Četrtaktu dzinējs: kā tas darbojas un kādas ir tā priekšrocības
Četrtaktu dzinējs jeb sarunvalodā četrtaktu ir virzuļdzinējs, kas darbojas četrtaktu režīmā. Tas nozīmē, ka dzinēja darba cikls notiks četru virzuļa un divu kloķvārpstas apgriezienu laikā.
Darba cikli dzirksteļdzinējiem un dīzeļdzinējiem nedaudz atšķiras atkarībā no maisījuma aizdedzināšanas veida. Tātad, aplūkosim, kā darbojas benzīna četrtaktu dzinējs un dīzeļa četrtaktu dzinējs.
Saturs
Četrtaktu dzinēja funkcija
Tā kā benzīna un dīzeļdzinēju darba cikli ir nedaudz atšķirīgi, mēs par abiem runāsim atsevišķi.
Benzīna četrtaktu dzinējs
1. Ieplūdes insults
Virzulim virzoties uz leju, telpa virs virzuļa palielinās, un tajā pašā laikā atveras arī ieplūdes vārsti. Tas izraisa spiediena kritumu virs virzuļa (spiediens virs virzuļa ir zemāks par atmosfēras spiedienu). Šī spiediena starpība ļaus dzinējam caur ieplūdes cauruli iesūkt nepieciešamo gaisu cilindros.
Dzinēja virzuļi: kā tie darbojas?
Taču papildus pašam gaisam cilindros nonāk arī degviela. Gaiss un degviela kopā veido viegli uzliesmojošu maisījumu. Aizdedzes maisījums veidojas ieplūdes kanālos, ieplūdes kolektorā vai cilindrā atkarībā no degvielas iesmidzināšanas tehnoloģijas.
2. Saspiešana
Pēc tam, kad virzulis sasniedz savu apakšējo miršanas punktu un ieplūdes fāze beidzas, tas sāk virzīties uz augšu. Virzulis ar augšupejošu kustību saspiež maisījumu, kas rezultātā uzsilst, un, tā kā tas nevar izplesties, paaugstinās arī spiediens.
Kompresijas pakāpe: kāda ir tā ietekme uz dzinēju?
Augstā temperatūra un spiediens veicina degvielas iztvaikošanu un sajaukšanos ar gaisu, padarot maisījumu sprādzienbīstamāku. Taču kompresijas laikā maisījumu nedrīkst pārāk saspiest, lai tas nesasniegtu degvielas pašaizdegšanās temperatūru (detonācijas sadegšana). Kompresijas laikā ieplūdes un izplūdes vārsti ir aizvērti.
3. Paplašināšana
Šajā fāzē sākas sadegšanas process. Uz aizdedzes sveces uzlec dzirkstele un aizdedzina saspiesto maisījumu. Pēc aizdegšanās maisījums sāk izplesties, spiežot uz virzuli un virzot to uz leju līdz tā apakšējam miršanas punktam, pārvēršot siltumenerģiju mehāniskā darbā.
4. Izplūde
Šajā fāzē atveras izplūdes vārsti, lai ļautu izplūdes gāzēm izkļūt no cilindra. Izplešanās beigās spiediens cilindrā ir augstāks par atmosfēras spiedienu, kā rezultātā izplūdes gāzes tiek izspiestas no cilindra. Virzulis izspiež atlikušās izplūdes gāzes, virzoties uz savu augšējo miršanas punktu.
Tomēr, lai uzlabotu cilindra iztukšošanu, izplūdes vārsti aizveras tikai pēc tam, kad virzulis sasniedz augšējo miršanas punktu un ieplūdes vārsti jau ir atvērti.
Kad visi četri cikli ir beigušies, dzinēja darba cikls sākas no jauna.
Četrtaktu dīzeļdzinējs:
Četrtaktu dīzeļdzinēja darbības princips ir ļoti līdzīgs četrtaktu benzīna dzinēja darbībai. Galvenā atšķirība ir tā, ka cilindros tiek ievilkts tikai tīrs gaiss. Pēc saspiešanas un karsēšanas tiek iesmidzināta dīzeļdegviela, un iegūtais maisījums tiek aizdedzināts ar kompresijas siltumu.
1. Ieplūdes insults
Virzulis pārvietojas no augšējā mirušā centra uz leju uz apakšējo miršanas punktu, palielinot vietu virs virzuļa un atverot ieplūdes vārstus. Tādējādi caur ieplūdes cauruli cilindros nonāk nepieciešamais gaisa daudzums.
2. Saspiešana
Pēc tam, kad virzulis sasniedz savu apakšējo miršanas punktu un ieplūdes fāze beidzas, tas sāk virzīties uz augšu. Tādējādi virzulis pārvietojas no apakšējā mirušā centra atpakaļ uz augšējo miršanas punktu, kamēr tā kustība uz augšu saspiež gaisu, kas rezultātā uzsilst, bet arī palielina spiedienu.
Tieši pirms virzulis sasniedz augšējo miršanas punktu, degkamerā tiek ievadīta degviela, kas tiek sajaukta, iztvaikota un aizdedzināta, izraisot izplešanos.
3. Paplašināšana
Pēc maisījuma aizdedzināšanas degšanas rezultātā tiek atbrīvota degvielas siltumenerģija, kas izpaužas kā gāzes spiediena palielināšanās cilindrā. Tādējādi gāzes spiediens iedarbojas uz dzinēja virzuli, kas pārvērš degvielas siltumenerģiju motora mehāniskajā darbā. Izplešanās laikā dzinēja virzulis pārvietojas no augšējā mirušā centra uz apakšējo miršanas punktu.
4. Izplūde
Četrtaktu dīzeļdzinēja darba cikla pēdējā daļā virzulis pārvietojas no apakšējā nāves punkta uz augšējo miršanas punktu ar atvērtiem izplūdes vārstiem. Tas nozīmē, ka virzulis izspiež izplūdes gāzes caur izplūdes sistēmu gaisā ar kustību uz augšu. Izplūdes vārsti tiek aizvērti tieši pirms virzulis sasniedz augšējo miršanas punktu.
Izplūdes sistēma: kādas ir tās galvenās sastāvdaļas?
Tas pats attiecas uz četrtaktu dīzeļdzinēju un benzīna četrtaktu dzinēju. Kad visi četri cikli ir beigušies, dzinēja darba cikls sākas no jauna.
Turbokompresors bieži tiek izmantots četrtaktu dzinējiem, lai radītu paaugstinājuma spiedienu. Tomēr agrāk dzinēju turbokompresors, izmantojot kompresoru, bija salīdzinoši plaši izplatīts. Bet apskatīsim četrtaktu dzinēja priekšrocības un trūkumus salīdzinājumā ar divtaktu dzinēju.
Četrtaktu dzinēja priekšrocības:
- Mazāks degvielas patēriņš
- Līdzsvarotāka un izsmalcinātāka darbība
- Pietiekama jauda pat pie mazākiem apgriezieniem
- Labāka eļļošanas sistēma
- Zems dzinēja eļļas patēriņš
- Mazāks izmešu daudzums
- Labāka dzinēja dzesēšana
- Ilgāks serviss dzīve
Četrtaktu dzinēja trūkumi:
- Lielāks svars
- Sarežģītāka konstrukcija
- Dārgāki remontdarbi atteices gadījumā
- Vienam dzinēja darba ciklam nepieciešami divi kloķvārpstas apgriezieni un četri virzuļa gājieni