Один из тактов двигателя во время которого оба клапана остаются закрытыми

Один из тактов двигателя во время которого оба клапана остаются закрытыми

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя

Двигатели, применяемые на автомобилях и тракторах, работают преимущественно по четырехтактному циклу. При этом цикле процессы впуска горючей смеси, сжатия, сгорания, расширения и выпуска отработавших газов совершаются за четыре такта (хода поршня) — впуск, сжатие, рабочий ход (расширение), выпуск, что соответствует двум оборотам коленчатого вала. Один из этих тактов является рабочим, а остальные три вспомогательными.

Такт впуска. При этом такте поршень движется от ВМТ к НМТ , создавая разрежение в полости цилиндра над собой. Впускной клапан открыт, и через впускной трубопровод в цилиндр под влиянием разности давлений поступает смесь топлива с воздухом (горючая смесь), приготовленная в карбюраторе. Горючая смесь, перемешавшись с отработавшими газами, оставшимися в камере сгорания от предыдущего цикла, образует рабочую смесь.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

• Смесеобразование в дизельных двигателях
• Новые энергонасыщенные тракторы
• Основные направления в развитии конструкций тракторов
• Типаж тракторов и двигателей
• Испытание трактора
• Устойчивость трактора
• Отопление и вентиляция кабины
• Лебедка автомобиля
• Тягово-сцепное устройство

Давление в цилиндре во время такта впуска меньше давления окружающей среды и зависит от сопротивления впускного тракта и частоты вращения коленчатого вала. Величина его лежит в пределах 0,08—0,095 МПа. Температура рабочей смеси при этом также вследствие контакта ее с нагретыми деталями двигателя и смешивания с остаточными раскаленными газами составляет 90—120 °С.

Такт сжатия. При дальнейшем вращении коленчатого вала поршень движется от НМТ к ВМТ . В это время впускной и выпускной клапаны закрыты, поэтому поршень сжимает находящуюся в цилиндре рабочую смесь, которая нагревается и дополнительно хорошо перемешивается. Давление рабочей смеси достигает максимума в тот момент, когда поршень доходит до ВМТ и зависит в основном от степени сжатия. Для различных карбюраторных двигателей оно колеблется от 0,8—1,2 МПа. Температура смеси в конце такта сжатия повышается до 300—450 °С. Чем выше степень сжатия, тем больше температура и давление смеси, тем больше мощность и экономичность двигателя. Однако увеличение степени сжатия карбюраторных двигателей допустимо лишь в известных пределах, так как чрезмерное повышение степени сжатия может привести к нежелательному детонационному характеру сгорания. Предельное значение величины степени сжатия должно быть таким, чтобы температура в конце такта была ниже температуры самовоспламенения топлива. Степень сжатия современных карбюраторных двигателей составляет 6—10.

Рис. 1. Рабочие циклы четырехтактного карбюраторного и дизельного двигателей: о, д — впуск: б. е — сжатие; в, ж – расширение; г, з выпуск; — коленчатый вал; — шатун; — поршневой палец; — поршень: — цилиндр; впускной клапан; — сзеча (у карбюраторного двигателя). форсунка (у дизельного двигателя); выпускной клапан

Такт расширения. Этот такт состоит из двух последовательно происходящих процессов — сгорания смеси и расширения газов (продуктов сгорания смеси) и совершается при закрытых клапанах. Рабочая смесь в конце такта сжатия воспламеняется электрической искрой, проскакивающей между электродами свечи зажигания и сгорает, когда поршень находится около ВМТ . В результате сграния смеси температура и давление образующихся в цилиндре газов возрастают. Под действием давления продуктов сгорания поршень движется вниз и с помощью шатуна вращает коленчатый вал, совершая при этом механическую работу.

Давление газов в начале такта расширения составляет примерно 4—6 МПа и к концу такта расширения снижается до 0,4—0,5 МПа. Температура в начале такта расширения составляет 2000— 2500 °С, а в конце снижается до 900— 1100 °С.

Такт выпуска. Этот такт начинается при подходе поршня к НМТ при открытом выпускном клапане. Отработавшие газы под собственным давлением 0,4—0,5 МПа выходят из цилиндра в атмосферу через выпускной трубопровод и глушитель. Далее поршень движется от НМТ к ВМТ и выталкивает из цилиндра оставшуюся часть отработавших газов под давлением, несколько превышающем атмосферное (0,11 — 0,12 МПа). Температура выпускных газов равна 700—800 С. После подхода поршня к ВМТ выпускной клапан закрывается, впускной клапан открывается и начинается повторение рабочего цикла.

Таким образом, в четырехтактном одноцилиндровом двигателе коленчатый вал вращается под действием давления газов при такте расширения. Для вращения коленчатого вала в течение трех остальных вспомогательных тактов на валу закрепляется тяжелое маховое колесо (маховик), инерция которого обеспечивает вывод поршней из мертвых точек и совершение трех нерабочих ходов поршня.

Рабочий процесс четырехтактного газового двигателя протекает так же, как и у четырехтактного карбюраторного, но газовоздушная смесь готовится не карбюратором, а карбюратором-сме-сителем или специальным газовым смесителем.

При рассмотрении цикла условно примем, что каждый такт начинается и заканчивается в одной из мертвых точек.

Первый такт — впуск. При вращении коленчатого вала поршень перемещается из в. м. т. в н. м. т. и в верхней части цилиндра создается разрежение. Распределительный вал через детали газораспределительного механизма открывает впускной клапан, который через впускной трубопровод 5 соединяет цилиндр с карбюратором. Горючая смесь, поступающая под действием разрежения из карбюратора по впускному трубопроводу, заполняет цилиндр. В конце такта впуска, при работе двигателя с полной мощностью, давление в цилиндре составляет 80—90 кН/м2 (0,8— 0,9 кгс/см2), а температура рабочей смеси равна 80—120 °С (у прогретого двигателя).

Рис. 2. Схема рабочего цикла четырехтактного одноцилиндрового карбюраторного двигателя: а — впуск в цилиндр горючей смеси; б — сжатие рабочей смеси; в — расширение газов или рабочий ход; г — выпуск отработавших газов; 1 — коленчатый вал; 2 — распределительный вал; 3 — поршень; t — цилиндр; 5 — впускной трубопровод; 6 — карбюратор; 7 — впускной клапан: 8 — свеча зажигания; 9 — выпускной клапан; 10 — выпускной трубопровод; 11 — шатун

Второй такт — сжатие. Такт впуска заканчивается, когда поршень приходит в н. м. т. (рис. 2, б). При дальнейшем повороте коленчатого вала поршень перемещается из н. м. т. в в. м. т. и сжимает рабочую смесь. В течение такта сжатия оба клапана остаются закрытыми. Объем смеси при сжатии уменьшается, а давление внутри цилиндра увеличивается и достигает 1000—1200 кН/м2 (10—12 кгс/см2). Повышение давления сопровождается увеличением температуры смеси до 300—400 °С.

Третий такт — расширение, или рабочий ход. Оба клапана закрыты (рис. 2, в). При подходе поршня в конце такта сжатия к в. м. т. между электродами свечи зажигания проскакивает электрическая искра. Сжатая рабочая смесь воспламеняется и быстро сгорает, образуя большое количество горячих газов. Газы давят на поршень, который под их давлением перемещается от в. м. т. до н. м. т. и через шатун вращает коленчатый вал. Это основной такт, так как расширяющиеся газы совершают полезную работу. С момента воспламенения смеси давление газов быстро возрастает, а затем по мере движения поршня вниз и увеличения объема давление снижается. В конце сгорания и начале расширения давление достигает 3000—4000 кН/м2 (30—40 кгс/см2) при температуре 2000—2200 °С, а в конце расширения снижается до 350—450 кН/м2 (3,5—4,5 кгс/см2) при температуре 1200—1500 °С.

Четвертый такт — выпуск. Поршень (рис. 2, г) движется от н. м. т. до в. м. т. и через открытый выпускной клапан вытесняет отработавшие газы в выпускной трубопровод, глушитель и далее в атмосферу. При такте выпуска не удается достигнуть полной очистки цилиндра от отработавших газов и часть их остается в цилиндре (остаточные газы). В конце выпуска давление равно 105—120 кН/м2 (1,05—1,2 кгс/см2), а температура 700— 900° С. После окончания такта выпуска рабочий цикл двигателя повторяется в рассмотренной выше последовательности.

На заднем конце коленчатого вала устанавливают тяжелый диск — маховик, который во время рабочего хода накапливает энергию, а затем продолжает вращаться по инерции. При этом вместе с маховиком вращается и коленчатый вал, который перемещает поршень в течение остальных (вспомогательных) тактов. В одноцилиндровом двигателе, работающем очень неравномерно, маховик должен обладать большим моментом инерции.

В карбюраторном двигателе топливо сгорает при постоянном объеме. Рабочий цикл такого четырехтактного двигателя протекает следующим образом.

1. Такт впуска. При вращении коленчатого вала поршень движется от в. м. т. к н. м. т, создавая разрежение в полости цилиндра над поршнем. При этом впускной клапан открыт, и цилиндр через впускную трубу и карбюратор сообщается с окружающим пространством. Под влиянием разности давлений воздух устремляется в цилиндр. Проходя через карбюратор, воздух распиливает топливо и, смешиваясь с ним, образует горючую смесь, которая поступает в цилиндр. Заполнение цилиндра горючей смесью продолжается до прихода поршня в н. м. т. К этому времени впускной клапан закрывается.

В начале такта впуска над поршнем в объеме пространства сжатия находятся отработавшие газы, оставшиеся от предыдущего цикла. Горючая смесь, заполняя цилиндр, перемешивается с остаточными газами и образует рабочую смесь.

В такте впуска изменение объема и соответствующего ему давления показано на индикаторной диаграмме кривой впуска га, расположенной ниже линии атмосферного давления.

2. Такт сжатия. При дальнейшем вращении коленчатого вала поршень движется от н. м. т. к в. м. т. В это время впускной и выпускной клапаны закрыты, поэтому поршень сжимает находящуюся в цилиндре рабочую смесь. Кривая ас на индикаторной диаграмме иллюстрирует изменение давления в зависимости от уменьшения объема при сжатии рабочей смеси. Во время такта сжатия составные части рабочей смеси хорошо перемешиваются и нагреваются. В конце такта сжатия между электродами свечи происходит электрический разряд, и рабочая смесь воспламеняется. Выделение теплоты при сгорании топлива вызывает резкое повышение давления и температуры газов (продуктов сгорания), образующихся в цилиндре. Кривая cz на индикаторной диаграмме (рис. 12) показывает нарастание давления в цилиндре при сгорании смеси.

Рис. 3. Рабочий цикл одноцилиндрового четырехтактного карбюраторного двигателя:
а — такт впуска; б — такт сжатия; в — такт расширения; а —такт выпуска: 1 — цилиндр; 2 — выпускная труба; 3 — выпускной клапан; 4 — поршень; 5 — свеча; 6 — впускной клапан; 7 — впускная труба; 8 —карбюратор; 9 — шатун; 10— коленчатый вал.

Рис. 4. Индикаторная диаграмма четырехтактного карбюраторного двигателя.

3. Такт расширения.

Оба клапана закрыты.

Под давлением газов поршень перемещается от в.м.т. к н.м.т. Шатун преобразует это движение во вращательное движение коленчатого вала. Таким образом, при расширении газов совершается полезная работа. Кривая zb на рисунке 12 отображает изменение давления газов в такте расширения.

4. Такт выпуска. Когда поршень подходит к н. м. т., открывается выпускной клапан и отработавшие газы, имеющие избыточное давление, начинают выходить из цилиндра в атмосферу через выпускную трубу 2. Далее поршень движется от н. м. т. к в. м. т. и выталкивает из цилиндра отработавшие газы. Такт выпуска на индикаторной диаграмме характеризуется кривой Ьг.

Упр.1138 ГДЗ Лукашик 7-9 класс по физике (Физика)

*Цитирирование задания со ссылкой на учебник производится исключительно в учебных целях для лучшего понимания разбора решения задания.

*размещая тексты в комментариях ниже, вы автоматически соглашаетесь с пользовательским соглашением

Популярные решебники 8 класс Все решебники

Бархударов
Бархударов, Крючков, Максимов
Баранова, Афанасьева, Михеева
Драгомилов
Драгомилов, Маш
Арсентьев, Данилов, Курукин
Алексеев, Низовцев
Enjoy English
Биболетова, Бабушис

©Reshak.ru — сборник решебников для учеников старших и средних классов. Здесь можно найти решебники, ГДЗ, переводы текстов по школьной программе. Практически весь материал, собранный на сайте — авторский с подробными пояснениями профильными специалистами. Вы сможете скачать гдз, решебники, улучшить школьные оценки, повысить знания, получить намного больше свободного времени.

Главная задача сайта: помогать школьникам и родителям в решении домашнего задания. Кроме того, весь материал совершенствуется, добавляются новые сборники решений.

Один из тактов двигателя во время которого оба клапана остаются закрытыми

Влад Тихонов

02.08.2019 00:06:55

Физика 7-9 класс

Во время каких тактов закрыты оба клапана в четырехтактном двигателе внутреннего сгорания?

02.08.2019 00:07:11

Клапана закрыты во время тактов «сжатие» (сжатие топлива и его поджигание) и «рабочий ход» (ход поршня под действием расширяющихся продуктов горения).

Все предметы

Математика

Рейтинг пользователей

• за неделю
• один месяц
• три месяца

1138. Во время каких тактов закрыты оба клапана в четырехтактном двигателе внутреннего сгорания?

№1138. Оба клапана в четырехтактном двигателе внутреннего сгорания закрыты во время такта “сжатие” и “рабочий ход” (т. е. 2-й и 3-й такты).

Источник:

Решебник по физике за 7, 8, 9 класс (Лукашик В.И. Иванова Е.В, 2006 год),
задача №1138
к главе «VI. ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ. 42. Тепловые явления (43 Тепловые двигатели)».