود في الاسطوانة. نسبة الضغط في محرك الديزل أعلى منها في محركات البنزين ، ويمكن أن يصل الضغط داخل الأسطوانة إلى 5 ميجا باسكال. يسخن الهواء المضغوط بشكل ملحوظ. يمكن أن تصل درجات الحرارة إلى 700 درجة. هذا ضروري لإشعال الوقود. يتم تزويده بمحركات الديزل من خلال فتحات مثبتة على كل أسطوانة. في فصل الشتاء ، يتم استخدام شمعات التوهج. يسخنون الخليط البارد. هذا يسهل على المحرك أن يبدأ في الشتاء. لكن ليس كل السيارات لديها مثل هذا النظام.

شوط تمدد الغاز في محرك ديزل

عندما لا يصل مكبس محرك الديزل بعد إلى أعلى نقطة بحوالي 30 درجة على العمود المرفقي ، تقوم مضخة الحقن بتوصيل وقود عالي الضغط إلى الأسطوانة من خلال الفوهة. قيمة 18 ميجا باسكال ضرورية حتى يمكن رش الوقود بدقة وتوزيعه على كامل الحجم في الاسطوانة.

علاوة على ذلك ، يشتعل الوقود تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة ويحترق بسرعة. يتحرك المكبس إلى أدنى نقطة. تبلغ درجة الحرارة داخل الأسطوانة في هذه اللحظة حوالي 2000 درجة. تنخفض درجة الحرارة قرب نهاية الدورة.

عادم الديزل

في هذه المرحلة ، يكون صمام العادم مفتوحًا ، ويتحرك المكبس إلى أعلى نقطة. تتم إزالة منتجات الاحتراق بالقوة من الاسطوانة. ثم يذهبون إلى مشعب العادم. بعد ذلك للعملالمحول الحفاز قيد التشغيل. يتم تنقية الغازات التي تمر عبرها عند درجة حرارة عالية. تم إطلاق غاز نظيف وغير ضار بالفعل في الغلاف الجوي. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تثبيت مرشح جسيمات في مركبات الديزل. كما أنه يساعد على تنقية الغازات

الخلاصة

لقد حللنا بالتفصيل كيفية تنفيذ دورة عمل محرك رباعي الأشواط (يستغرق دورتان من العمود المرفقي لمحطة الطاقة). والدورة نفسها تتضمن العديد من العمليات المختلفة.