Знакомьтесь - автомобиль

На верхнем левом рисунке вы видите процесс заполнений цилиндра горючей смесью – такт впуска. Когда закончится заполнение цилиндра, смесь надо сжать. Процесс сжатия показан на правом верхнем рисунке. Клапаны здесь закрыты, чтобы смесь не могла уйти из цилиндра, поршень, двигаясь вверх, сжимает ее. Но вот смесь сжата. Теперь ее воспламеняют, происходит процесс горения, давление резко повышается. Под давлением газов поршень быстро движется вниз – это рабочий такт (левый рисунок). Такт выпуска показан на правом нижнем рисунке.

 

Поршень пошел вниз – клапан открывается, и горючее устремляется в разреженное пространство над поршнем.

Чем больше смеси войдет в цилиндр, чем лучше он наполнится, тем больше теплоты выделится при горении и тем большую работу произведет продукт горения – газ.

Процесс заполнения цилиндра горючей смесью получил название такта впуска. Он начинается тогда, когда поршень станет уходить из самого верхнего положения – от верхней мертвой точки. Почему верхнее положение поршня называют мертвой точкой? А потому, что здесь поршень меняет свое направление на обратное, в течение ничтожной доли секунды он стоит на месте и скорость его равна нулю. Точно так же нижнее положение поршня называют нижней мертвой точкой.

Расстояние между нижней и верхней мертвыми точками составляет ход поршня. Его измеряют в миллиметрах. Объем цилиндра, ограниченный мертвыми точками, назвали рабочим объемом. Пока поршень придет из верхней мертвой точки в нижнюю, коленчатый вал успеет повернуться на 180 градусов, совершить полоборота.

После того как поршень минует нижнюю мертвую точку, он пойдет вверх. В это время впускной клапан закрывается. Двигаясь вверх, поршень все больше и больше сжимает смесь. Когда он придет в верхнюю мертвую точку, такт сжатия будет закончен. Давление смеси к этому времени достигнет семи, а в некоторых двигателях даже десяти атмосфер. Чем выше давление, тем больше мощность двигателя.

 

Самое верхнее положение поршня в цилиндре называют верхней мертвой точкой, а самое нижнее – нижней мертвой точкой. Когда поршень достигнет этих точек, он как бы на одно мгновение останавливается, теряет свою скорость, «замирает» на одном месте. После мертвой точки он начинает двигаться в обратном направлении: с верхней – вниз, с нижней – вверх.

 

Известно, что при сжатии газ нагревается. К концу такта сжатия температура смеси в цилиндре повысится до 350-400 градусов.

Между дном поршня, достигшего верхней мертвой точки, и головкой, закрывающей цилиндр сверху, остается небольшое пространство, где находится сжатая смесь. Пространство это получило название камеры сжатия или камеры сгорания, потому что в ней-то в основном и происходит горение смеси. Рабочий объем цилиндра вместе с объемом камеры сжатия составляет полный объем цилиндра. А если разделить полный объем цилиндра на объем камеры сгорания, то получим отвлеченную величину – степень сжатия, показывающую, во сколько раз сжата смесь.

 

Рабочий процесс четырехтактного четырехцилиндрового двигателя (второй полуоборот). Коленчатый вал делает второй полуоборот, повернулся на 360°. В первом цилиндре после рабочего хода начинается выпуск. А в четвертом идет такт сжатия. Во втором цилиндре происходит рабочий такт, а в третьем, после окончания выпуска, – такт впуска.

 

Выше мы уже могли убедиться, что мощность двигателя прямо зависит от того, какому давлению подверглась смесь или, другими словами, какова степень сжатия.

Итак, поршень достиг верхней мертвой точки. Смесь сжата, нагрелась и полностью подготовлена к сгоранию. Остается только воспламенить ее. Теплота превратится в работу.