Расскажите об устройстве поршневых четырёхтактных двигателей внутреннего сгорания

Поршневой четырехтактный двигатель является одним из наиболее распространенных типов внутреннего сгорания. Он состоит из нескольких ключевых компонентов и проходит через четыре такта работы для завершения цикла. Вот общая схема устройства поршневого четырехтактного двигателя:

1. Цилиндр и поршень: Двигатель имеет один или несколько цилиндров, в каждом из которых передвигается поршень. Цилиндр представляет собой полость, в которой происходит сжатие и сгорание топливо-воздушной смеси. Поршень движется вверх и вниз в цилиндре, преобразуя энергию сгорания в механическую.
2. Головка блока цилиндров: Головка блока цилиндров расположена сверху цилиндра и содержит клапаны впуска и выпуска, а также свечи зажигания (в бензиновых двигателях) или форсунки (в дизельных двигателях). Она обеспечивает герметичность цилиндров и управление потоком воздуха и топлива.
3. Клапаны: Клапаны впуска и выпуска устанавливаются в головке блока цилиндров и открываются и закрываются в определенные моменты цикла работы двигателя. Клапан впуска открывается для впуска свежей топливо-воздушной смеси в цилиндр, а клапан выпуска открывается для выталкивания отработанных газов из цилиндра после сгорания.
4. Коленчатый вал: Коленчатый вал является главным механизмом преобразования линейного движения поршня во вращательное движение. Он связан с поршнем через шатун и преобразует вертикальное движение поршня во вращательное движение. Коленчатый вал передает эту энергию на приводные механизмы, такие как система питания или трансмиссия.
5. Система питания: Двигатель имеет систему питания, которая обеспечивает подачу топлива в цилиндр. В бензиновых двигателях это может быть карбюратор или система впрыска топлива, а в дизельных двигателях — система непосредственного впрыска топлива.
6. Зажигание: В бензиновых двигателях система зажигания отвечает за воспламенение топливо-воздушной смеси в цилиндре в нужный момент. Она использует свечи зажигания, которые создают искру для воспламенения смеси. В дизельных двигателях зажигание происходит в результате высокого давления воздуха в цилиндре.

Четырехтактный цикл работы двигателя включает в себя следующие такты:

1. Впускной такт: Во время впускного такта клапан впуска открывается, асмесь топлива и воздуха втягивается в цилиндр при движении поршня вниз. При достижении нижней точки хода поршня клапан впуска закрывается.
2. Сжатие: При подъеме поршня вверх во время такта сжатия смесь сжимается, что увеличивает ее давление и температуру. Клапаны впуска и выпуска закрыты.
3. Рабочий такт (сгорание): Когда поршень достигает верхней точки хода, топливо-воздушная смесь воспламеняется зажиганием свечи зажигания (в бензиновых двигателях) или высоким давлением воздуха (в дизельных двигателях). Сгорание расширяет газы и создает давление, которое выталкивает поршень вниз.
4. Выпускной такт: Поршень поднимается вверх, а клапан выпуска открывается. Отработанные газы выталкиваются из цилиндра. При достижении верхней точки хода поршня клапан выпуска закрывается.

После завершения выпускного такта цикл повторяется снова с впускного такта, и процесс продолжается.

Поршневые четырехтактные двигатели внутреннего сгорания широко используются в автомобилях, мотоциклах, судах и других транспортных средствах. Они обеспечивают эффективное использование топлива и генерируют механическую энергию, необходимую для привода транспортного средства.