РАБОЧИЙ ЦИКЛ ДВИГАТЕЛЯ
Протекание рабочего цикла рассмотрим на примере одноцилиндрового, четырехтактного двигателя.
Рабочим циклом называется совокупность процессов, периодически повторяющихся в определенной последовательности в цилиндре двигателя. В четырехтактном двигателе рабочий цикл совершается за два оборота коленчатого вала и состоит из четырех тактов: впуска, сжатия, рабочего хода (сгорание и расширение) и выпуска отработавших газов.
Такт — это процесс, происходящий в цилиндре за один ход поршня.
Рис. 5. Рабочий цикл четырехтактного двигателя: 1 — коленчатый вал; 2 — цилиндр; 3 — поршневый палец; 4 — камера сгорания; 5 — выпускной трубопровод; 6 — свеча зажигания; 7 — выпускной клапан; 8 — впускной клапан; 9 — впускной трубопровод; 10 — поршень; 11 — шатун; 12 — электрическая искра свечи зажигания
Первый такт — впуск (рис. 5, а). При движении поршня от ВМТ (вниз) вследствие увеличения объема в цилиндре создается разрежение, под действием которого из карбюратора через открывающийся впускной клапан в камеру сгорания и цилиндр поступает горючая смесь (паров бензина с воздухом). В камере сгорания горючая смесь смешивается с оставшимися в нем от предыдущего рабочего цикла отработавшими газами и образует рабочую смесь.
Второй такт — сжатие (рис. 5, б). Поршень движется вверх, оба клапана закрыты. Так как объем в цилиндре уменьшается, то происходит сжатие рабочей смеси, повышается ее температура и давление соответственно до 480°С и 8...12 кгс/см2.
Третий такт — рабочий ход (сгорание и расширение). В конце такта сжатия рабочая смесь воспламеняется электрической искрой от свечи зажигания и быстро сгорает (в течение 0,001... 0,002 с). При этом выделяется большое количество тепла и, как следствие, повышается температура до 2500°С и давление газов до 35...40 кгс/см2, которое передается на поршень, смещая его от ВМТ к НМТ. Сила давления газов от поршня передается через поршневой палец и шатун па коленчатый вал, создавая на нем определенный крутящий момент (рис. 5, в).
Четвертый такт — выпуск (рис. 5, г). Поршень вновь движется к ВМТ и выталкивает отработавшие газы в атмосферу через открывающийся выпускной клапан, после чего цилиндр оказывается подготовленным к повторению рабочего цикла.
Из рассмотрения рабочего цикла видно, что полезная работа совершается в течение только одного такта — рабочего хода, остальные же три такта являются вспомогательными (насосными) и на их осуществление затрачивается часть энергии. Энергия, полученная при рабочем ходе, накапливается маховиком — массивным диском, установленным на конец коленчатого вала.