|
|
Четырехтактный цикл
Первый коммерчески используемый двигатель внутреннего
сгорания был сделан человеком по имени Френчмэн Этьен Ленуар,
в 1860 году. Он работал на угольном газе, но рабочий цикл не
включал в себя такт сжатия газа перед его зажиганием; в
результате коэффициент полезного действия был невелик.
Несмотря на это, он имел некоторые преимущества перед
небольшими паровыми двигателями, в результате чего некоторое
количество таких двигателей было продано, и они выполняли
полезную работу на фабриках. В 1862 году Ленуар изготовил
безлошадный экипаж, приводимый в движение двигателем, и,
возможно, ездил на нем, но затем потерял интерес к своему
изобретению, в результате из этого в конечном итоге ничего
не вышло.
Метод выполнения рабочего цикла был описан в патенте,
датированном 16 января 1862 года патентным ведомством
Франции господину Бо де Роше. Поскольку он не имел
представления о том, как реализовать предложенный в патенте
метод самостоятельно, он предложил патент Ленуару, который,
не поняв его важности, вернул патент.
В Германии доктор Н. А. Отто наладил производство газовых
двигателей приблизительно в 1866 году. Его первые двигатели
были чрезвычайно шумными, хотя довольно эффективными, а
приблизительно в 1875 году он получил патент, в котором
описывался метод выполнения рабочего цикла, идентичный тому,
который описал Бо де Роше тринадцатью годами раньше. (Все же
едва ли Отто мог знать о Френчмэне и его патенте.) Новый
двигатель Отто неожиданно имел успех. Он был гораздо более
эффективным, чем двигатель Ленуара, и работал довольно тихо;
по этой причине он был назван «бесшумным газовым двигателем
Отто».
Ленуар, поняв свою ошибку, начал производить двигатели,
работающие по тому же принципу. Отто, естественно, подал на
него в суд за нарушение его авторских прав, но Ленуар без
труда доказал, что его двигатели изготавливаются по ранее
выданному патенту Бо де Роше. В результате судебного
разбирательства имя Во де Роше в конце концов стало
знаменитым и он получил за свое изобретение денежную премию
от Академии наук в Париже. Но, даже, несмотря на это, метод
работы двигателя, впервые описанный им и используемый в
большинстве современных двигателей, в течение многих лет (а
часто и в настоящее время) назывался циклом Отто.
Согласно этому методу один полный ход поршня используется
для реализации одного из четырех тактов, образующих рабочий
цикл. Для завершения цикла необходимо четыре хода поршня,
выполняемые за два оборота коленчатого вала: таким образом,
метод известен также под названием четырехтактный цикл.
Впускной и выпускной каналы обычно нормально закрыты
клапанами, которые механически открываются в нужное время.
Если двигатель работает на бензине, бензин смешивается с
воздухом в нужной пропорции при помощи карбюратора,
расположенного со стороны канала впуска.
Начиная с положения поршня в ВМТ, при вращении коленчатого
вала поршень проходит следующие такты:
Первый такт
Поршень перемещается в цилиндре вниз при открытом канале
впуска и закрытом канале выпуска, в результате чего цилиндр
заполняется смесью паров бензина и воздуха. Этот такт
называется тактом впуска.
Второй такт
Поршень перемещается в цилиндре вверх, при закрытых обоих
каналах, сжимая смесь в камере сгорания в верхней части
цилиндра. Этот такт называется тактом сжатия.
Третий такт
Приблизительно в конце такта сжатия, в небольшом зазоре
свечи зажигания, вкрученной в торец цилиндра,
проскакивает искра. Эта искра зажигает пары бензина, которые
сгорают очень быстро, нагревая газ в цилиндре до высокой
температуры, при этом, соответственно, увеличивается
давление. Давление вынуждает поршень перемещаться в цилиндре
вниз, оба канала остаются при этом закрытыми. Этот такт
называется рабочим тактом (рабочим ходом).
Четвертый такт
Поршень перемещается назад, вверх по цилиндру, при этом
канал впуска остается закрытым, а канал выпуска открывается,
выпуская сгоревшие газы из цилиндра. Этот такт называется
тактом выпуска.
В конце этого такта канал выпуска закрывается, а канал
впуска снова открывается для следующего такта впуска,
который следует за ним немедленно.
На рис. 4.1 изображены эти четыре рабочих такта. Проследите
за перемещением поршня и работой клапанов при вращении
коленчатого вала двигателя.
назад
>> |
|
