Одноциліндровий чотиритактний двигун - як він працює

Одноциліндровий чотиритактний двигун - як він працює
Останнім часом автолюбителі на свої машини стали устанавливат ьодноціліндровие чотиритактні двигуни, в чому причина? Двигун такого тіпаможно або знайти і купити через інтернет, або придбати (за чималу ціну) в спеціалізованому автомагазині. До чого ж такі витрати, і чим він краще звичайного, багатоциліндрового, двигуна.

Як працює одноциліндровий чотиритактний двигун?

Ці мотори поширені досить широко як в автомобілях, так і в інших транспортних засобах, таких як мотоцикли, трактори, мопеди. Крім того, в Китаї випускають одноциліндрові двигуни об'ємом 1,03 літра, які застосовуються для приводу важких мотоблоків. Головними перевагами можна назвати найменше відношення площі циліндра до робочого об'єму, тому втрати тепла мінімальні, а індикаторний ККД досить високий.

Одноциліндровий чотиритактний двигун - як він працює
Мотоцикли та мопеди, так само трактори, давно «бігають» на такому типі двигуна, а в Китаї він розроблений навіть для важенних мотоблоків. Суть в тому, що відношення площі такого циліндра до робочого об'єму дуже мало, а це значить, що втрат тепла практично немає, при цьому ККД індикаторний у нього неймовірно великий. Його пристрій однакове для бензинового і для дизельного движка. Є дві мертві точки, одна нижня, і друга верхня, і є колінчастий вал, поршень і клапана. Зі своєї першої позиції, а це верхня мертва точка, поршень, під дією клонували, зміщується до другої позиції, і це нижня мертва точка, і впускний клапан відкривається. Утворюється сильне розрядження і всмоктується горюча суміш. Вона змішується з продуктами згоряння (вірніше, їх залишками) і виходить робоча суміш. Це перший такт.

Потім йде наступний такт, він називається стиснення. Наш кращий друг поршень знову йде в верхню точку, клапани (обидва) повністю закриті і це стискає робочу суміш. Стискаючись, вона різко піднімає температуру, а з нею і тиск. Прийшла пора третього такту (або акта) - іскра запалювання запалює робочу суміш, при цьому і температура, і тиск ще більше підвищуються, ця суміш згорає. Від цього опускається поршень, йде сильний поштовх шатуна, і він діє на колінвал. Ось і відбулося перетворення теплової і непотрібної нам енергії в потрібну, і корисну, механічну. Одночасно відкривається випускний клапан, температура, а з нею і тиск різко знижуються. Відпрацьовані гази тепер через цей клапан йдуть спочатку в глушник, а потім йдуть в атмосферу.

Які капризи має одноциліндровий дизельний двигун?

Одноциліндровий чотиритактний двигун - як він працює
Так як одноциліндровий дизельний двигун під час роботи створює високі температури, то його деталі, що труться, створюють пари, потребують охолодження і хорошою мастилі. А зазори між ними необхідно періодично промивати, щоб видалити непотрібні продукти механічного зносу. Крім того, масло ще і забезпечує відведення тепла від навантажених поверхонь. Звідси випливає, що підтримувати хороший рівень якісного масла в такому автомобілі необхідно

Щоб не допустити перегрів трудівника і вчасно охолодити елементи головок движка і гільзи циліндрів, застосовують додатково систему охолодження, вона може бути як повітряної, так і рідинної. У даних системах встановлюють термостати, щоб забезпечити стабільну робочу температуру. Коли всі ці вузли працюють чітко, ваша машина видає максимально ефективну життєдіяльність, користуватися - одне задоволення. Але звідси можна сказати і про істотне дискомфорті при будь-яких поломки, це стає помітно різко.

Процес роботи чотиритактного двигуна відбувається за чотири ходи поршня або за два оберти колінчастого вала, т. Е. Робочий хід відбувається тільки через два оберти вала. Одноциліндрові двигуни внутрішнього згоряння високих потужностей важкі, тихохідні і мають досить великі розміри.

Це пояснюється порівняно рідкісним надходженням робочого зусилля на вал, завдяки чому для отримання необхідної потужності потрібно дуже велике робоче зусилля. Для цього доводиться збільшувати розміри поршня, циліндра, маховика і інших деталей. Разом з розмірами зростає вага, що ускладнює отримання великої кількості оборотів в хвилину. Рідкісні і великі робочі зусилля для створення необхідної рівномірності обертання валу вимагають постановки дуже великого маховика. Тому одноциліндрові двигуни не відповідають вимогам, що пред'являються до автомобіля і трактора, застосовуються, головним чином, в стаціонарних умовах.

Балансування одноциліндрового двигуна

Одноциліндровий чотиритактний двигун - як він працює
Історично, проектувальники двигунів використовували терміни первинна балансування і вторинна балансування. Ці терміни пов'язані з порядком виникнення проблем в процесі розробки, і тому в якійсь мірі відображають важливість цих аспектів в балансуванні. Визначення первинної і вторинної балансіровок різняться. У загальному випадку первинна балансування пов'язана з компенсуванням моменту рухомих поршнів (але не їх кінетичної енергії) під час обороту коленвала. Вторинна балансування пов'язана з компенсуванням (або відсутністю такої):

- кінетичної енергії поршнів;

- несинусоидального руху поршнів (іноді є частиною первинної балансування);

- поперечного руху клонували і балансіруещего вала;

- різних паразитних хитань (моментів інерції), що створюються балансируемого масами, як наприклад небажаний зсув оппозітних циліндрів в «оппозитника», створювані конфігурацією клонували.

Одноциліндровий двигун породжує три види вібрацій (передбачається, що циліндр розташований вертикально). По перше. без балансують противаг в двигуні будуть присутні значні вібрації, породжені зміною напрямку руху поршня і шатуна за кожен оборот. Це породжує силу інерції 1-го порядку, яка викликає вертикальну вібрацію з частотою, рівній частоті обертання коленвала. Практично всі одноциліндрові двигуни забезпечені балансують масами на коленвале для зменшення цієї вібрації.

Хоча ці балансири усувають вібрації на коленвале, вони не можуть повністю збалансувати рух поршня з двох причин. Перша причина полягає в тому, що балансири рухаються як по вертикалі, так і по горизонталі, тому компенсування вертикального руху поршня масою клонували породжує горизонтальні вібрації. Масу балансиров підбирають таким чином, щоб зменшити вертикальну силу інерції 1-го порядку в два рази, при цьому вертикальна і горизонтальна сили інерції стають рівними за величиною і, складаючись, утворюють кругову силу інерції, вектор якої обертається в бік, протилежний обертанню коленвала.

Одноциліндровий чотиритактний двигун - як він працює
Друга причина відноситься до руху шатуна, який через конструкції змушує поршень рухатися у верхній половині циліндра швидше, ніж у нижній. Це породжує вертикальну силу інерції 2-го порядку, яка викликає вібрацію з подвоєною частотою обертання коленвала. Тому синусоидальное рух коленвала не може повністю компенсувати рух поршня. Повністю кругову силу 1-го порядку можна врівноважити двома балансують валами, які повинні розташовуватися симетрично з боків клонували і обертатися в напрямку, протилежному напрямку обертання коленвала. Противаги цих валів повинні бути однаковими і орієнтовані так, щоб створювати таку ж по величині кругову силу інерції, але в протилежному напрямку.

Вертикальну силу інерції 2-го порядку можна врівноважити двома балансують валами, розташованими симетрично з боків двигуна і обертовими в протилежні один щодо одного боку в два рази швидше клонували. Балансуючі маси цих валів також повинні бути однаковими і орієнтовані так, щоб створювати врівноважуючу вертикальну силу інерції в протилежному напрямку. Однак це веде до значного ускладнення двигуна, тому як правило силу 2-го порядку залишають неврівноваженою, до того ж вона значно менше сили інерції 1-го порядку.

По-друге. існують вібрації, породжені зміною в швидкості і кінетичної енергії поршня. Так, колінвал буде сповільнюватися, коли поршень прискорюється і поглинає енергію, і буде прискоряться, коли поршень сповільнюється і віддає енергію у верхній і нижній точці. Ця вібрація має подвоєну частоту в порівнянні з частотою обертання коленвала, і її поглинання - завдання маховика. Третій тип вібрацій відбувається через те, що двигун віддає потужність тільки під час робочого ходу. У чотиритактному циклі ця вібрація буде на половині частоти першого типу вібрацій, так як горюча суміш згорає кожен другий оборот коленвала. Поглинання цього типу вібрацій теж завдання маховика.

Здійснюємо ремонт одноциліндрового чотиритактного двигуна

Одноциліндровий чотиритактний двигун - як він працює
Ремонт такого двигуна іноді можна здійснити і самостійно, якщо мова йде про не дуже серйозні пошкодження. Таким чином, якщо ви почули характерні стуки, що виникли в голівці циліндра, цілком можливо, що необхідна регулювання зазорів в газорозподільному механізмі. Якраз цю операцію можна зробити своїми руками, правда, якщо ви хоч приблизно знайомі з пристроєм моторів.

Здійснювати регулювання найкраще на знятому двигуні, природно після його охолодження. Діяти необхідно в такий спосіб. Спочатку зняти свічку запалювання і кришку головки циліндра, а з лівого боку головки циліндра потрібно зняти круглу кришку, таким чином, можна побачити установчі позначки ГРМ. Відвертаємо пробку з лівої кришки генератора і отримуємо доступ до гайки кріплення ротора. Повертаючи цю гайку ключем, ми повертаємо і колінчастий вал. Цю нескладну операцію ми виробляємо до того моменту, як мітки ГРМ нарешті співпадуть.

Потім, вставляючи плоскі щупи в зазори між регулювальним гвинтом і клапаном, регулюємо їх величину. Досягнувши потрібного положення, звертаємо нашу «кухню», і можна все зібрати в зворотній послідовності. Запустіть мотор і послухайте, всі сторонні звуки вдалося усунути. Якщо так, то залишаємо автомобіль в спокої, якщо немає, можливо, причина не в цьому. Швидше за все, поломки двигуна носять більш серйозний характер, слід негайно звернутися до фахівців.

Підписуйтесь на наші стрічки в Facebook. Вконтакте і Instagram. всі найцікавіші автомобільні події в одному місці.

Схожі статті