Модел на 4-тактов ДВГ

Описание

Модел на 4-тактов двигател, изработен от метал.

Четиритактов двигател с работен процес по цикъла на Ото:

1. Всмукване

2. Сгъстяване

3. Работен ход

4. Изпускане

Първият успешен четиритактов двигател е патентован от немския инженер Николаус Ото.

Действителните цикли на четиритактовите двигатели се осъществяват за четири такта (хода) на буталото.

Първи такт – процес на всмукване или пълнене. Този процес протича при движение на буталото от горна мъртва точка (ГМТ) до долна мъртва точка (ДМТ). Когато налягането на остатъчните газове в цилиндъра спадне значително, през всмукателния клапан, който се отваря с помощта на газоразпределителния механизъм, постъпва прясно работно вещество (горивна смес). Поради съпротивлението на пълнителната система налягането на работното вещество в цилиндъра в процеса на пълнене е по-малко от атмосферното налягане (освен в случаите, когато то е „принудително“).

За да осигури максимално напълване на цилиндъра с прясно работно вещество, всмукателният клапан се отваря от 10° до 40° преди ГМТ, т.е. с изпреварване, и се затваря от 20° до 70° след ДМТ, т.е. със закъснение.

Втори такт – процес на сгъстяване. Сгъстяването на работното вещество протича при движение на буталото от ДМТ до ГМТ след затварянето на всмукателния клапан. Тъй като надбуталното пространство намалява, налягането и температурата на работното вещество се повишават, в резултат на което в края на сгъстяването се създават благоприятни условия за възпламеняване и изгаряне на горивото. За тази цел началото на подаване на горивото (в дизеловите двигатели) или искра (в карбураторните двигатели) трябва да започне преди ГМТ, т.е. с определен ъгъл на изпреварване – от 7° до 35°.

По такъв начин по време на втория такт в цилиндъра протича главно сгъстяване на работното вещество. Освен това в началото на такта продължава да постъпва в цилиндъра прясно работно вещество, а в края на същия такт започва процесът горене.

Трети такт – процес на горене и разширение. Този процес протича при движение на буталото от ГМТ до ДМТ. В резултат на топлината, която се отделя при изгарянето на горивото, температурата и налягането на работното вещество се повишават значително. Продуктите на горенето се разширяват, като под действието на високото налягане върху неговото „чело“, буталото се премества към ДМТ – получава се полезна работа. Ето защо този ход на буталото се нарича работен ход.

Четвърти такт – процес на изпускане. По време на този такт буталото се движи от ДМТ към ГМТ, като изтласква газовете от цилиндъра на двигателя през изпускателния клапан. За да се намали работата за изтласкване на газовете, а също и да се подобри очистването на цилиндъра, изпускателният клапан се отваря на около 40° – 70° преди ДМТ. За подобряване очистването на цилиндъра от газовете същият клапан се затваря от 10° до 35° след ГМТ.